臺灣博碩士論文加值系統

本論文研究提升無線電力傳輸系統接收機效率之方法，利用兩部分電路來改善系統效率，第一部分為設計高增益天線；第二部分設計一三階升壓整流電路。
第一部分高增益天線研究中，共設計四支天線分別為:指叉彎折天線、電容負載型指叉天線、指叉彎折陣列天線及電容負載型指叉陣列天線，其中增益最高之天線為電容負載型指叉陣列天線，天線的操作頻率在2.4 GHz，反射損耗 -20 dB，增益為7.74 dBi，面積為65.5mm×170mm，第二部分為升壓整流電路設計，利用蕭特基二極體的低臨界電壓增加轉換效率在三階升壓整流電路架構設計上，實作結果頻率操作在2.4 GHz，反射損耗為-21 dB，面積為30mm×15mm，在負載為10K歐姆下有最高效率為40%。
系統整合結果測試結果，在無線電力傳輸系統發射端提供頻率為2.4 GHz，31 dBm之輸出功率，經電容負載型指叉陣列天線打出的情況下，在接收端使用電容負載型指叉陣列天線連接升壓整流電路，負載為一顆led燈，在距離4.8公尺下仍可以點亮led燈。

The methodology of improving the receiver efficiency of wireless power transmission system has been studied. Two parts of the circuit are used to improve the system efficiency. The first part is to design a high-gain antenna; the second part is to design a three-step boost rectifier circuit.
In the first part of the research on high-gain antennas, four antennas were designed: a finger-meander antenna, a capacitive-load finger-meander antenna, a finger-meander antenna array, and a capacitive-load finger-meander antenna array. The highest gain antenna is the capacitive-load finger-meander antenna array, with a reflection loss of -20 dB, a gain of 7.74 dBi, and an area of 65.5 x 170 mm2. The second part is a boost rectifier circuit design. Using third-order boost rectifier circuit architecture and Schottky diodes with the low critical voltage of the body increases the conversion efficiency. The size of the implemented circuit is 30mm x 15mm, and the return loss is 21 dB at 2.4 GHz of the operation frequency. The highest efficiency is 40% with 10K ohms load.
After system integration, the measured results show that the transmitter of the wireless power transmission system can provide 31 dBm output power at 2.4 GHz. It can turn on the LED lamp under a distance of 4.8 meters with the capacitive-load finger-meander antenna array and the boost rectifier circuit.

誌謝……………………………………………..……………………………………..i
摘要…………………………………………………………………..……………….ii
Abstract………………………………………………………………………………iii
第一章緒論……………………………………………………………………………1
1.1研究目的…………………………………………………………………………..1
1.2無線電波式無線電力傳輸系統介紹……………………………………………..3
1.3論文架構…………………………………………………………….…………….5
第二章接收器之零件介紹…………………………………………………………....7
2.1 天線基本特性介紹……………………………………………………………….7
2.1.1方向增益…………………………………………………………………….…..8
2.1.2阻抗與天線效率……………………………………………………………….10
2.1.3天線陣列……………………………………………………………...………..12
2.2升壓整流電路之原理……………………………………………………...…….14
第三章 應用於能量接收器之天線與升壓電路設計與模擬…………………..…..17
3.1天線的設計與模擬…………………………………………………………..…..17
3.2天線陣列的設計與模擬……………………………………………………..…..28
3.3升壓整流電路之設計與模擬………………………………………………..…..32
第四章天線與升壓電路量測結果與比較……………………………………..……35
4.1量測系統簡介……………………………………………………………………35
4.2天線量測結果與比較…………………………………………………...……….37
4.3升壓整流電路實測……………………………………………………...……….53
4.4天線與升壓整流電路實際場地量測……………………………………..……..57
第五章結論…………………………………………………………………………..63
參考文獻……………………………………………………………………..………64

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