弱能量接收下的植入式医疗设备无线能量传输设计

为了提高经皮无线能量传输的耦合强度和接收端的电压输出能力,针对设备的弱能量接收,设计了具有倍压整流器的四线圈结构磁谐振耦合式无线能量传输系统.通过四线圈谐振能量传输结构,使能量在线圈间的传输隔离来自发射电路和接收电路的影响,从而提高传输电路的品质因数,并且提高系统的耦合系数.实验结果表明:设计结构使用10 mm接收线圈时可使设备在40 mm植入深度下能量传输效率达到15%以上,倍压整流器的输出纹波系数小于0.7%,这说明本文所设计的能量传输系统结构能够在弱能量接收下正常运行.

微型肠道机器人扩张机构与能量接收线圈的设计与实验

研究并设计了一种新型扩张方式的能在肠道中运动和驻留的微型肠道机器人.该肠道机器人的扩张机构采用阿基米德螺线腿的方式进行扩张,扩张直径可达32 mm,变径比达到2.13.设计减速比为489的减速器,保证较大的输出转矩.对扩张机构的扩张臂进行力学分析,并通过实验测试了扩张机构的扩张力.进而,对能量接收线圈进行建模分析.结果表明:扩张机构扩张力的实验测试值与理论分析的整体趋势基本一致,最小扩张力为1.5 N,满足肠道扩张力的需求;优化线圈磁芯厚度、绕组层数以及绞线规格可以提高无线供能系统性能;当发射线圈驱动电流为1.4 A时,该接收线圈相应的传输功率为812 mW,能量传输效率为8.3%,能满足肠道机器人的功率要求.

微型胃肠道机器人钳位机构和无线能量接收线圈的优化

采用阿基米德螺旋线腿式钳位机构,以保证微型胃肠道机器人具有足够大的扩张力以及相对平缓的径向扩张速度;设计了减速比为489的减速器,以保证钳位机构具有较大的输出转矩;通过无线能量接收线圈的优化实验,研究了一维接收线圈几何尺寸对能量接收效率的影响.结果表明,在相同空间,即考虑磁芯和绕线的总外径相等的条件下,磁芯厚度越大,线圈的能量接收效率越高.

基于人工PML表面的高效微波能量接收

文章基于人工完美匹配层(PML)的电磁特性提出了一种新型的可用来实现能量完美匹配接收的高效整流天线板,并从仿真上给予了验证。该整流天线板同时拥有与空气完美匹配的阻抗以及超高效的能量吸收特性,仿真结果显示1/80空间工作波长厚度的整流天线板即可吸收转化垂直入射电磁波99%以上的能量,该技术可广泛用于当今各种频段的微波能量传输与接收装备研发应用领域。

基于检波器接收照明能量效率最大化的炮检距设计方法

以往基于水平层状介质的常规观测系统设计方法,已不能满足如今高精度油气勘探的要求。基于此,宜采用基于地震波照明度的观测系统优化设计方法,然而目前的照明分析技术还仅限于对观测系统进行评价。本文在地震照明模拟的基础上,通过探究检波器接收能量和接收效率之间的关系,形成基于检波器接收照明能量效率最大化的最大炮检距设计方法。其基本思路是在目标部位通过模拟放炮,建立接收能量和接收效率之间的优化关系,并获取最佳最大炮检距。通过对取自实际资料的断陷模型和逆掩推覆模型的模拟实验,证明基于照明度分析的观测系统参数设计方法具有良好应用效果。

光束发散角对紫外LED散射通信接收能量的影响

为了更准确地研究紫外光的通信性能,针对紫外LED散射光通信中光能量传输特征,以及光束发散角对散射链路构成与接收光子能量有一定影响,采用多个LED组成阵列发射的方法,扩大光束与散射体的作用效应,分析了光束发散角对不同散射体作用时光子能量的变化关系,研究了紫外光散射通信脉冲调制方法与提高发射功率措施,提出了脉冲位置调制驱动阵列LED的解决方案,并进行了紫外LED散射通信系统室外传输测试。结果表明,在短距离通信中,大的散射角使得光对散射体的作用区域增大,散射效应明显,到达光接收端的光子数量增加;实际通信应用中,散射光通信具有较高的灵活性和实时性,可适当进行光学处理来优化光路结构。此结果为进一步增加传输距离和传输效果提供了正确的指导。

SWIPT-MISO动态能量消耗模型下能效规划

无线携能通信网络中发送端获取用户信道状态信息时,会造成时间和频谱资源的浪费。对此,在多用户多输入单输出网络中研究了发送端只有信道分布信息的节能波束形成设计。在信息中断概率、总可用功率以及授权用户可用功率约束下,网络能量效率通过改进的教与学优化算法实现了最大化。此外,针对提出的功率消耗方案,考虑了非线性能量接收机制并提出功率分流机制,使接收机避免进入饱和区,从而提高了功率接收效率。改进的教与学优化算法结合了鲸鱼优化算法的优点,解决了构造得出的非凸优化问题,并提高了收敛速度。仿真实验分析了动态能量分配场景下中断概率、动态功耗系数以及发送端可用功率对系统能量效率的影响,证实了所提算法的有效性。

