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无线输电的四种方式

无线输电的四种方式
无线输电的四种方式

1电磁感应原理

此原理与电力系统中常用的变压器原理类似。在变压器的原边通入交变电流,副边会由于电磁感应原理感应出电动势,若副边电路连通,即可出现感应电流。电力系统中的电压、电流互感器也是采用了类似的原理。

相对于无线输电而言,变压器的原边相当于电能发射线圈,副边相当于电能接收线圈,这样就可以实现电能从发射线圈到接收线圈的无线传输。

虽然电磁感应原理在电力系统中应用的初衷并不侧重于电能的传输,而是利用能量的转化改变电压、电流的数量级,但其对无线输电确实产生了一定的启发作用——尤其是电能的小功率、短距离传送。

目前使用电磁感应传递电能的主要有电动牙刷,以及手机、相机、MP3等小型便携式电子设备,由充电底座对其进行无线充电。电能发射线圈安装在充电底座内,接收线圈则安装在电子设备中。这种原理的无线输电方式市场上已经存在。

2谐振式无线输电

这种无线输电方式与无线通信原理类似,其发送端谐振回路的电磁波全方位开放式弥漫于整个空间,在接收端回路谐振在该特定的频率上,从而实现能量的传递。这种输电方式在接收端输出功率比较小时可以得到较高的传输效率。但其存在电磁辐射,传输功率越大,距离越远,效率越低,辐射就越严重。因此这种方式也是只适用于小功率、短距离的场合。

3磁耦合共振原理

这种方式需要发射和接收两个共振系统,可分别由感应线圈制成。通过调整发射频率使发射端以某一频率振动,其产生的不是弥漫于各处的普通电磁波,而是一种非辐射磁场,即把电能转换成磁场,在两个线圈间形成一种能量通道。接收端的固有频率与发射端频率相同,因而发生了共振。随着每一次共振,接收端感应器中会有更多的电压产生。经过产生多次共振,感应器表面就会集聚足够的能量,这样接收端在此非辐射磁场中接收能量,从而完成了磁能到电能的转换,实现了电能的无线传输。未被接收的能量被发射端重新吸收。这种非辐射电磁场的范围比较有限,不适用于长距离,要求发射端与接收端在感应线圈半径的8倍的距离之内。

2007年,以美国麻省理工学院物理学家Marin Soljacic为首的研究小组利用此原理,以两个直径1500px的铜线感应线圈作为共振器,一个与电源相连,作为发射器,另一个与台灯相连,作为接收器。他们成功把一盏距发射器2.13m开外的60瓦灯泡点亮。从而在实验上说明了此原理的可行性。

4微波无线输电

前几种无线输电方式适用的距离、传输的功率都比较小,要想实现长距离、大功率的电能无

线传输,则可采用微波或激光的传输方式。由于微波或激光的波长比较短,故其定向性好,弥散小,可用于实现电能的远程传输。这种传输系统由电源、电磁波发生器、发射天线、接收天线、高频电磁波整流器、变电设备和有线电网组成,其大致流程如下。

电源→电磁波发生器→发射天线→接收天线→整流器→变电→电网

之前小编也说过无线输电的应用前景,如果无线输电得以实现(最可能的是在小功率短距离情况下),那么在房间里的各种电气设备便可接收无线电能。杂乱如麻的电线和插板将不复存在,而且一次性电池的使用量也会大为减少,对节约资源和保护环境都非常有利。各大公共场所都会安装无线充电设备,就不会出现没带充电器而不知所措的问题。电车也不必到充电站进行充电,而且也会减少因蓄电池没电而停止运行的情况。病人不需要做手术就可以给体内的电子设备充电。

有线网络无线网络主要接入方式详解

有线网络无线网络主要接入方式详解 目前常用的宽带有好几种,在某些方面造成不必要的浪费,所以网络的融合是发展的趋势,标清IPTV业务需要2M以上带宽,而未来主流的高清视频至少需要10M以上带宽,而中国现有网络依然以ADSL接入为主,通信网络已经逐渐到达瓶颈状态,提高接入技术水平,扩大用户带宽是未来网络发展的必然趋势。 一、按照接入方式,主流的接入技术主要分为有线接入与无线接入两种,有线接入技术主要有ADSL、xPON、PTN等,主要形式为一点对多点接入,带宽统计复用,以以太网模式进行业务承载,无线接入技术主要有WiFi、数字微波等,主要以本地多点分配业务、无线室内覆盖、无线宽带大范围接入等方式实现,有线接入的终端主要以台式电脑、笔记本电脑为主,具有带宽高、稳定性好、可支持高清视频、网络游戏等大数据量业务; 而无线接入的终端多为手机、掌上电脑、笔记本等,其优势在于随时随地可用、具有良好的便携性。 二、无线宽带网络具有多种技术,包括无线局域网、蜂窝、蓝牙等技术。结合全IP技术无线宽带网络可在高速和低速移动环境下为用户提供宽带无线接入服务,无线宽带可以实现无线蜂窝系统、无线局域网络、广播网络、电视网络等系统的无缝衔接,使人类实现在任时间、任何地何点与任何人进行任何方式通信的梦想。 三、WiFi技术是移动宽带化的重要补充手段,通过与移动通信网络紧/松耦合的方式,在热点提供覆盖,使移动用户能享受高速数据服务,同时又不会增加移动通信系统的资源消耗,Wi-Fi无线上网目前在大城市比较常用,传输速度非常快,符合个人和社会信息化的需求,最主要的优势在于不需要布线,可以不受布线条件的限制,因此非常适合移动办公用户的需要,但由于其数据速率、覆盖范围、可靠性的限制,还不能广泛应用,只能作为高速有线接入技术的补充以及小型办公区域及家庭的覆盖。 四、DSL技术是基于普通电话线的宽带接入技术,它是在一根铜线上分别传输语音与数字信号,并且不需要拨号,一直在线。主要用于替代传统T1/E1接入技术,与传统的T1/E1接入相比,DSL技术具有对线路质量要求低、安装调试简便等特点,而且通过复用技术,还可以提供语音、视频与数据多路传送等服务,DSL技术主要包括 ADSL、RADSL、HDSL和VDS L等等。 五、FTTH是一根光纤直接连接到家庭。FTTH是指将光网络单元安装在住家用户或企业用户处,是光接入系列中除FTTD外最靠近用户的光接入网应用类型,最显著技术特点是不但提供更大的带宽,而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性,放宽了对环境条件和供电等要求,简化了维护和安装,xPON技术下的FTTx接入模式以其巨大的上下行

