无线能量传输PPT课件
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无线能量传输原理
无线能量传输的方式
无线能量传输的原理—电磁感应式
基本原理：在初级线圈通入一定频率的交流电源，通过电磁感应原理将会在 次级线圈产生一定的电流，从而实现了将能量从发射端传递到接收端。
无线能量传输的原理—电磁共振式
无线能量传输的原理—无线电波式
无线能量传输的原理—无线电波式
Power cast公司研制出可以 将无线电波转化成直流电的接 收装置，可在约1米范围内 的不同电子装置的电池充电
微波能量传输系统各部分的传输效率
一个微波能量传输系统的几个基本组成部 分如下图所示
直流一直流转换效率理论 最大值一76% 直流一直流转换效率实验值一 54%
微波无线能量传输—频率的选择
频率选择需考虑的因素 1)天线孔径大小 2)频率对系统整体效率的影响 3)与部件效率直接相关的散热问题 4)恶劣气象条件下的可靠性问题 5)现有可用元件的先进性 6)所选频率对其他电磁波谱的影响
不同大气条件下微波能量传输效率与频率的 关系
无线能量传输的原理—激光方式
Hale Waihona Puke 线能量传输的原理—超声波波方式无线能量传输各种方式的特点
无线能量传输各种方式的特点
谢谢！
无线能量传输的原理—微波方式
无线能量传输的原理—微波方式
微波无线能量传输的特性
作为一种点对点的能量传输方式，WPT具 有以下特点: 1）能量源和耗能点之间的能量传输系统是 无质量的 2）以光速传输能量 3）能量传输方向可迅速变换 4）在真空中传递能量无损耗 5）波长较长时在大气中能量传递损耗很小 6）能量传输不受地球引力差的影响 7）工作在微波波段，换能器可以很轻
Energy Wireless Transfer
什么是无线能量传输？
无线通信技术课件--ppt1
电波的传播方式
空间波又称为直射波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。 空间波又称为直射波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波 传播距离一般限于视距范围。在传播过程中，它的强度衰减较慢， 传播距离一般限于视距范围。在传播过程中，它的强度衰减较慢，超短波和微波 通信就是利用直射波传播的。在地面进行直射波通信， 通信就是利用直射波传播的。在地面进行直射波通信，其接收点的场强由两路组 一路由发射天线直达接收天线，另一路由地面反射后到达接收天线， 成：一路由发射天线直达接收天线，另一路由地面反射后到达接收天线，如果天 线高度和方向架设不当，容易造成相互干扰（例如电视的重影）。 ）。限制直射波通 线高度和方向架设不当，容易造成相互干扰（例如电视的重影）。限制直射波通 信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物， 信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物，因此超短波和微波天 线要求尽量高架。 线要求尽量高架。
四．解决方案（一） 解决方案（
1. 调制：由携有信息的电信号去控制高频振荡信号的某一 调制： 参数，使该参数按照电信号的规律而变化。 参数，使该参数按照电信号的规律而变化。 调制信号：携有信息的电信号。 调制信号：携有信息的电信号。 载波信号：未调制的高频振荡信号。 载波信号：未调制的高频振荡信号。 已调波：经过调制后的高频振荡信号。 已调波：经过调制后的高频振荡信号。 调幅、调角（调频、调相） 调幅、调角（调频、调相）。 解调： 2. 解调： 调制的逆过程，将已调波转换为载有信息的电信号。 调制的逆过程，将已调波转换为载有信息的电信号。
§1.2 无线电通信系统 通信系统的分类（ 一. 通信系统的分类（一）
1. 通信（communication） 通信（ ）
介绍5GPPT课件-5g ppt
• 总的来说，5G相比4G有着很大的优势： • 在容量方面，5G通信技术将比4G实现流量增长
1000倍；在传输速率方面，提升10到100倍，终端 到终端时延缩短5倍；接入性方面：可联网设备的 数量增加10到100倍；在可靠性方面：电池续航时 间增加10倍。 • 由此可见，5G将在方方面面全面超越4G，实现真 正意义的融合性网络。
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5G介绍
2021/1/17
目 录
2021/1/17
CONTEN T
01 | 前代通信简介 02 | 5G简介 03 | 技术简介 04 | 愿景
1 前代通信简介
2021/1/17
前代通信（1G 2G 3G 4G）
前几代移动通信技术简介
2021/1/17
第一代移动通信系统（1G）
2021/1/17
• 5G技术由29个成员组成，其中包括爱立信、华为、三星、高通、法国 电信等主要设备商和运营商。
• 华为在北京完成5G的业务验证：单用户下行超过6Gbps，小区峰值超 过18Gbps，端到端反应在0.5ms以内，小区实现422万连接，各项性能 指标均业界领先，超过国际电信联盟对5G定义的要求。
那么，5G将为我们带来什么？
2021/1/17
2 5G简介
2021/1/17
5G，第五代移动通信技术，也是4G之后的延伸，目前中国华为、fmlg韩国三星、美国高通、欧洲 的eip受立信等公司在研制5G技术。
5G在无线移动网络业务能力的提升将在3个方向突破:
1)将资源利用率在4G的基础上提高10倍以上（更大） 20221)/整1/1个7 系统的吞吐率提高25倍左右（更快）
