[发明专利]一种微波能量传输谐振机器人的天线设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波能量传输机器人的天线设计方法，具体涉及一种微波能量传输谐振机器人的天线设计方法，属于智能电子产品技术领域。

背景技术

微型机器人是指结构尺寸微小、器件精密，可进行微细操作的机器人，由于具有体积小，成本低，能够在极端环境和狭小空间内作业，并可以群体协作等特点，在一些军事和民用场合具有广阔的应用前景，例如使用微型管道机器人进入纵横交织、上下连通的大楼通风管道进行灾情现场考察、敌情侦察、或进入空间狭窄管状通道或缝隙行走进行检测，维修等作业；使用微型医疗机器人对人体、肠道等的无创诊疗等，因此对微小型机器人技术的研究是目前国际上的一个热点；尺寸的缩小使得微小型机器人的研究面临更大的挑战，更小的尺寸使得不能再以常规方式对机器人进行小型化；其中驱动器，传感器，控制驱动电路，能量供给等部分的微型化是该领域研究的关键；常规机器人能源供给一般采用有缆方式或者采用电池供电，采用有缆方式供电，对微型机器人来说，拖缆力与微机器人的牵引力相比是不可忽略的，严重影响微型机器人的作业性能，而采用电池供电的方式，由于电池随着体积的缩小，供电性能急剧下降，无法满足机器人持续作业的需求，无线能量传输具有持续供能，无缆操作等优点，恰好满足微小型机器人的供求。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为解决上述问题，本发明提出了一种微波能量传输谐振机器人的天线设计方法，通过对整流天线的测试，证明整流天线具有高的定向性能，验证了模型的正确性和设计方法的可行性，为整流天线的应用打下基础。

（二）技术方案

本发明的微波能量传输谐振机器人的天线设计方法，包括以下步骤：

第一步：介绍整流天线的基本结构以及工作原理，采用和设计八木天线和反射板天线两种具有高定向性天线作为接收天线，提高整流天线的定向性能；

第二步：采用分段-线性法推导出了大功率条件下整流电路的模型，得到输入功率与输出电压，整流效率与负载比之间的关系；

第三步：提出阶跃共面带状线作为滤波匹配网络，并进行建模设计，取得良好的滤波匹配效果；

第四步：对整流天线进行测试。

进一步地，所述整流天线的最大整流效率为82%，通过对整流天线的测试，证明整流天线具有高的定向性能，验证了模型的正确性和设计方法的可行性，为整流天线的应用打下基础。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明的微波能量传输谐振机器人的天线设计方法，通过对整流天线的测试，证明整流天线具有高的定向性能，验证了模型的正确性和设计方法的可行性，为整流天线的应用打下基础。

具体实施方式

一种微波能量传输谐振机器人的天线设计方法，包括以下步骤：

第一步：介绍整流天线的基本结构以及工作原理，采用和设计八木天线和反射板天线两种具有高定向性天线作为接收天线，提高整流天线的定向性能；

第二步：采用分段-线性法推导出了大功率条件下整流电路的模型，得到输入功率与输出电压，整流效率与负载比之间的关系；

第三步：提出阶跃共面带状线作为滤波匹配网络，并进行建模设计，取得良好的滤波匹配效果；

第四步：对整流天线进行测试。

其中，所述整流天线的最大整流效率为82%，通过对整流天线的测试，证明整流天线具有高的定向性能，验证了模型的正确性和设计方法的可行性，为整流天线的应用打下基础。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。