目前无线视频监控的四大主流传输方式

目前无线视频监控的四大主流传输方式 如何选择适合自己的无线监控系统,关键是实际的应用需求和选择何种传输方式。目前主流的无线视频监控有WLAN(无线局域网)无线监控、微波(模拟微波)无线监控、COFDM无线监控、3G移动监控、卫星无线监控。 1、无线局域网传输系统 WLAN(无线局域网)与一般传统的以太网(Ethernet)的概念并没有多大的差异,只是将以太网的线路传输部分(普通网卡--五类线--普通HUB)转变成无线传输形式(无线网卡--微波—AP,AP可理解为无线HUB)。也可以说是双向通讯的数字微波。 视距无线网桥 是为使用无线局域网进行远距离点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离(可达20km)、高带宽(可达11/54/108/150/300Mbps)无线组网。特别适用于城市中的远距离高速组网和野外作业的临时组

网。 优点:工作在免费频点(2.4G/5.8G)、带宽高 (11/54/108/150/300Mbps)、距离远(30-50km)、组网方式灵活(支持点对点、点对多点、中继、MESH)、价格便宜 缺点:固定无线传输 适合行业:最有效、最节省的网络视频监控系统。 REDWAVE提供全系列的视距 11/54/108/150/300Mbps、非视距54Mbps无线网桥 2、模拟微波 模拟微波就是将视频信号直接调制在微波的通道上,通过天线发射出去,监控中心通过天线接收微波信号,再通过微波接收机解调出原来的视频信号。也可以说是单向通讯的模拟微波。

此种监控方式没有压缩损耗,几乎不会产生延时,因此可以保证视频质量,但其只适合点对点单路传输,不适合规模部署,此外因没有调制校准过程,抗干扰性差,在无线信号环境复杂的情况下几乎不可以使用。而模拟微波的频率越低,波长越长,绕射能力强,但极易干扰其它通信,因此在上世纪90年代此种方式较多使用,现在使用较少,但价格也有优势。 优点:组网简单、价格便宜 缺点:频点使用需申请、不适合规模部署、抗干扰性差 适合行业:不合适布线,考虑成本投入 3、COFDM传输 COFDM即编码正交频分复用的简称,是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术。它的实用价值就在于支持突破视距限制的应用,是一种在无线电频谱资源方面充分利用的技术,可以对噪声和干扰有着很好的免疫力,绕射和穿透

无线能量传输技术

小组成员: 无线能量传输技术简述 摘要: 无线能量传输技术近年来得到了极大的发展,在诸多领域得到了广泛的应用。该技术不依赖于有线的传输媒介,对于有线供电部署困难的场合具有重要的意义。本文将简要介绍了无线能量传输技术的发展、传输方式、国内外的研究现状以及传输中遇到的问题。 关键词: 无线能量传输、电磁感应、电磁共振、电磁辐射 1.引言 1.1技术背景 尼古拉?特斯拉创建了交流电系统后,又基于交流电系统提出了无线能量传输的构想,为此,他搭建了特斯拉铁塔实验平台,以研究无线远距离能量传输。后由于资金匮乏最终未能如愿,但这,足以启发人们对无线能量传输的探索。 随着科学技术的发展,基于特斯拉无线能量传输的构想,很多欧美学者展开研究工作,20世纪60年代,提出了利用微波将太阳能从卫星输送到地面的想法;70年代,利用电磁感应原理的电动牙刷研制成功;90年代,新西兰奥克兰大学成立研究中心,主要研究滑动式无线能量传输系统并获得重大进展,21世纪初,美国麻省理工学院研究人员提出了强耦合电磁共振原理,并实验成功引起世界注目;随后几年,诸多国家掀起了无线能量传输技术的研究热潮。 传统的电能传输方式存在很多不足之处,电源线、电源插头种类各异,不能

通用;插座也有形式和数量的限制;电线插头又存在老化损坏的现象,对人们的生命财产安全造成威胁,特别是在一些大功率应用的工业场合,如井下作业、石油和采炼等,接触中即使再微弱的火花都会造成难以估量的损失。而在这些场合,如果使用无线供电方式,就能消除潜在的安全隐患,因为无线能量传输技术能够在非接触的情况下将电能输送过去,这样得以保证系统安全、可靠以及灵活的运作。 1.2技术应用 无线输电技术应用领域非常广泛,概括起来有以下几个方面: ①医学:把设备放置于体外,对体内设备进行无接触能量传输和控制; ②地下作业:用于海底探测、化石能源采集等活动; ③电池充电:手机、笔记本电脑,太阳能电池板等用电设备的电池充电; ④机器驱动:对区域内用电设备直接供电,如电灯、机器人等。 1.3能量传输方式 无线能量传输主要通过三种方式: ①电磁感应式(InductivelyCoupledPowerTransfer),现已比较成熟,它是由原边线圈通电产生磁场,而副边线圈必须处于这一磁场之中才能有效传输能量,因此传输距离相对较近(数十毫米之内),属于近场无线能量传输技术,但电能传输的效率却很高,能够达到99%,工作频率较低,一般在几十KHz。电力传输过程中使用的变压器就是最直接的应用,变压器原副边线圈实际并未相接,通过互感耦合来实现能量的传递,这种技术要求发射端和接收端的位置保持固定,两侧线圈一旦出现位移情况,那么传输的稳定性以及效率都会骤然下降。 ②电磁共振式(MagneticResonantWirelessPowerTransfer),基于相同频率的振

