子阵分解技术提升微波整流天线效率的研究

"该研究论文提出了一种基于子阵分解的高效整流天线阵列设计，用于解决微波无线能量传输系统中接收端功率密度非均匀分布的问题。通过研究接收天线阵列的功率密度分布规律，研究人员设计了不同最佳功率点的整流电路，并利用子阵分解的方法扩展了微波整流功率范围，提高了系统整体效率。实验结果显示，对于微波输出功率在-5到22 dBm范围内类高斯分布的接收阵列天线，采用3种最佳工作点分别为21、17和10 dBm的微波整流电路，通过子阵分解的优化排布，能够使整流天线的效率提升10%以上。该论文由张鹤馨和刘长军发表于《应用科技》第43卷第4期，2016年8月，归类于现代电子技术领域。" 详细说明： 在微波无线能量传输（MWPT）系统中，一个关键挑战是接收端功率密度的非均匀分布，这可能导致能量转换效率低下。传统的整流天线设计往往无法有效应对这种非均匀分布，因为它们的功率处理能力有限。论文中提出了一种创新的解决方案，即采用子阵分解的微波整流天线设计。这种方法通过对接收天线阵列的功率密度分布进行深入分析，能够识别出不同区域的最佳功率点。 整流电路的设计是关键，因为它直接影响到微波能量转换为直流电能的效率。根据接收天线阵列功率分布的特性，论文中设计了三种具有不同最佳工作点的整流电路，分别对应21、17和10 dBm的功率水平。这些电路旨在适应接收功率的动态变化，确保在整个功率范围内保持高效。 子阵分解策略允许将大的整流天线阵列划分为若干个小的子阵，每个子阵配备适合其特定功率范围的整流电路。通过这种方式，即使在功率分布不均的情况下，也能确保各个部分的整流器工作在其最优状态，从而提高整个系统的整体效率。 实验结果验证了这一方法的有效性。在面对-5到22 dBm的微波输出功率范围时，通过子阵分解并优化排列，整流天线的效率提高了10%以上。这一提升对于MWPT系统来说是显著的，它有助于实现更远距离、更高效率的能量传输，对于无线电源应用如传感器网络、物联网设备等有着重要的实用价值。 这项研究展示了子阵分解技术在改善微波整流天线性能上的潜力，特别是在应对功率密度非均匀分布的场景中。这一创新设计为优化MWPT系统的效率提供了新的思路，对现代电子技术领域的研究和发展具有积极的推动作用。