2021/1/17
3 技术简介
无线能量传输介绍
无线充电汽车技术仍处于发展阶段，但已经有一些汽车制造商开始推出 支持无线充电的电动汽车型号。
无线充电医疗设备
无线充电医疗设备是指使用无线能量传输技 术为医疗设备提供电能的设备。这些设备通 常包括植入式心脏起搏器、神经刺激器等。
无线充电医疗设备可以提高患者的舒 适度和便利性，减少感染风险和手术 成本。
02
无线能量传输技术原理
无线能量传输的物理原理
电磁感应
电磁波传播
微波传输
磁场共振
通过变化的磁场产生电 流，实现能量的无线传
输。
利用电磁波的传播特性， 将能量从发射器传送到
接收器。
利用微波的特性，将能量 集中在一个方向上传输，
适用于远距离传输。
利用磁场共振原理，实 现高效的无线能量传输。
无线能量传输的技术分类
制定无线能量传输技术的标准和规范，促进其广泛应用和互通 性。
积极探索无线能量传输技术在不同领域的应用，如医疗、农业 、工业等，拓展其应用范围和市场规模。
感谢您的观看
THANKS
无线能量传输的背景和重要性
背景
随着物联网、智能家居、无线充电等技术的快速发展，无线能量传输的需求越来越大。传统的有线连接方式已经 无法满足这些应用的需求，因此无线能量传输技术变得越来越重要。
重要性
无线能量传输技术可以解决有线连接的限制和不便，提高设备的灵活性和便利性。它还可以降低设备的维护成本 和复杂性，提高设备的可靠性和安全性。此外，无线能量传输技术还可以促进物联网、智能家居等领域的快速发 展，推动社会的进步和创新。
随着技术的不断发展，无线充电手机已经成为市场上的主流产品，许多品牌和型号 都支持无线充电功能。
无线充电汽车
无线充电汽车是指通过无线方式为电动汽车充电的技术。这种技术允许 电动汽车在停车场或路边安全地进行充电，而无需使用电缆或插头。
无线充电医疗设备
无线充电医疗设备是指使用无线能量传输技 术为医疗设备提供电能的设备。这些设备通 常包括植入式心脏起搏器、神经刺激器等。
无线充电医疗设备可以提高患者的舒 适度和便利性，减少感染风险和手术 成本。
02
无线能量传输技术原理
无线能量传输的物理原理
电磁感应
电磁波传播
微波传输
磁场共振
通过变化的磁场产生电 流，实现能量的无线传
输。
利用电磁波的传播特性， 将能量从发射器传送到
接收器。
利用微波的特性，将能量 集中在一个方向上传输，
适用于远距离传输。
利用磁场共振原理，实 现高效的无线能量传输。
无线能量传输的技术分类
制定无线能量传输技术的标准和规范，促进其广泛应用和互通 性。
积极探索无线能量传输技术在不同领域的应用，如医疗、农业 、工业等，拓展其应用范围和市场规模。
感谢您的观看
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无线能量传输的背景和重要性
背景
随着物联网、智能家居、无线充电等技术的快速发展，无线能量传输的需求越来越大。传统的有线连接方式已经 无法满足这些应用的需求，因此无线能量传输技术变得越来越重要。
重要性
无线能量传输技术可以解决有线连接的限制和不便，提高设备的灵活性和便利性。它还可以降低设备的维护成本 和复杂性，提高设备的可靠性和安全性。此外，无线能量传输技术还可以促进物联网、智能家居等领域的快速发 展，推动社会的进步和创新。
随着技术的不断发展，无线充电手机已经成为市场上的主流产品，许多品牌和型号 都支持无线充电功能。
无线充电汽车
无线充电汽车是指通过无线方式为电动汽车充电的技术。这种技术允许 电动汽车在停车场或路边安全地进行充电，而无需使用电缆或插头。
无线输电技术ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
Main Content
①
无线输电简介
②
无线输电原理
③
无线输电应用
④
无线输电展望
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
Principle of Wireless Electricity
❖ 共振现象
共振是自然界极为平常的现象，种类繁多
乐器的音响共振 秋千的机械共振 电磁场的共振 核磁气的共振
共振共通的特征： 能量交换只会发生在振动频率一样的两个物体之间，
而频率不一致的两个物体间则不传递能量
MIT、美国无线电力、海尔所运用的 方式都是电磁场共振
Concerns
☼对人体有伤害吗？ ☼对环境有危害吗？ ☼是否会干扰无线通讯？
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
THANK YOU
wireless electricity Tuesday, March 12, 2024
APPLICATIONS
交通工具
➢为现有的电动车辆充电：高尔夫球车、 工业车辆…… ➢为将来的混合动力或全电动汽车充电 （在任何地方，家中、停车场……） ➢取代有线，直接进行无线能量传输
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
Main Content
①
无线输电简介
②
无线输电原理
③
无线输电应用
④
无线输电展望
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
Principle of Wireless Electricity
❖ 共振现象
共振是自然界极为平常的现象，种类繁多
乐器的音响共振 秋千的机械共振 电磁场的共振 核磁气的共振
共振共通的特征： 能量交换只会发生在振动频率一样的两个物体之间，