无线电能传输实验报告

实验报告 1.实验原理 与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚,实现电能的无线传输是人类多年的一个美好追求。无线电能传输技术 (Wireless Power Transfer, WPT )也称之为非接触电能传输技术(Contactless PowerTransmission, CPT ),是一种 借于空间无形软介质(如电场、磁场、微波等)实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式,该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究,是能源传输和接入的一次革命性进步。 无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷,是一种有效、安全、便捷的电能传输方法,因而它被美国技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、RFID识别等领域具有重要的应用价值,而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和实际意义。在中国科协成立五十周年的系列庆祝活动中,无线能量传输技术被列为“0 项引领未来的科学技术”之一。 到目前为止,根据电能传输原理,无线电能传输大致可以分为三类:感应耦合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。作为一个新的无线电能传输技术,磁耦合谐振式是基于近场强耦合的概念,基本原理是两个具有相同谐振频率的物体 学习参之间可以实现高效的能量交换,而非谐振物体之间能量交换却很微弱。

磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间,因此也被称之为中尺度(mid-range)能量传输技术,其尺度为几倍的接收设备尺寸(可扩展到几米到几十米)。 除了较大的传输距离,还存在以下优势:由于利用了强耦合谐振技术,可以实现较高的功率(可达到kW)和效率;系统采用磁场耦合(而非电场,电场会发生危险)和非辐射技术,使其对人体没有伤害;良好的穿透性,不受非金属障碍物的影响。因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。 基于磁耦合谐振技术的无线电能传输技术主要利用的是近场磁耦合共振技术,共振系统由多个具有相同本征频率的物体构成,能量只在系统中的物体间 传递,与系统之外的物体基本没有能量交换,在达到共振时,物体振动的幅度达到最大。 基于磁耦合谐振技术的无线电能传输系统一般由高频发射源、发射系统、接收系统、负载等部分组成,其中发射系统和电磁接收系统,是无线电能传输系统的关键部分。 其典型模型如下图所示。由下图可知发射系统包括励磁线圈和发射线圈,它们之间是通过直接耦合关系把能量从励磁线圈传到发射线圈,励磁线圈所需能量直接从高频电源处获得。电磁接收系统包括接收线圈和负载线圈,它们之间也是通过直接耦合关系把能量从接收线圈传到负载线圈。发射线圈与接收线圈之间通过空间磁场的谐振耦合实现电能的无线传输。 学习参

高效无线电力传输系统

高效无线电力传输系统 摘要——本文提出了基于自动引导车辆的无线电力传输系统的概念,该系统在车上装有充电电池,并在特定的地方进行充电。当给车辆充电时,要接近蓄电池充电器进行自动充电,因此,蓄电池充电器的初级变压器与车上的次级变压器之间需要较大的间隙,用以防止碰撞损坏。这样的话就要设法预防由于这个较大距离产生的变压器耦合率的降低,传统的无线电力传输技术由于电力需要通过拾波电圈从电线获得,就要装备一个大尺寸的变压器,并且当距离超过车行驶的长度铜的损失也会加大。先进的系统采用一个高频率的应用软开关方法变极器减小变压器尺寸,变压器间隙每10mm耦合率0.88,并且可达到91%的运行效率。 1.引言 最近,研究者对基于诸如自动引导车辆等运动机械的无线电力传输系统进行了测试,自动引导车辆通常使用带台车的供电系统,但好的金属粒子是通过供电时的摩擦产生的,由于无线电力传输系统不产生摩擦,其严格要求在清洁的室内或医院里,并且因为没有磨损从而该系统有减低维修频率的有点。 传统的带有无线电力传输系统的自动引导车辆需要一条与轨道平行的电线并且通过拾波电圈获得电能,但是因为拾波电圈在结构上与变压器的第一圈相似,所以为了在次级变压器端(车辆端)获得足够的电能,在初级变压器一端(电线端)需要超额的电流,特别是当车辆行驶一段长距离,铜损失不能被忽略,并且由于发生磁通量的大量泄漏,耦合率不足,所以拾波线圈也需要大型的变压器和较大的电能供应设备。 本文提出了基于自动引导车辆的无线电力传输系统的概念,在无线变压器见有10mm间隙的情况下,得到不同变压器结构的仿真和实验结果,从这些结果中给出了一种高耦合率的变压器结构,此外采用了0V变换方式的回荡变极器作为供电设备(蓄电池充电器)的变极器,选取100kHz变换频率以减小变压器尺寸。对充电器和变压器的实验评价显示该提出的系统可以高效率运行。 2.无线电力传输系统的概念 图1.表示基于自动引导车辆的无线电力传输系统的新概念,该系统的充电电池装载在车

