无线电能传输技术

本书全面系统阐述了近距离和远距离无线电能传输技术及其应用。全书分六章，第一章是无线电能传输的起源和研究现状，分析了不能种类的无线电能传输的特点；第二章介绍了超声波无线电能传输技术的基本原理、模型以及系统的设计方法；第三章是磁场耦合式无线能量传输，介绍了磁感应和磁耦合两种无线电能传输的特性分析，并给出了系统的建模和设计方法；第四章是激光无线能量传输技术；第五章介绍了微波无线电能传输的原理和模型，在此基础上进行特性分析和系统设计；第六章给出无线电能传输技术在消费电子、电动汽车、水下设备、航空飞行器和深空设备中的应用研究成果。

目录
第1章绪论 1
1.1无线电能传输技术的定义和分类 1
1.2无线电能传输技术的发展历史 2
1.3无线电能传输技术的应用 7
1.4本书的章节安排 8
习题 9
第2章超声波无线电能传输技术 10
2.1引言 10
2.2超声波无线电能传输的工作原理 10
2.2.1 基本结构 10
2.2.2 超声波在介质中的传播特性 11
2.3压电换能器原理 12
2.3.1 压电材料 12
2.3.2 压电效应 13
2.3.3 压电换能器选取原则 14
2.4超声波无线电能传输系统建模与特性分析 15
2.4.1 压电换能器电路模型 15
2.4.2 压电换能器阻抗特性 17
2.4.3 超声电源电路 18
2.4.4 超声接收电路 20
2.4.5 超声波无线能量传输系统电路模型 22
2.5超声波无线电能传输系统效率分析与优化 24
2.5.1 压电换能器损耗分析 24
2.5.2 超声波传输效率 25
2.5.3 系统效率优化方法 26
习题 30
第3章磁场耦合无线电能传输技术 31
3.1引言 31
3.2电磁场和电路的基础知识 31
3.2.1 电磁场基础知识 31
3.2.2 电路基础知识 36
3.3工作原理与基本电路结构 38
3.3.1 工作原理 38
3.3.2 基本电路结构 38
3.4系统建模与传输特性分析 41
3.4.1 系统建模 41
3.4.2 传输特性分析 60
3.5具体电路实现与设计 68
3.5.1 采用 S-S型补偿的磁耦合式无线电能传输电路 68
3.5.2 采用 LCC-S型补偿的磁耦合式无线电能传输电路 76
3.5.3 采用 LCC-LCC型补偿的磁耦合式无线电能传输电路 82
3.5.4 传输线圈与补偿电容设计 90
3.6磁场耦合与电场耦合无线电能传输技术的区别与联系 93
习题 94
第4章微波无线电能传输技术 95
4.1引言 95
4.2微波无线电能传输基础理论 95
4.2.1 传输线理论 95
4.2.2 二端口网络 97
4.2.3 史密斯圆图 98
4.2.4 阻抗匹配理论 100
4.3射频功率放大器及其幅相控制 101
4.3.1 射频功率放大器的分类及分析 102
4.3.2 射频功率放大器的设计方法 103
4.3.3 功率放大器幅相控制 109
4.4 MWPT系统功率定向发射技术 114
4.4.1 MWPT系统定向发射方法分类 114
4.4.2 相控阵波束定向原理 115
4.4.3 相控阵定向发射技术 120
4.4.4 相控阵天线回溯式定向发射技术 123
4.5 MWPT系统接收端整流技术 124
4.5.1 MWPT系统接收端结构分析 124
4.5.2 微波整流器 125
4.5.3 DC-DC阻抗匹配变换器及其 MPPT控制策略 136
4.6 MWPT多波束形成技术及多目标能量管理 142
4.6.1 MWPT多波束形成技术 142
4.6.2 MWPT多目标能量管理 144
习题 147
第5章激光无线电能传输技术 148
5.1引言 148
5.2激光无线电能传输的工作原理 148
5.2.1 系统基本架构 148
5.2.2 LWPT系统中激光器和光伏电池的特征 149
5.2.3 激光器-光伏电池组的选型 151
5.3系统建模与传输特性分析 152
5.3.1 激光器工作原理与模型建立 152
5.3.2 光伏阵列工作原理与模型建立 154
5.3.3 系统效率特性 158
5.4系统效率优化方法 163
5.4.1 激光器脉冲模式效率优化方法 164
5.4.2 高斯激光辐照下光伏阵列效率优化方法 165
5.5具体电路实现与设计 174
习题 192
第6章无线电能传输技术的应用 193
6.1消费/医疗电子无线供电 193
6.1.1 小功率电子设备 193
6.1.2 中大功率家用电器 196
6.2轨道交通无线供电 198
6.2.1 电动汽车静态无线供电 199
6.2.2 电动汽车动态无线供电 202
6.3水下设备无线供电 204
6.3.1 AUV无线供电技术 205
6.3.2 船舶无线供电技术 208
6.4航空航天飞行器无线供电 210
6.4.1 无人机蜂群供电技术 210
6.4.2 航天器供电技术 212
习题 215
参考文献 216