而频率不一致的两个物体间则不传递能量
MIT、美国无线电力、海尔所运用的 方式都是电磁场共振
Concerns
☼对人体有伤害吗？ ☼对环境有危害吗？ ☼是否会干扰无线通讯？
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
THANK YOU
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APPLICATIONS
交通工具
➢为现有的电动车辆充电：高尔夫球车、 工业车辆…… ➢为将来的混合动力或全电动汽车充电 （在任何地方，家中、停车场……） ➢取代有线，直接进行无线能量传输
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
《微波无线输能》课件
微波无线输能
PPT,a click to unlimited possibilities
汇报人：PPT
目录 /目录
01
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04
微波无线输能 的优势与挑战
02
微波无线输能 概述
05
微波无线输能 的应用案例
03
微波无线输能 系统组成
06
微波无线输能 的未来展望
01 添加章节标题
02 微波无线输能概述
市场需求：随着 无线充电技术的 普及，微波无线 输能市场前景广 阔
应用领域：微波 无线输能技术可 以应用于电动汽 车、无人机、智 能家居等领域
竞争格局：目前 微波无线输能市 场尚处于起步阶 段，未来竞争将 更加激烈
对人类社会的影响与价值
提高能源利用 效率，减少能
源浪费
降低能源传输 成本，提高能
源传输效率
微波源：产生微波能量的设备
波导：传输微波能量的通道
功率放大器：放大微波信号的 强度
定向天线：将微波信号定向发 射到接收端
传输系统
微波发射器：产生微波信号，并将 其转换为电磁波
传输介质：空气、真空等，用于传 输微波信号
添加标题
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添加标题
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微波接收器：接收微波信号，并将 其转换为电能
控制系统：控制微波发射器和接收 器的工作状态，确保传输效率和安 全性
促进新能源技 术的发展，推 动能源结构调
整
提高能源安全， 减少对传统能
源的依赖
推动全球能源 互联互通，促 进全球能源合
作
提高人类生活 质量，改善环 境质量，促进
可持续发展
感谢您的观看
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定义与原理
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目录 /目录
01
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04
微波无线输能 的优势与挑战
02
微波无线输能 概述
05
微波无线输能 的应用案例
03
微波无线输能 系统组成
06
微波无线输能 的未来展望
01 添加章节标题
02 微波无线输能概述
市场需求：随着 无线充电技术的 普及，微波无线 输能市场前景广 阔
应用领域：微波 无线输能技术可 以应用于电动汽 车、无人机、智 能家居等领域
竞争格局：目前 微波无线输能市 场尚处于起步阶 段，未来竞争将 更加激烈
对人类社会的影响与价值
提高能源利用 效率，减少能
源浪费
降低能源传输 成本，提高能
源传输效率
微波源：产生微波能量的设备
波导：传输微波能量的通道
功率放大器：放大微波信号的 强度
定向天线：将微波信号定向发 射到接收端
传输系统
微波发射器：产生微波信号，并将 其转换为电磁波
传输介质：空气、真空等，用于传 输微波信号
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微波接收器：接收微波信号，并将 其转换为电能
控制系统：控制微波发射器和接收 器的工作状态，确保传输效率和安 全性
促进新能源技 术的发展，推 动能源结构调
整
提高能源安全， 减少对传统能
源的依赖
推动全球能源 互联互通，促 进全球能源合
作
提高人类生活 质量，改善环 境质量，促进
可持续发展
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定义与原理
无线电能传输技术
专业成就未来
无线能量传输实现方式
• 微波和激光的无线能量传输技术
• 微波无线能量传输技术目前尚处于研发阶段，其技术 优点是成本较低，技术瓶颈是效率太低，而且容易发 热，损坏设备。 • 2009年，Lasermotive使用激光二极管，在数百米的 距离传输了1千瓦以上的功率，打破了多项世界纪录， 并赢得了美国航空航天局（NASA）的大奖。
专业成就未来
无线能量传输技术发展史
• 2007年，美国麻省理工学院的马林 ·索尔贾希克（Marin Soljacic）等人 在无线电能传输方面取得了新 进展， 他们用两米外的一个电源，“隔空” 点亮了一盏60瓦的灯泡。
MIT小组隔空点亮灯泡 MIT
•2008年12月17日成立无线充电联盟（Wireless Power Consortium），2010年8月31日，无线充 电联盟在北京正式将
专业成就未来
当前需要解决的问题