无线通讯模块介绍

cc1100/RF1100SE、NRF905、NRF903、nRF24L01无线收发模块开发指南简介 cc1100/RF1100SE微功率无线数传模块 基本特点: (1) 工作电压:~,推荐接近,但是不超过(推荐) (2) 315、433、868、915MHz的ISM 和SRD频段 (3) 最高工作速率500Kbps,支持2-FSK、GFSK和MSK调制方式 (4) 可软件修改波特率参数,更好地满足客户在不同条件下的使用要求高波特率:更快的数据传输速率 低波特率:更强的抗干扰性和穿透能力,更远的传输距离 (5) 高灵敏度(下-110dBm,1%数据包误码率) (6) 内置硬件CRC 检错和点对多点通信地址控制 (7) 较低的电流消耗(RX中,,,433MHz) (8) 可编程控制的输出功率,对所有的支持频率可达+10dBm (9) 无线唤醒功能,支持低功率电磁波激活功能,无线唤醒低功耗睡眠状态的设备 (10) 支持传输前自动清理信道访问(CCA),即载波侦听系统 (11) 快速频率变动合成器带来的合适的频率跳跃系统 (12) 模块可软件设地址,软件编程非常方便 (13) 标准DIP间距接口,便于嵌入式应用 (14) 单独的64字节RX和TX数据FIFO (15) 传输距离:开阔地传输300~500米(视具体环境和通信波特率设定情况等而定) (16) 模块尺寸:29mm *12mm( 上述尺寸不含天线,标配4.5CM长柱状天线) cc1100/RF1100SE微功率无线数传模块应用领域:极低功率UHF无线收发器,315/433/868/915MHz的ISM/SRD波段系统, AMR-自动仪表读数,电子消费产品,远程遥控控制,低功率遥感勘测,住宅和建筑自动控制,无线警报和安全系统, 工业监测和控制,无线传感器网络,无线唤醒功能,低功耗手持终端产品等 详细的cc1100/RF1100SE模块开发文档可到下载 NRF905无线收发模块 基本特点: (1) 433Mhz 开放 ISM 频段免许可证使用 (2) 接收发送功能合一,收发完成中断标志 (3) 170个频道,可满足多点通讯和跳频通讯需求,实现组网通讯,TDMA-CDMA-FDMA (4) 内置硬件8/16位CRC校验,开发更简单,数据传输可靠稳定 (5) 工作电压,低功耗,待机模式仅 (6) 接收灵敏度达-100dBm (7) 收发模式切换时间 < 650us

12种无线接入方式

12种无线接入方式 伴随着互联网的蓬勃发展和人们对宽带需求的不断增多,原来羁绊人们手脚单一、烦人的电缆和网线接入已经无法满足人们对接入方式的需要。这时,因势而起的另一种联网方式消然走入了人们视线,并在新旧世纪交替过程中演绎着一场“将上网进行到底”的运动,这就是无线接入技术。借助无线接入技术,无论在何时、何地,人们都可以轻松地接入互联网。或许,未来的互联网接入标准也将在此诞生。本文特选出当前国内、国际上流行的一些无线接入技术,并对其进行一次大检阅,希望对大家今后选择无线接入方式有所帮助。 1、GSM接入技术 GSM是一种起源于欧洲的移动通信技术标准,是第二代移动通信技术。该技术是目前个人通信的一种常见技术代表。它用的是窄带TDMA,允许在一个射频?即…蜂窝??同时进行8组通话。GSM是1991年开始投入使用的。到1997年底,已经在100多个国家运营,成为欧洲和亚洲实际上的标准。GSM数字网具有较强的保密性和抗干扰性,音质清晰,通话稳定,并具备容量大,频率资源利用率高,接口开放,功能强大等优点。我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准,此前一直是采用蜂窝模拟移动技术,即第一代GSM技术(2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络)。目前,中国移动、中国联通各拥有一个GSM网,GSM手机用户总数在1.4亿以上,为世界最大的移动通信网络。 2、CDMA接入技术 CDMA即code-divisionmultipleaccess的缩写,译为“码分多址分组数据传输技术”,被称为第2.5代移动通信技术。目前采用这一技术的市场主要在美国、日本、韩国等,全球用户达9500万。CDMA手机具有话音清晰、不易掉话、发射功率低和保密性强等特点,发射功率只有GSM手机发射功率的1?60,被称为“绿色手机”。更为重要的是,基于宽带技术的CDMA使得移动通信中视频应用成为可能。CDMA与GSM一样,也是属于一种比较成熟的无线通信技术。与使用Time-Divisi

无线视频监控的三种常见传输方式

如何选择适合自己使用的无线监控系统,主要根据实际的需求和选择何种传输方式。目前主流的无线视频监控有3G/4G移动视频监控、WLAN(无线局域网)无线视频监控、微波(模拟微波)无线视频监控、COFDM无线视频监控、卫星无线监控。 1、3G传输2G的传输方式主要包括CDMA、GSM两种模式。此两种模式成本较低,具备较大的覆盖面,且传输速度较快,其中CDMA理论值传输速率为153.6Kbps,在实际使用中基本可达到60~80Kbps,因此在无线监控使用中,得到不少厂商的青睐。而基于GSM方式的GPRS,虽覆盖率则高于CDMA,但传输速率却略慢,因此在使用上仍处于下风。3G的传输方式主要包括移动(TD-SCDMA)、电信(CDMA2000EVDO)、联通(WCDMA)运营商的3G技术接入方式,自09年起,经各运营商大力推广,已有不少监控厂家针对此方面研发相关的产品。而3G突出的优点即高速的下载能力,理想值可达到3Kbps~1G的传输速率,目前4G设备在市场上也得到了广泛的应用,在3G的基础上更胜一筹。 优点:大范围移动监控缺点:带宽低、月租费适合行业:适用于公交视频监控、长途客车实时监控、押钞车管理和视频监控、船舶视频监控、军事训练移动指挥、记者跟踪采访、越野赛事监控、盛会安全管理、交通抓拍等场景的视频监控系统。 2、COFDM传输COFDM即编码正交频分复用的简称,是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术。它的实用价值就在于支持突破视距限制的应用,是一种在无线电频谱资源方面充分利用的技术,可以对噪声和干扰有着很好的免疫力,绕射和穿透遮挡物是COFDM的技术核心。其基本原理就是将高速数据流通过串并转换,分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。 优点:小范围移动监控、非视距、绕射缺点:频点使用需申请,带宽低,价格高适合行业:移动应急传输应用。应用于公安、消防、交警、人防应急、城管

