论文总字数：23335字

摘 要

本文是在双谐振电路系统中，将能量与信息同时进行无线传输。

在这里，本文首先对单谐振系统进行了研究，分析了单谐振电路的谐振点与Q值。而且对于复杂度比较大的谐振电路，本文还从能量的角度上定义了一个全新的Q值。接着，本文介绍了双谐振电路，在分析中发现了双谐振电路具有三个谐振点，它们是两个串联谐振点和一个串联谐振点。但是，本文的目的是建立电路进行能量与信息的协同传输，所以将并联谐振点舍去了，留下了两个串联谐振点。然后，本文对双谐振的串联谐振线圈和并联谐振线圈都进行了分析，分析得到了并联的谐振线圈更适合作为耦合线圈，因为在低频段，串联的谐振线圈具有电流的放大作用；在高频段，线圈有较短的响应时间和较宽的带宽。所以在设计线圈时，将并联谐振线圈作为耦合线圈。最后本文还分析了信道的能力，分析得到了Q与信道能力有直接的关系，可以通过对Q值大小的分析来得到对信道分析的目的。

最后，建立了一个双谐振模型，将低频电流定位住回路，而高频信号则通过耦合的方式接入主回路。最后通过滤波器来将信号分离出来。

关键词：双谐振,能量与信息,信道,品质因数

Abstract

Double resonant circuit in the system, the energy and the information is sent simultaneously.

Here, the paper first single resonator system is studied, analyzed the resonance point of single resonant circuit and the Q value.But also for the complexity of the relatively large resonant circuit, the paper also defines a new Q value from the energy point of view.Then, this paper describes the dual-resonance circuit and found a double-resonant circuit has three resonance point in the analysis, they are two series resonance points and a series resonance.However, the purpose of this paper is to establish circuit synergistic energy and information transmission, so the parallel resonance point rounding, leaving the two series resonance points.Then, we double resonance series and parallel resonant coil resonant coil are analyzed, analysis obtained parallel resonant coil is more suitable as a coupling coil.Because the low frequency, the series resonant coil having a current amplification; at higher frequencies, the coils have a shorter response time and wider bandwidth.So in the design of the coil, the coil as a parallel resonant coupling coil.Finally, the paper also analyzes the ability of the channel to analyze and get the Q channel capacity has a direct relationship to the Q value by the size of the analysis to obtain the target channel analysis.

Finally, the establishment of a dual resonance model, the low-frequency current positioning live circuit, while the high-frequency signal is coupled by way of access to the main circuit. The last to be isolated by the filter signal.

KEY WORDS:Double Resonance,Energy and information,Channel,Quality factor

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2无线能量系统中能量与信息的协同传输研究现状 1

1.3无线能量传输系统中能量与信息协同传输的常用办法 2

1.4本文的研究目的和主要内容 2

第二章 单谐振电路的特点 3

2.1串联谐振 3

2.2并联谐振电路 4

第三章 单谐振无线电能传输系统 8

3.1 无线能量传输基本流程图 8

3.2磁耦合谐振式无线能量传输基本工作原理 8

3.3单谐振式无线电能传输的效率最大化分析 9

3.4单谐振无线能量传输系统线圈设计的的一些影响因素 11

3.4.1 线圈的直径 12

3.4.2线圈的匝数 12

3.4.3铁芯 12

3.4.4铁芯的直径大小对系统的影响 12

第四章 双谐振磁耦合电路的特点 13

4.1双谐振电路基本结构图 13

4.2双谐振电路的谐振点分析 13

第五章 信号传输性能的理论分析 17

5.1理论知识 17

5.2无耦合谐振电路的信道分析 17

5.3含耦合回路的谐振电路 20

第六章 双谐振磁耦合电路设计 22

6.1耦合线圈的选取 22

6.2双谐振耦合结构电路建模与仿真 27

6.3 各参数对传输性能的影响 33

6.3.1耦合系数K 33

6.3.2串联、并联电感倍数与电容倍数 34

6.4信号的加载与分离 35

6.4.1信号的加载 35

6.4.2信号的分离 36

6.4.3仿真 36

结论与展望 39

参考文献 41

致谢 43

第一章 绪论

1.1引言

自从第二次工业革命以来，人类就进入了快速进步的电气时代。正如大家所知道的人类的生活从此与电能离不开了，而电能的传统传输就是通过电线来进行点对点的传输，由于电线的铺设很占空间，而且电线长年在风吹雨打中也容易损坏进而影响到电力系统的稳定供电，所以人们进而开始探索摆脱电线传输的方式。

1.2无线能量系统中能量与信息的协同传输研究现状

其实在1891年，尼古拉·特斯拉就想出了一个非常奇妙的方法，他将电离层和地球大地假设为一个电容，从而可以把电能传输到地球的每一个角落。他的这种想法可以摆脱依靠电线传输的传统电能传输方式，但因为种种原因这种方法没有成功的实施。但是他的想法非常的新奇，代表了人类对无线能量传输的向往。最终经过一次又一次的努力和尝试，特斯拉在哥伦比亚世博会的舞台上，他向前来参观的人展示了一件让人意想不到的产品，就是现在知道的无线磷光照明灯。他使用的是无线能量的传输原理，在摆脱了电线的情况下点明了电灯。

在1968年，美国科学家提出了建立太阳能空间电站的想法，利用无尽的太阳能吸收能量然后传输到地面。

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