系统整体性能有待提高 • 传输效率普遍不高。 传输效率普遍不高。 • 目前无线能量传输技术整体上传输的效率不高，主要 原 目前无线能量传输技术整体上传输的效率不高， 因是能量的控制比较困难， 因是能量的控制比较困难，无法真正实现能量点对点的 传送在传输的过程中会散射等损耗一部分能量， 传送在传输的过程中会散射等损耗一部分能量，能量转换 器的效率不高也是影响整个系统效率的关键因素。 器的效率不高也是影响整个系统效率的关键因素。 • 当然随着电子技术的不断进步，传 输的效率也会逐渐提 当然随着电子技术的不断进步， 高。
Powermat公司展 示了为不同电子 产品进行无线充 电的设备
专业成就未来
无线能量传输实现方式
专业成就未来
无线能量传输实现方式
电磁感应式（非接触感应式 电磁感应式 非接触感应式）电能传输电路的基本特征就是 原副边电路分离。 非接触感应式 原边电路与副边电路之间有一段空隙，通过磁场耦合感应相联系。
无线电能传输技术 (修改)
2 解决线缆传输所带来的缺陷和不便。在国内外学术界和工业界，无线电能传输技术都得到了广泛的研
究和应用
3 在无线通信方面，国内在5G技术、物联网、智能家居等领域都取得了重要进展
4
5G技术的发展为无线通信带来了更高的传输速率和更低的延迟，推动了物联网、智能家居等领域的快 速发展
无线电能传输技术
1
同时，国内也在积极推进物联网的建设和应用，涉及到智能家居、智能交通、智能城市等多个领域.此 外，国内也在积极探索无线传输技术在医疗、工业等领域的应用
2
例如华中科技大学研究团队提出了一种基于磁共振的无线电能传输技术，可以将电能以高效、可靠的 方式传输到远离电源的设备中，具有较高的应用价值
3
同时，在工业界也存在着对无线电能传输技术的应用探索，例如近年来各大手机厂商开始采用无线充 电技术，可以将手机电池以无线电波的形式进行充电，解决用户使用手机时传输线缆带来的不便
无线电能传输技术
3. 工业自动化和智能制造的需求增长：工业自动化和智能制造领域对于无线传输技术的需求将会持续增 长。无线传输技术能够实现高效、可靠的数据传输，为工业自动化和智能制造提供更好的解决方案 4. 物联网和智能家居的广泛应用：物联网和智能家居领域对于无线传输技术的需求将会持续增长。无线 传输技术能够实现设备之间的无缝连接和数据传输，为人们的生活带来更多的便利和智能化 5. 安全性提高和互操作性增强：随着无线传输技术的广泛应用，安全性和提高互操作性将是未来发展的 重要方向。采用加密技术、建立安全的网络协议和加强用户身份验证等措施，能够提高无线传输的安全 性。同时，加强设备的互操作性测试，能够提高不同设备之间的兼容性和无缝连接能力 总之，无线传输技术在未来几年中具有广阔的发展前景，将在各个领域得到广泛应用。随着技术的不断 进步和应用场景的不断扩展，无线传输技术将会在更多领域发挥重要作用
究和应用
3 在无线通信方面，国内在5G技术、物联网、智能家居等领域都取得了重要进展
4
5G技术的发展为无线通信带来了更高的传输速率和更低的延迟，推动了物联网、智能家居等领域的快 速发展
无线电能传输技术
1
同时，国内也在积极推进物联网的建设和应用，涉及到智能家居、智能交通、智能城市等多个领域.此 外，国内也在积极探索无线传输技术在医疗、工业等领域的应用
2
例如华中科技大学研究团队提出了一种基于磁共振的无线电能传输技术，可以将电能以高效、可靠的 方式传输到远离电源的设备中，具有较高的应用价值
3
同时，在工业界也存在着对无线电能传输技术的应用探索，例如近年来各大手机厂商开始采用无线充 电技术，可以将手机电池以无线电波的形式进行充电，解决用户使用手机时传输线缆带来的不便
无线电能传输技术
3. 工业自动化和智能制造的需求增长：工业自动化和智能制造领域对于无线传输技术的需求将会持续增 长。无线传输技术能够实现高效、可靠的数据传输，为工业自动化和智能制造提供更好的解决方案 4. 物联网和智能家居的广泛应用：物联网和智能家居领域对于无线传输技术的需求将会持续增长。无线 传输技术能够实现设备之间的无缝连接和数据传输，为人们的生活带来更多的便利和智能化 5. 安全性提高和互操作性增强：随着无线传输技术的广泛应用，安全性和提高互操作性将是未来发展的 重要方向。采用加密技术、建立安全的网络协议和加强用户身份验证等措施，能够提高无线传输的安全 性。同时，加强设备的互操作性测试，能够提高不同设备之间的兼容性和无缝连接能力 总之，无线传输技术在未来几年中具有广阔的发展前景，将在各个领域得到广泛应用。随着技术的不断 进步和应用场景的不断扩展，无线传输技术将会在更多领域发挥重要作用
《无线电力传输仿真》课件
了解当前无线电力传输的应用领域，以及未来的发展前景，如汽车充电、智能家居和医疗技 术。
二、电磁波理论基础
1 电磁波的概念和特性
探索电磁波的基本概念和 特性，包括频率、波长和 传播速度。
2 无线电波传播模型
了解无线电波在不同环境 中的传播模型，如自由空 间传播和多径传播。
3 电磁波的功率和辐射
场强度
2
磁共振耦合传输实验
利用磁共振耦合技术进行实验，评估其在近距离传输中的效率和稳定性。
3
微波束传输实验
搭建微波束传输系统，测试其在长距离传输中的能量传输效果和传输质量。
六、结论
1 无线电力传输的应用前景展望
展望无线电力传输在汽车、智能家居和医疗技术等领域的广阔应用前景，以及为人们日 常生活带来的便利。
CST Microwave Studio
专业的微波仿真软件，用于模拟无线电力传输系统 中的微波传输和辐射特性。
Zeland IE3D
适用于高频电磁仿真的工具，可用于设计和优化无 线电力传输系统的传输媒介和天线结构。
五、无线电力传输实验案例
1
电磁感应耦合传输实验
了解电磁感应耦合无线电力传输的基本原理，并进行实验验证其传输效果和可行 性。