谐振耦合式无线电力传输系统matlab建模

Modeling Resonant Coupled Wireless Power Transfer System 谐振耦合式无线电力传输系统建模 This example shows how to create and analyze resonant coupling type wireless power transfer(WPT) system with emphasis on concepts such as resonant mode, coupling effect, and magnetic field pattern. The analysis is based on a 2-element system of spiral resonators. 这个例子显示了如何创建和分析谐振耦合式无线电力传输系统(WPT)的概念如谐振模式,强调耦合效应和磁场模式。此分析是基于两螺旋谐振器系统。 This example requires the following product: 这个例子需要以下产品: Partial Differential Equation Toolbox? Design Frequency and System Parameters设计频率和系统参数 Choose the design frequency to be 30MHz. This is a popular frequency for compact WPT system design. Also specify the frequency for broadband analysis, and the points in space to plot near fields. 选择的设计频率为30MHz。这是便携式WPT系统设计的一个流行的频率。还指定了宽带分析的频率,和在附近的空间中的点。 fc=30e6; fcmin = 28e6; fcmax = 31e6; fband1 = 27e6:1e6:fcmin; fband2 = fcmin:0.25e6:fcmax; fband3 = fcmax:1e6:32e6; freq = unique([fband1 fband2 fband3]); pt=linspace(-0.3,0.3,61); [X,Y,Z]=meshgrid(pt,0,pt); field_p=[X(:)';Y(:)';Z(:)']; The Spiral Resonator螺旋谐振器 The spiral is a very popular geometry in resonant coupling type wireless power transfer system for its compact size and highly confined magnetic field. We will use such a spiral as the fundamental element in this example. 螺旋是一种非常流行的几何形状在谐振耦合型无线功率传输系统,其紧凑的尺寸和高度密闭的磁场。我们会使用这样一个螺旋的基本元素在这个例子中。 Create Spiral Geometry The spiral is defined by its inner and outer radius, and number of turns. Express the geometry by its boundary points, then import its boundary points into pdetool. The mesh is generated in pdetool and exported. The mesh is described by points and triangles. 创建螺旋几何形状的螺旋是由它的内部和外部半径定义,和数量的圈数。由边界点的几何表达,那么进口边界点为有效。网格产生有效和出口。网格是由点和三角形描述的。 Rin=0.05; Rout=0.15; N=6.25; [p,t]=createSpiral(Rin,Rout,N);

网络基础 3G无线接入方式

网络基础3G无线接入方式 无线接入可分为移动接入与固定接入两种。其中移动接入又可分为高速和低速两种。高速移动接入一般可用蜂窝系统、卫星移动通信系统、集群系统等。低速接入系统可用PGN 的微小区和毫微小区,如CDMA的WILL、PACS、PHS等。 固定接入是从交换节点到固定用户终端采用无线接入,它实际上是PSTN/ISDN网的无线延伸。其目标是为用户提供透明的PSTN/ISDN业务,固定无线接入系统的终端不含或仅含有限的移动性。接入方式有微波一点多址、蜂窝区移动接入的固定应用、无线用户环路及卫星VSAT网等。固定无线接入系统以提供窄带业务为主,基本上是电话业务。 主要的宽带固定无线接入技术有3类,即已经投入使用的多路多点分配业务(MMDS)、直播卫星系统(DBS)以及正在做现场试验的本地多点分配业务(LMDS)。前两者已为入熟知,而LMDS则是刚刚兴起,近来才逐渐成为热点的新兴宽带无线接入技术。 典型LMDS由类似蜂窝配置的多个枢纽发送机组成,每个发送机经点到多点无线链路与服务区的固定用户通信。单个蜂窝的覆盖区为2~5kin。覆盖区相互重选,每一蜂窝的覆盖区又可以划分为多个扇区,可根据用户需要在该扇区提供特定业务。这种模块式结构使网络扩容很灵活方便。 为了减少设备成本和改进质量,初期的应用可能是模拟调频电视分配业务,每路20MHz,约50路。下一步再逐步实现数字调制通路和提供数据和其它业务。原理上,LMDS可以提供从电视分配业务和电话到全交换式宽带多媒体业务在内的所有业务。但最有利的机会是提供交互式电视和高速数据,LMDS不仅可以提供因特网接入,而且可以用来互联局域网,从而可望在企事业用户市场上分流部分利润。只用于单向模拟分配电视业务时,其成本可望小于MMDS的一半。如果仅用于语音则可以支持6万个电话用户。 LMDS系统尚处于现场试验阶段,能否发展在很大程度上取决于能否开发出低成本的28GHS收发机来。这一频段的放大器需要基于像砷技术的单片毫米波集成电路,要做到低成本高性能不大容易。另外,LMDS只能视距传输,为了避免阻挡,枢纽站可能不得不设置在高于地面15~20m处,这在有些环境下应用不利。 总的来看,宽带固定无线接入技术代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展趋势,不仅敷设开通快,维护简单,用户较密时成本低,而且改变了本地电信业务的传统观念,最适于新的本地网竞争者与传统电信公司与有线电视公司展开有效竞争,也可以作为电信公司有线接入的重要补充而得到应有的发展。

