电 子 测 量 技 术
ELECTRON IC M EASUREMENT TECHN0LOGY
第 39卷 第 7期
2016年 7月
微 波 Colpitts混沌 电路在 无 线传 输 系统 中的应 用
魏 巍 刘文 波 沈 骞
(南京航 空航天 大学 自动化 学院 南京 21.0000)
摘 要:Colpitts混沌振荡 电路 由单一的晶体三级管及其它线性元器 件构 成,是研究及应用 非常广泛的三点式振荡电
路。Colpitts混沌振荡电路能够产 生各 种不 同频率 的混 沌信 号,可 以应用于无线 传输 、通 信加密 、信 号检 测等多个领
域。介绍 了两种类 型的 Colpitts混沌振荡器电路 ,并分析 了其 电路模 型。同时将所产生 的混沌振荡信号进行 了对 比、
分析,并将其产生 的混沌信号作 为无线 传输系统的激励信号。此外 ,互补 累积分布 函数 曲线 表明,以改进型的 Colpitts
混沌振荡电路所产生 的混沌信号作为激励信号 的无线 电力传输系统具有更 好的整流 电路转 换效率 。最后 ,这些 电路
的转换效率 的详 图已被证 明。
关键词 :无线 电力传输 ;Colpitts混沌振荡 电路 ;整流 电路 ;转换效率
中图分类号 :TP277 文献标 识码 :A 国家标准学科分 类代码 :460.4030
Optim al Colpitts chaotic oscillator for wireless power transm ission
W ei Wei Liu W enbo Shen Qian
(College of Automation Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210000,China)
Abstract: Colpitts chaotic oscillation circuit iS composed of a triode and other linear com ponents.It has a very extensive
range of research and application.Colpitts chaotic oscillation circuit can generate a variety of chaotic signals,which can
be applied to wireless transmission, communication encryption,signal detection and other fields. In this paper,two
types of Colpitts chaotic oscillator circuits are introduced,and their circuit models are analyzed.At the same time,the
chaotic signal generated by them is compared and analyzed,and the chaotic signals are used as the excitation signal of
the wireless transm ission systerr ̄ In addition,the complementary cumulative distribution function curves show that the
optimal Colpitts chaotic oscillation circuit has a preferable conversion efficiency of the rectifier circuit in the wireless
po wer transmission system. Finally,the detailed chart of conversion efficiency of these circuits has been demonstrated.
Keywords:wireless power transmission,Colpitts chaotic oscillator,rectifier circuit,conversion efficiency
l 引 言
随着科学技术的不断发展,城市 、建筑等也逐渐向智能
化的方向发展着,对电子设备能够进行 自主运行 的需求也
日益增加 ,引起了人们对能够保证 电子设 备 自主运行的无
线电力传输系统的兴趣及研究。
在对无线供电系统 的研究 中,相 比于太 阳能、磁能 、热
能以及核能等其他能量的收集 ,对 电磁能量的收集得到 了
科学家们的广泛关注[1]。因此,研究基于微波 的小型无线
供电系统设计有着十分重要的意义[2]。在小型无线供 电系
统中,无线供电信号对 系统的无线 电力传输效率有着很大
的影响。选择合适的激励信号将提高整流电路射频到直流
(RF to DC)的转换效率,接收信号的峰均功率 比(PAPR)
越高 ,整流电路的转换效率就越高[3]。
收稿 日期 :2015—11
2012年 ,Ana Collado等人将混沌信 号应用 于无线 电
力传输 ,以验证相较于单频信号 ,混沌信号具有更高的峰均
比,可以在无线电力传输系统的整流电路 中获得更高的能
量转换效率l_4]。目前 ,国内各个研究院或者高校对微波无
线输 电的研究都处 于起 步阶段 ,且 多集 中于天 线及 整流 电
路的设计 ,对无线供电波形的优化迫切需要各大高校与研
究 院所 展开 积极 的研究 _[s ]。
Colpitts混沌振荡电路由单一的晶体管及其他线性元
器件构成 ,能够产生各种不同频率 的混沌信号 ,可以应用 于
无线传输 、通信加密、信 号检测等多个领域。Colpitts混沌
振荡电路结构简单又易于实现 ,且其产生混沌的非线性器
件是晶体三极管,工作频率远高于运算放大器,对产生高频
率混沌振荡信号有着极大的优势 。这些优点使 Colpitts混
沌振荡电路极具发展前景 。
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