2 优缺点分析和未来发展方向
分析无线电力传输技术的优势和挑战，探讨未来发展的方向，以促进其更广泛的应用和 进一步的改进。
七、参考文献
学而思网校《无线电力传输仿真》PPT课件，共计216个token。
探索基于微波束传输的无线电 力传输技术，了解其长距离传 输的特点和挑战，以及应用领 域。
四、无线电力传输仿真工具介绍
Ansys SS
一款功能强大的无线电力传输仿真软件，用于设计 和分析电磁感应、磁共振和微波束传输系统。
二、电磁波理论基础
1 电磁波的概念和特性
探索电磁波的基本概念和 特性，包括频率、波长和 传播速度。
2 无线电波传播模型
了解无线电波在不同环境 中的传播模型，如自由空 间传播和多径传播。
3 电磁波的功率和辐射
场强度
2
磁共振耦合传输实验
利用磁共振耦合技术进行实验，评估其在近距离传输中的效率和稳定性。
3
微波束传输实验
搭建微波束传输系统，测试其在长距离传输中的能量传输效果和传输质量。
六、结论
1 无线电力传输的应用前景展望
展望无线电力传输在汽车、智能家居和医疗技术等领域的广阔应用前景，以及为人们日 常生活带来的便利。
CST Microwave Studio
专业的微波仿真软件，用于模拟无线电力传输系统 中的微波传输和辐射特性。
Zeland IE3D
适用于高频电磁仿真的工具，可用于设计和优化无 线电力传输系统的传输媒介和天线结构。
五、无线电力传输实验案例
1
电磁感应耦合传输实验
了解电磁感应耦合无线电力传输的基本原理，并进行实验验证其传输效果和可行 性。
2 优缺点分析和未来发展方向
分析无线电力传输技术的优势和挑战，探讨未来发展的方向，以促进其更广泛的应用和 进一步的改进。
七、参考文献
学而思网校《无线电力传输仿真》PPT课件，共计216个token。
探索基于微波束传输的无线电 力传输技术，了解其长距离传 输的特点和挑战，以及应用领 域。
四、无线电力传输仿真工具介绍
Ansys SS
一款功能强大的无线电力传输仿真软件，用于设计 和分析电磁感应、磁共振和微波束传输系统。
无线通信技术精品PPT课件
20射还与障碍物表面的粗糙度有关。表 面越粗糙，越容易引起散射。 例如，
– 在户外，树木和路标都会导致移动电话信号 的散射。
– 在室内，椅子、书籍和计算机都会导致无线 Lan信号的散射。
2020/11/30
13
反射、衍射和散射
2020/11/30
与此同时，无线电通信逐渐被用于战争。在第一次和第二次世界 大战中，它都发挥了很大的威力，以致有人把第二次世界大战称
之为“无线电战争”。
2020/11/30
3
10.1概述
二、无线通信的特点
1.传输环境的复杂性 2.电磁波的传播不需要任何有形介质 3.接收信号的时变多径 4.多个无线电载波同存于同一空间 5.频率资源有限，需统一划分
14
10.2 无线传播环境及其特性
10.2.1 天线基本知识
1. 天线方向性 2.天线增益 3. 波瓣宽度 4. 天线的极化
2020/11/30
15
天线方向性
天线的基本功能是把从馈线输入的能量向周围 空间辐射出去，辐射的无线电波强度随空间方 位不同而不同，根据天线辐射强度的空间分布 特点可分为无方向性、全向天线和定向天线。
7
全向传播与定向传播
定向传播（directional）
– 天线把所有的能量集中于一 小束电磁波
2020/11/30
全向传播（Omnidirectional）
– 信号沿所有方向传播
– 可被所有的天线接收
– 发射设备和接收设备不必在物理
上对准
8
无线信号传播
理想情况下，无线信号在从发射器到接 收器间的一条直线上传播，称为“视线” （line of sight, LOS）
米，电文内容为——“海因里斯·赫兹”；在1897年5月18日，意大利的马
无线电基础知识ppt课件
调幅检波的过程：
Date: 2024/3/12
15
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
5）无线电波的调频解调（检波二）
Date: 2024/3/12
4）无线电波的调幅解调（检波一）
幅度检波： 从调幅波中取出调制信号的过程,称为幅度检波。从高频调幅波 中解调出原调制信号
常用的检波电路 三种:小信号平方律检波,大信号包络全波和乘积检波。
分类
Date: 2024/3/12
14
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
12
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
1.3.5 无线电信号的解调
解调：将调制信号还原出来的过程。解调又有检波与鉴频和鉴相之分。
1.1.2 无线电波的波段
段号 频段名称
频段范围 （含上限不含下限）
1 甚低频（VLF） 3～30千赫（KHz）
2 低频（LF） 30～300千赫（KHz）
3 中频（MF） 300～3000千赫（KHz）
4 高频（HF） 3～30兆赫（MHz）
5 甚高频（VHF） 30～300兆赫（MHz）
Date: 2024/3/12
15
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
5）无线电波的调频解调（检波二）
Date: 2024/3/12
4）无线电波的调幅解调（检波一）
幅度检波： 从调幅波中取出调制信号的过程,称为幅度检波。从高频调幅波 中解调出原调制信号
常用的检波电路 三种:小信号平方律检波,大信号包络全波和乘积检波。
分类
Date: 2024/3/12
14