无线电能传输系统设计

本科毕业论文(设计) 题目中短距离小功率 无线电力传输系统设计 指导教师张军职称讲师 学生姓名陈昂学号20091526102 专业通信工程(无线移动通信方向) 班级2009级无线移动通信1班 院(系)电子信息工程学院 完成时间2013年4月20日

中短距离小功率无线电力传输系统设计 摘要 移动互联网的井喷式繁荣,移动互联设备(MID)层出不穷的涌现,电池技术瓶颈的限制已难以满足人们的用电需求;物联网的深入发展,越来越广泛的网络节点能量供给等都要求更为先进的无线能量传输技术的发展,尤其是中短距离中小功率的无线电能传输的发展。两者共同昭示着无线电能传输光明的未来。 本文对无线电能传输(WPT)做出了简要但系统的介绍,并对其中的微波输能技术(MPT)做出了深入的探讨,在此基础上建立起了中短距离中小功率无线电力传输系统模型,即为MPT-MDSP式系统的模型。这种系统是由发射和接收两部分组成,发射部分用声表面波射频发生电路将DC转变成RF并通过特制天线辐射出去,接收部分再通过接收天线接收RF能量,用整流电路将RF转变成DC,供应用电设备。 关键词无线电能传输(WPT)/微波输能 (MPT) /天线

MIDDLE DISTANCE & SMALL POWER WIRELESS POWER TRANSPOTAION SYSTEM ABSTRACT The Wireless Power Transportation (WPT) shows a outstanding necessity in our today`s daily life .For one thing The Mobile Internet device (MID) comes out one after another because of The prosperity of Mobile Internet.The limitations of the technology bottleneck in battery capacity can not fit people`s requirement in these devises .For another the booming of Internet of Things brings large quantity of net nodes .These nodes cannot be charged easily.However,WPT will be the best way to solve this problem.Especially,the Middle Distance & Small Power Wireless Power Transportation System(WPT-MDSP) will plays a great role in these scopes. In this paper ,I made a brief but clear introduction of the WPT,and a thorough discussion in Microwave Power Transportation (MPT) ,which was used to leed to the applied system WPT-MDSP .This system contains two parts,the eradiation part and the Receive part .The first part works for changing Direct-current(DC)into R adiofrequency (RF),the other does the converse work.Both of them are designed for exclusive use. They works together to charge the Electrical equipment. Key words Wireless Power Transportation (WPT)/ Microwave Power Transportation (MPT)/Antenna

无线电能传输装置

目录 1系统方案 (2) 1.1系统总体思路 (2) 1.2系统方案论证与选择 (2) 1.2.1 电源模块论证与选择 (2) 1.2.2驱动模块论证与选择 (2) 1.2.3线圈的论证与选择 (2) 1.2.4整流电路的论证与选择 (2) 1.3系统总体方案设计 (3) 2理论分析与计算 (3) 2.1 TL494应用原理 (3) 2.2 IR2110原理 (3) 2.3 无线传输原理 (4) 2.4 计算公式 (4) 3电路设计 (4) 3.1电源模块(图3) (4) 图3 电源模块 (5) 3.2驱动模块(图4) (5) 3.3传输模块(图5) (5) 4测试方案与测试结果 (6) 4.1测试方法与仪器 (6) 4.2测试数据与结果 (6) 4.3数据分析与结论 (7) 参考文献 (8)

无线电能传输装置(F题) 1系统方案 1.1系统总体思路 由题我们设计并制作一个磁耦合谐振式无线电能传输装置,且用空心线圈制作了直径为20cm的发射和接收线圈;利用信号发生电路将输入的直流15V电转化为PWM脉冲信号,通过驱动电路产生交变电流,对发射线圈进行供电,线圈利用磁耦合谐振式原理,将电能无线传输到接收线圈端,最终在接收线圈端产生电流,达到无线电能的传输的要求。 经过几天的测试,制作出了传输效率达38.3%,x的值最大为26 cm的磁耦合谐振式无线电能传输装置。 1.2系统方案论证与选择 1.2.1 电源模块论证与选择 方案一:利用双电源,直接对电路进行供电。 方案二:利用单电源,再接入PWM控制器芯片TL494固定频率的脉冲宽度调制电路,能够有效地将直流电转换为高频脉冲。 TL494芯片的功耗低,构成的电路结构简单,调整方便,输出电压脉动小;且IR2110 的电路无需扩展,使电路更加紧凑,工作可靠性高,附加硬件成本也不高,为获取死区时间,可由基本振荡电路、与门电路构成,为方便我们选用TL494,选择方案二。 1.2.2驱动模块论证与选择 方案一:利用三极管对无线电能传输装置进行驱动,可以比较经济地进行驱动。 方案二:使用两个IR2110对无线电能传输装置进行驱动,因其15V 下静态功耗仅116mW输出的电源端电压范围10~20V,工作频率高,可达500kHz,能够很好地满足线圈进行电能传输的需要。 考虑到线圈所需谐振频率较高,而三极管的通断不是那么灵敏,所以选择较为灵敏的场效应管,又考虑到电路的简便,则选择方案二。 1.2.3线圈的论证与选择 方案一:利用单层同心圆平面绕组,但其输出的频率很高对电容要求过高。 方案二:利用多层绕组。 考虑到多层绕组的频率相对稳定,它对谐振电容的要求较低,还有它对线圈的磁场干扰较小,并且它的电能传输效率能够达到标准,因此选择方案二。 1.2.4整流电路的论证与选择 方案一:二极管半波整流。利用二极管的单向导电性,二极管承受反压大,很有可能会烧毁二极管,直流电源输入时,不能构成放电回路,不适用于本电路。 方案二:桥式整流。四只整流三极管D1~4 和负载电阻RL组成。四只整流三极管接成电桥形式。桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点,且成本低,效率高,适用于各种电路。 考虑到半波整流对电能的损失,我们选择的损失较小的全波整流,因此选择方案二。

无线电能传输系统报告.doc

摘要 随着电子产品的快速发展,越来越多的电源连接线开始困扰人们的生活,为改善传统导线电路电能传输的弊端,给出了一种基于近距离无线电能传输原理的传输系统,而电磁谐振耦合无线电能传输技术正可以很好解决对距离有较高要求的这类问题。 本设计主要包括发射模块、传输模块和接收模块三大部分。首先由有源晶振产生1MHZ的方波,通过驱动IR2110及MOS管提高了交流信号,加强后的信号源经发送线圈通过磁耦合谐振感应到接收线圈,再经过半波整流和滤波后得到稳定直流电压,带动负载工作,即实现了无线电能的传输。在本实验中,我们采用单片机STC89C52控制液晶屏LC1602来显示负载短的的实时电压和电流值。 关键字:无线电能有源晶振驱动电路谐振半波整流 Abstract In this paper, With the rapid development of electronic products, more and more power cables on people's lives, to improve the disadvantages of traditional power transmission conductor circuit, presents a transmission system based on can close radio transmission principle, and the electromagnetic resonance coupling can radio transmission technology is very good to solve this kind of problem have higher request for the distance. This design mainly includes the transmitting module, transmission module and receiving module three parts. First 1 MHZ square wave generated by the active crystals, driven by IR2110 and MOS tube improve the signal communication, strengthen the signal source approved by the sending coil magnetic coupling resonant induction to the receiving coil, and after a half-wave rectifier and filter get steady dc voltage, drive the work load, which can realize the radio transmission. In this experiment, we adopt LC1602 STC89C52 MCU LCD screen to display the real-time voltage and current value of load short. Key words: radio can active vibration crystal driver circuit resonance half-wave rectifier

最新无线通信技术基础知识(1)

无线通信技术 1.传输介质 传输介质是连接通信设备,为通信设备之间提供信息传输的物理通道;是信息传输的实际载体。有线通信与无线通信中的信号传输,都是电磁波在不同介质中的传播过程,在这一过程中对电磁波频谱的使用从根本上决定了通信过程的信息传输能力。 传输介质可以分为三大类:①有线通信,②无线通信,③光纤通信。 对于不同的传输介质,适宜使用不同的频率。具体情况可见下表。 不同传输媒介可提供不同的通信的带宽。带宽即是可供使用的频谱宽度,高带宽传输介质可以承载较高的比特率。 2无线信道简介 信道又指“通路”,两点之间用于收发的单向或双向通路。可分为有线、无线两大类。

无线信道相对于有线信道通信质量差很多。有限信道典型的信噪比约为46dB,(信号电平比噪声电平高4万倍)。无限信道信噪比波动通常不超过2dB,同时有多重因素会导致信号衰落(骤然降低)。引起衰落的因素有环境有关。 2.1无线信道的传播机制 无线信道基本传播机制如下: ①直射:即无线信号在自由空间中的传播; ②反射:当电磁波遇到比波长大得多的物体时,发生反射,反射一般在地球表面,建筑物、墙壁表面发生; ③绕射:当接收机和发射机之间的无线路径被尖锐的物体边缘阻挡时发生绕射; ④散射:当无线路径中存在小于波长的物体并且单位体积内这种障碍物体的数量较多的时候发生散射。散射发生在粗糙表面、小物体或其它不规则物体上,一般树叶、灯柱等会引起散射。 2.2无线信道的指标 (1)传播损耗:包括以下三类。 ①路径损耗:电波弥散特性造成,反映在公里量级空间距离内,接收信号电平的衰减(也称为大尺度衰落); ②阴影衰落:即慢衰落,是接收信号的场强在长时间内的缓慢变化,一般由于电波在传播路径上遇到由于障碍物的电磁场阴影区所引起的; ③多径衰落:即快衰落,是接收信号场强在整个波长内迅速的随机变化,一般主要由于多径效应引起的。 (2)传播时延:包括传播时延的平均值、传播时延的最大值和传播时延的统计特性等; (3)时延扩展:信号通过不同的路径沿不同的方向到达接收端会引起时延扩展,时延扩展是对信道色散效应的描述; (4)多普勒扩展:是一种由于多普勒频移现象引起的衰落过程的频率扩散,又称时间选择性衰落,是对信道时变效应的描述; (5)干扰:包括干扰的性质以及干扰的强度。 2.3无线信道模型 无线信道模型一般可分为室内传播模型和室外传播模型,后者又可以分为宏蜂窝模型和微蜂窝模型。 (1)室内传播模型:室内传播模型的主要特点是覆盖范围小、环境变动较大、不受气候影响,但受建筑材料影响大。典型模型包括:对数距离路径损耗模型、Ericsson多重断点模型等; (2)室外宏蜂窝模型:当基站天线架设较高、覆盖范围较大时所使用的一类模型。实际使用中一般是几种宏蜂窝模型结合使用来完成网络规划; (3)室外微蜂窝模型:当基站天线的架设高度在3~6m时,多使用室外微蜂窝模型;其描述的损耗可分为视距损耗与非视距损耗。