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
12
“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
1.3.5 无线电信号的解调
解调：将调制信号还原出来的过程。解调又有检波与鉴频和鉴相之分。
1.1.2 无线电波的波段
段号 频段名称
频段范围 （含上限不含下限）
1 甚低频（VLF） 3～30千赫（KHz）
2 低频（LF） 30～300千赫（KHz）
3 中频（MF） 300～3000千赫（KHz）
4 高频（HF） 3～30兆赫（MHz）
5 甚高频（VHF） 30～300兆赫（MHz）
《无线充电技术》课件
02
它利用磁场共振原理，将电能从 发射器传输到接收器。
无线充电技术的发展历程
01
02
03
19世纪末期
无线充电技术初步探索阶 段，主要研究无线电能传 输的基本原理。
20世纪初期
无线充电技术进入初步应 用阶段，如无线电广播和 无线电遥控器等。
21世纪
随着移动设备的普及，无 线充电技术迅速发展，成 为现代电子设备的重要充 电方式。
互操作性，方便用户的使用。
06无线充电技术的前景展望无线充电技术的发展趋势
技术创新
无线充电技术将不断突破，提高充电效率和稳定性，降低成本。
应用领域拓展
无线充电技术将逐渐应用于更多领域，如智能家居、医疗设备等。
标准化和互通性
无线充电技术的标准化和互通性将得到加强，提高用户体验。
无线充电技术对社会的积极影响
无线充电技术可以为医疗设备提供持续的电力供应，如植入 式心脏起搏器、胰岛素泵等。
无线充电可以帮助医疗设备实现更小的体积和更轻的重量， 方便患者携带和使用。
其他应用场景
智能家居
无线充电技术可以为智能家居设 备提供便捷的充电方式，如智能 灯泡、智能插座等。
公共设施
在机场、火车站等公共场所提供 无线充电设施，方便旅客随时为 手机等设备充电。
缺点
效率较低
成本较高
无线充电技术的效率通常低于有线充电技 术，需要更长时间才能充满电。
无线充电技术的设备成本通常高于有线充 电技术，增加了用户的经济负担。
充电距离限制
对方向和位置的要求
无线充电技术有一定的充电距离限制，需 要设备与充电器保持较近的距离才能实现 充电。
无线充电技术对设备的方向和位置有一定 的要求，需要设备与充电器对准才能实现 充电。
它利用磁场共振原理，将电能从 发射器传输到接收器。
无线充电技术的发展历程
01
02
03
19世纪末期
无线充电技术初步探索阶 段，主要研究无线电能传 输的基本原理。
20世纪初期
无线充电技术进入初步应 用阶段，如无线电广播和 无线电遥控器等。
21世纪
随着移动设备的普及，无 线充电技术迅速发展，成 为现代电子设备的重要充 电方式。
互操作性，方便用户的使用。
06无线充电技术的前景展望无线充电技术的发展趋势
技术创新
无线充电技术将不断突破，提高充电效率和稳定性，降低成本。
应用领域拓展
无线充电技术将逐渐应用于更多领域，如智能家居、医疗设备等。
标准化和互通性
无线充电技术的标准化和互通性将得到加强，提高用户体验。
无线充电技术对社会的积极影响
无线充电技术可以为医疗设备提供持续的电力供应，如植入 式心脏起搏器、胰岛素泵等。
无线充电可以帮助医疗设备实现更小的体积和更轻的重量， 方便患者携带和使用。
其他应用场景
智能家居
无线充电技术可以为智能家居设 备提供便捷的充电方式，如智能 灯泡、智能插座等。
公共设施
在机场、火车站等公共场所提供 无线充电设施，方便旅客随时为 手机等设备充电。
缺点
效率较低
成本较高
无线充电技术的效率通常低于有线充电技 术，需要更长时间才能充满电。
无线充电技术的设备成本通常高于有线充 电技术，增加了用户的经济负担。
充电距离限制
对方向和位置的要求
无线充电技术有一定的充电距离限制，需 要设备与充电器保持较近的距离才能实现 充电。
无线充电技术对设备的方向和位置有一定 的要求，需要设备与充电器对准才能实现 充电。
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•有效接收面积
有效接收面积是衡量接收天线接收无线电波能力的重要指标。
Ae
PL m ax S av
接收天线在最佳状态下所接收的功率可以看成是被具有面积
为 有效接受面积 的口面所截获的垂直入射波功率密度的总
和
29
30
电磁波输电遇到的困难
• 电磁波的衰减 • 电磁波反射 • 接收天线的面积 • 电磁污染
为求方向性，我们可以将研究的天线与理想的，辐射功 率相等的点源做比较。
对点源来说，其没有方向性，即
Su
P
4 r 2
26
通过无穷小单位面的功率为
所以辐射功率为 dPE 2m Z 2a0x f2(,)r2sindd
P E 2 m 2Z ax0 r2
2 f2(,
00
)sindd
Z 0 为天线所在媒质的特性阻抗。
9
甚至，可能没有电 网这个概念，我们 不需要电线了。这 极大的鼓舞着人们 去进行研究无线传 输能量的具体方法。
10
11
电磁能量在空间的传播
电磁波的产生 在空间的传播性质 空间传播规律 电磁波所载能量
12
电磁波的产生
电流可以产生磁场，而变化的磁场同样可以 产生电场，这就形成的电磁场。
变化的电、磁场间存在耦合，以波的形式存 在于空间，这就是电磁波。电磁波虽然看不见， 摸不着，但是他无时无刻不存在于我们的周围， 凡是高于绝对零度的物体，都会释出电磁波。
f ( , ) 称为天线的方向性函数，表达了天线的方向性特性。
其不仅决定了场的大小也决定了场的相位。
24
• 天线的方向性函数D
天线的方向性系数D用来表示天线集中辐射能量的特性。