12种无线接入方式简析

12种无线接入方式简析 伴随着互联网的蓬勃发展和人们对宽带需求的不断增多,原来羁绊人们手脚单一、烦人的电缆和网线接入已经无法满足人们对接入方式的需要。这时,因势而起的另一种联网方式消然走入了人们视线,并在新旧世纪交替过程中演绎着一场“将上网进行到底”的运动,这就是无线接入技术。借助无线接入技术,无论在何时、何地,人们都可以轻松地接入互联网。或许,未来的互联网接入标准也将在此诞生。本文特选出当前国、国际上流行的一些无线接入技术,并对其进行一次大检阅,希望对大家今后选择无线接入方式有所帮助。 1、GSM接入技术 GSM是一种起源于欧洲的移动通信技术标准,是第二代移动通信技术。该技术是目前个人通信的一种常见技术代表。它用的是窄带TDMA,允许在一个射频即‘蜂窝’同时进行8组通话。GSM是1991年开始投入使用的。到1997年底,已经在100多个国家运营,成为欧洲和亚洲实际上的标准。GSM数字网具有较强的性和抗干扰性,音质清晰,通话稳定,并具备容量大,频率资源利用率高,接口开放,功能强大等优点。我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准,此前一直是采用蜂窝模拟移动技术,即第一代GSM技术(2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络)。目前,中国移动、中国联通各拥有一个GSM网,GSM手机用户总数在1.4亿以上,为世界最大的移动通信网络。 2、CDMA接入技术

CDMA即code-divisionmultiple access的缩写,译为“码分多址分组数据传输技术”,被称为第2.5代移动通信技术。目前采用这一技术的市场主要在美国、日本、国等,全球用户达9500万。CDMA手机具有话音清晰、不易掉话、发射功率低和性强等特点,发射功率只有GSM手机发射功率的1/60,被称为“绿色手机”。更为重要的是,基于宽带技术的CDMA使得移动通信中视频应用成为可能。CDMA与GSM一样,也是属于一种比较成熟的无线通信技术。与使用Time-DivisionMultiplexing技术的GSM不同的是,CDMA并不给每一个通话者分配一个确定的频率,而是让每一个频道使用所能提供的全部频谱。因此,CDMA数字网具有以下几个优势:高效的频带利用率和更大的网络容量、简化的网络规化、通话质量高、性及信号覆盖好,不易掉话等。另外,CDMA系统采用编码技术,其编码有4.4亿种数字排列,每部手机的编码还随时变化,这使得盗码只能成为理论上的可能。 3、GPRS接入技术 相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式,GPRS是分组交换技术。由于使用了“分组”的技术,用户上网可以免受断线的痛苦情形大概就跟使用了下载软件NetAnts差不多。此外,使用GPRS上网的方法与WAP并不同,用WAP上网就如在家中上网,先“拨号连接”,而上网后便不能同时使用该线,但GPRS就较为优越,下载资料和通话是可以同时进行的。从技术上来说,如果单纯进行

各种无线传输方式以及通信协议

目前随着通信技术的发展,无线通信技术的使用已经渗透到社会的各个角落。要实现全球对无人驾驶智能车的监控,无线通信自然不能少。在我们实际生活中,可以接触到的无线通信技术有:红外线、蓝牙、UWB、以及我们早期使用的Zigbee、无线数传电台、WIFI、GPRS、3G等等。下面针对这些技术做一些简单的介绍。 1. 常见的短距离无线通信技术 红外数据传输(IrDA):IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术,是由红外线数据标准协会(InfraredDataAssociation)制定的一种无线协议,其硬件及相应软件技术都已比较成熟。IrDA是第一个实现无线个人局域网(PAN)的技术。起初,采用IrDA标准的无线设备仅能在1m范围内以115.2kb/s速率传输数据,很快发展到4Mb/s(FIR技术)以及16 Mb/s(VFIR技术)的速率。在小型移动设备,如PDA、手机上广泛使用。事实上当今出厂的PDA以及许多手机、笔记本电脑、打印机等产品都支持IrDA,多用于室内短距离传输,目前很多应用场合逐渐被蓝牙所取代。 其优点:IrDA无需申请频率使用权,因而红外线通信成本低。并且具有移动通信所需要的体积小,功耗低,连接方便,简单易用的特点。此外,红外线发射角娇小传输上安全性高。 其缺点:IrDA是一种视距传输,两个相互通信的设备之间必须对准,中间不能有其他的物体阻隔,也就是穿透能力差。其点对点的传输连接,也导致无法灵活地组成网络。 蓝牙(Bluetooth):蓝牙是我们生活随处可见的传输技术,蓝牙的数据速率为1Mbps,传输距离约10米左右。支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。蓝牙较多用于手机,游戏机,PC外设,表,体育健身,医疗保健,汽车,家用电子等。 其优点:使得各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下,能在近距离范围内实现相互通信,也就是一点可以对多点,在10m范围内可以实现1Mb/s的高传输速率。 其缺点:芯片大小和价格难以下调、抗干扰能力不强、传输距离太短、信息安全问题等等。 WIFI(WirelessFidelity,无线高保真技术):Wi-Fi与蓝牙一样,同属于短距离无线技术。wifi的频段很多,2.4G,也有用5G的,一般的传输功率要在1毫瓦到100毫瓦之间。根据使用的标准不同,WIFI的速度也有所不同。最高传输速率为54Mbps(Netgear SUPER g技术可以将速度提升到108Mbps)。虽然在数据安全性方面,该技术比蓝牙技术要差一些,但是在电波的覆盖范围方面则要略胜一筹,WiFi的覆盖范围则可达300英尺左右(约合90米),广泛的应用于机场、酒店、以及办公室等公共场合。 其优点:可以大大减少企业成本,提供WLAN接入,是目前WLAN的主要技术标准,不受墙壁等干扰物的阻隔。

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