D S (1 , 1 )
Su
其物理意义为：天线的方向性使某方向的辐射功率密 度比之均匀辐射时的倍数。
25
• 对于天线方向性的求解
可得单元偶极子的辐射电阻：
R
2
3
(l )
R 表征了天线辐射电磁能量的能力，其值越大，辐射能力
越强。
23
• 天线的方向性函数
对于任何天线，在空间的电场公式均可写成
E A f(,)e j( , ) e jk r
f ( , ) 表示天线方向性的振幅特
性
( , ) 表示天线方向性的相位特性。
6
• 2007年美国麻省理 工学院的研究人员 在无线传输电力方 面取得了新进展， 他们用两米外的一 个电源，“隔地” 点亮了一盏60瓦的 灯泡 。
7
2008年在Intern 公司技术峰会上， 研究人员声称此项 技术可以运用到 笔记本电脑上， 借此摆脱了电线的 束缚！
8
如果这项技术得以应用，我们的生活将会 发生巨大的变化：我们不再需要电线、插 座，手机充电比打开蓝牙还要简单，只要 你处于一定得区域内，手机就一直可以被 充电；同样笔记本电脑也不用担心电池没 电了。
1、相速等于波速；2、场量的幅值与x、f无关。
15
能量流动问题与分析
电场能量储存在电场中，磁场能量储存在磁场中， 电磁场为电、磁场的耦合，既有电场能量又有磁场能量。
wwewm12DE12BH
16
能量流动问题与分析
坡印亭定理 坡印亭定理给出了电磁能流和电磁场量之间的一般关系， 反映了电磁能量符合自然界物质运动过程中能量守恒和转化定律。
S(E H )d S VE eJ d V VJ2 d V W t
电磁能流密度
S=E*H
它表示在单位时间内通过垂直于能量传播方向的单位面积的电磁 能量。
17
电磁能量的发射与接收
18
无限能量传输的中枢结构：
天线
天线是一种专门的电磁波辐射器。
19
天线的发射参数
• 天线的辐射功率
辐射功率：在远区单位时间内通过球面的 电磁能量的平均值。
31
电磁波的衰减
• 从接收面积考虑
• 我们可以看到能量以1/r^2
0
衰减.
32
接收天线的面积
• 接收天线的面积需要很大
33
电磁波的衰减
• 在介质中的衰减
E y(x) ,t2E e xco t sβ( x θ 1)
13
空间的传播
电磁波的传播过程就是能量传播的过程 高频时电磁波
假设自由空间为无缘空间 ，媒质是各向同性、线性和均匀。 可以得到电磁波动方程
2H H 2H 0
t
t2
2E E 2E 0
t
t2
环境在无限大的均匀理想介质中，电磁波电场强度和磁场强度
随时间做正弦变化
所以可得
在方向( 1 , 1 ) ，
Su2E Zm 0 2a xr42
2
0
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0
S(1,1)E2m Z2a0x f 2(1,1)
27
∴可得
D
2
4f 2(1,1) f2(,)sindd
00
所以在最大辐射方向上有
D
2
4 f2(,)sindd
00
28
• 天线的接收
接收：天线导体在空间电磁场的作用下产生感应电动势 ，并在导体表面激励起感应电流，在天线的输入端产生 电压并在接收机回路中产生电流。其过程是发射天线的 逆过程。
Energy Wireless Transfer
1
无线能量传输背景/论文整合 无线能量传输原理/ppt整合 无线能量传输原理 无线能量传输问题整合
无线能量传输前景
师威浩 刘兴业 任想 李超 彭涛
2
3
无线电力传输背景
• 电线充斥在我们的生 活当中，错综复杂的 连接方式 给我们带 来很大的不便。
4
长距离的输电线 路占用了大量的 空间，金属。能 否省去？？
5
早在了19世纪30年代迈克尔·法拉第就发现， 磁场变化后将在电线周围产生电流，这就为无线 传输电能提供了理论可能！
1913年，既是航海家又是网球选手的法 国人罗兰-加洛斯就提出能否从地面为空中飞 行器提供动力。
这是人们当时美好的遐想，试图摆脱电线 的思考。
在远区单位时间内通过球面的电磁能量的平均 值称为天线的辐射功率。在球面，单位面积上 通过的功率密度就是坡印亭矢量S，则
Sav
1 2 E H
20
∴经过面积dS的功率
1 dP 2E HdS
将 H E
代入得
P sdP r22 0 2d0 H 2sind
以单元偶极子天线为例，有 E rE H rH 0
H jI2lsirnej2r
E
0 jIlsinej2r 0 2r
21
所以，可得辐射功率：
P
I2 2
2
3
(l )
其中 I 为流经的电流， l 为单元偶
极子的长度
22
• 天线辐射电阻
将辐射功率视为一个电阻吸收的功率，并使流过电阻 的电流等于天线上的电流的有效值，则称这个电阻为天 线的辐射电阻。
有效接收面积是衡量接收天线接收无线电波能力的重要指标。
Ae
PL m ax S av
接收天线在最佳状态下所接收的功率可以看成是被具有面积
为 有效接受面积 的口面所截获的垂直入射波功率密度的总
和
29
30
电磁波输电遇到的困难
• 电磁波的衰减 • 电磁波反射 • 接收天线的面积 • 电磁污染
为求方向性，我们可以将研究的天线与理想的，辐射功 率相等的点源做比较。
对点源来说，其没有方向性，即
Su
P
4 r 2
26
通过无穷小单位面的功率为
所以辐射功率为 dPE 2m Z 2a0x f2(,)r2sindd
P E 2 m 2Z ax0 r2
2 f2(,
00
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Z 0 为天线所在媒质的特性阻抗。
9
甚至，可能没有电 网这个概念，我们 不需要电线了。这 极大的鼓舞着人们 去进行研究无线传 输能量的具体方法。
10
11
电磁能量在空间的传播
电磁波的产生 在空间的传播性质 空间传播规律 电磁波所载能量
12
电磁波的产生
电流可以产生磁场，而变化的磁场同样可以 产生电场，这就形成的电磁场。
变化的电、磁场间存在耦合，以波的形式存 在于空间，这就是电磁波。电磁波虽然看不见， 摸不着，但是他无时无刻不存在于我们的周围， 凡是高于绝对零度的物体，都会释出电磁波。
f ( , ) 称为天线的方向性函数，表达了天线的方向性特性。
其不仅决定了场的大小也决定了场的相位。
24
• 天线的方向性函数D
天线的方向性系数D用来表示天线集中辐射能量的特性。
D S (1 , 1 )
Su
其物理意义为：天线的方向性使某方向的辐射功率密 度比之均匀辐射时的倍数。
25
• 对于天线方向性的求解
可得单元偶极子的辐射电阻：
R
2
3
(l )
R 表征了天线辐射电磁能量的能力，其值越大，辐射能力
越强。
23
• 天线的方向性函数
对于任何天线，在空间的电场公式均可写成
E A f(,)e j( , ) e jk r
f ( , ) 表示天线方向性的振幅特
性
( , ) 表示天线方向性的相位特性。
6
• 2007年美国麻省理 工学院的研究人员 在无线传输电力方 面取得了新进展， 他们用两米外的一 个电源，“隔地” 点亮了一盏60瓦的 灯泡 。
7
2008年在Intern 公司技术峰会上， 研究人员声称此项 技术可以运用到 笔记本电脑上， 借此摆脱了电线的 束缚！
8
如果这项技术得以应用，我们的生活将会 发生巨大的变化：我们不再需要电线、插 座，手机充电比打开蓝牙还要简单，只要 你处于一定得区域内，手机就一直可以被 充电；同样笔记本电脑也不用担心电池没 电了。
1、相速等于波速；2、场量的幅值与x、f无关。
15
能量流动问题与分析
电场能量储存在电场中，磁场能量储存在磁场中， 电磁场为电、磁场的耦合，既有电场能量又有磁场能量。
wwewm12DE12BH
16
能量流动问题与分析
坡印亭定理 坡印亭定理给出了电磁能流和电磁场量之间的一般关系， 反映了电磁能量符合自然界物质运动过程中能量守恒和转化定律。
S(E H )d S VE eJ d V VJ2 d V W t
电磁能流密度
S=E*H
它表示在单位时间内通过垂直于能量传播方向的单位面积的电磁 能量。
17
电磁能量的发射与接收
18
无限能量传输的中枢结构：
天线
天线是一种专门的电磁波辐射器。
19
天线的发射参数
• 天线的辐射功率
辐射功率：在远区单位时间内通过球面的 电磁能量的平均值。
31
电磁波的衰减
• 从接收面积考虑
• 我们可以看到能量以1/r^2
0
衰减.
32
接收天线的面积
• 接收天线的面积需要很大
33
电磁波的衰减
• 在介质中的衰减
E y(x) ,t2E e xco t sβ( x θ 1)
13
空间的传播
电磁波的传播过程就是能量传播的过程 高频时电磁波
假设自由空间为无缘空间 ，媒质是各向同性、线性和均匀。 可以得到电磁波动方程
2H H 2H 0
t
t2
2E E 2E 0
t
t2
环境在无限大的均匀理想介质中，电磁波电场强度和磁场强度
随时间做正弦变化
所以可得
在方向( 1 , 1 ) ，
Su2E Zm 0 2a xr42
2
0
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0
S(1,1)E2m Z2a0x f 2(1,1)
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∴可得
D
2
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00
所以在最大辐射方向上有
D
2
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00
28
• 天线的接收
接收：天线导体在空间电磁场的作用下产生感应电动势 ，并在导体表面激励起感应电流，在天线的输入端产生 电压并在接收机回路中产生电流。其过程是发射天线的 逆过程。
Energy Wireless Transfer
1
无线能量传输背景/论文整合 无线能量传输原理/ppt整合 无线能量传输原理 无线能量传输问题整合
无线能量传输前景
师威浩 刘兴业 任想 李超 彭涛
2
3
无线电力传输背景
• 电线充斥在我们的生 活当中，错综复杂的 连接方式 给我们带 来很大的不便。
4
长距离的输电线 路占用了大量的 空间，金属。能 否省去？？
5
早在了19世纪30年代迈克尔·法拉第就发现， 磁场变化后将在电线周围产生电流，这就为无线 传输电能提供了理论可能！
1913年，既是航海家又是网球选手的法 国人罗兰-加洛斯就提出能否从地面为空中飞 行器提供动力。
这是人们当时美好的遐想，试图摆脱电线 的思考。
在远区单位时间内通过球面的电磁能量的平均 值称为天线的辐射功率。在球面，单位面积上 通过的功率密度就是坡印亭矢量S，则
Sav
1 2 E H
20
∴经过面积dS的功率
1 dP 2E HdS
将 H E
代入得
P sdP r22 0 2d0 H 2sind
以单元偶极子天线为例，有 E rE H rH 0
H jI2lsirnej2r
E
0 jIlsinej2r 0 2r
21
所以，可得辐射功率：
P
I2 2
2
3
(l )
其中 I 为流经的电流， l 为单元偶
极子的长度
22
• 天线辐射电阻
将辐射功率视为一个电阻吸收的功率，并使流过电阻 的电流等于天线上的电流的有效值，则称这个电阻为天 线的辐射电阻。