一种自适应加权能量检测超宽带接收机

能量检测(ED)接收机由于具备结构简单、易于实现的特点,已经成为非相干超宽带通信系统的两大主流接收机技术之一。为了抑制噪声以提高误码性能,加权ED接收机作为传统ED接收机的一种改进方案被提出。主要研究了加权ED接收机的自适应实现问题,即利用自适应算法来逼近加权系数的最优解,进而实现自适应信号检测。采用的自适应算法为归一化最小均方(NLMS)算法。利用NLMS算法进行自适应迭代以优化加权系数,从而避免了信道估计和矩阵分析;分析比较NLMS算法在不同步长值下的收敛性能和自适应加权ED接收机在不同加权系数维度下的误码性能,最后给出并分析了自适应加权ED接收机在最佳加权系数维度下的误码性能曲线。仿真结果表明,相比传统的ED接收机,自适应加权ED接收机能够在误码性能方面改善0.5 d B^1.2 d B。

一种WRSN中基于有向接收的高效充电算法

无线可充电传感器网络中,节点在不同方向的能量接收能力是不同的,现有的充电策略很少考虑节点能量接收能力的各向异性。本文研究基于接收能力各向异性的移动充电策略,提出一种基于有向能量接收的高效充电算法(CderM)。先建立节点充电区域模型衡量节点的异向能量接收能力。再根据节点部署情况,优化充电部署,增加MC的充电覆盖区域,增大网络充电覆盖率。最后,采用启发式策略优化节点能量接收方向,最大化节点的有向能量接收能力,实现高效率充电。仿真结果表明CderM算法增大了网络充电覆盖率,提高了能量补充效率。

安装角度对复合抛物面聚光集热器接收太阳辐射影响的数值模拟

建模分析昆明地区不同入射半角的复合抛物面聚光集热器(CPC)在全年不同朝向、不同倾角下的能量接收情况。结果表明:CPC的聚光比与入射半角呈正相关,入射半角的大小限制了其光线接收角的范围进而影响能量的接收;正南朝向为最佳朝向,正南向安装时最佳倾角随季节变化而变化,正西向倾角越大能量越小;正南向在冬半年适宜进行高倾角安装,在12月份倾角为50°、入射半角为60°时,CPC接收太阳辐射量最大为13.27 MJ;在夏半年适宜低倾角安装,在4月份最佳倾角为0°、入射半角为60°时,CPC接收太阳辐射量最大为15.99 MJ。为使CPC获得能量最佳,建议昆明地区全年固定朝向安装的CPC采用较大的入射半角,安装角度为20°~35°。

胶囊内窥镜的无线能量传输系统优化设计

随着无线胶囊内窥镜的发展,无线能量传输技术越来越受到人们的关注。无线能量传输技术在应用过程受到尺寸、安全性等诸多因素的约束,如何在这些约束条件下设计安全、高效的无线能量传输系统是目前研究的重点。提出了磁场均匀度、频率稳定度、三维线圈姿态稳定度和接收能量均匀度等指标来综合评价能量传输系统性能,设计并实现了测试平台来测量这些性能指标,为进一步对整个系统进行优化设计提供依据。采用上述方法对一套为胶囊内窥镜设计的无线能量传输系统进行了测量与评价,结果表明系统可在体积为Φ12 mm×14 mm的空间内提供不低于450 mW的能量,且满足稳定性和安全性要求,实验证明了该方法的可行性。

采用能量检测的UWB应答式定位系统

提出一种呼叫应答式的传感器定位系统。利用超宽带(UWB)脉冲串来代替单个极窄脉冲,易于通过能量检测方式接收.采用呼叫应答式的定位算法和最小均方误差估计获取波达时间,提高了定位精度并且对多径干扰和非视距传播具有鲁棒性.同时利用平均时延扩展来修正波达时间,进一步提高系统定位精度.仿真结果表明,在IEEE802.15.4a给出的室内多径信道中,系统信噪比为-20 dB^30 dB时,定位误差小于60 cm.

离焦对激光通信接收视场的影响分析

为了降低自由空间激光通信中对准难度,本文提出了采用离焦的方法以增大接收视场角。以满足通信所需最低能量(-35 d Bm)为基准,理论推导了探测器接收能量、接收视场角(FOV)、离焦接收能量及离焦量之间的相互关系,并通过Matlab仿真,分析对比了离焦接收能量和离焦量对接收视场角的影响。结果显示,当离焦量为0.5 mm时,离焦接收能量从-20.9 d Bm提高到-4.1 d Bm,接收视场角能增大0.27 mrad;当离焦接收能量为-4.1 d Bm时,离焦量从0.2 mm扩大到1.0 mm,视场角能增大1.75 mrad。通过对比表明,提高离焦接收能量以及扩大离焦量都可以增加接收视场角,且扩大离焦量的效果相对比较明显,这对后续离焦系统的设计提供了理论指导依据。

一种基于能量差的传感网定位方法

无线传感网的一个重要应用是目标定位。针对巷道、铁路和煤矿井下等特殊的直线场景,提出一种基于能量差的一维定位方法,利用两两参考节点间的接收信号能量差信息和一维特殊环境下参考节点与目标节点间的几何约束关系来对目标节点进行定位估计,并对定位误差进行了分析说明。该方法简化了信号能量衰减模型,提高了定位性能。仿真分析结果和测试试验验证了该方法的有效性。

RGB POV在点阵旋转屏中的应用及其电源解决方案

为了研究并优化RGB发光二极管旋转显示屏及其电源解决方案,在系统仿真研究的基础上,设计并改善了无线能量传送电路、无线能量接收电路以及低电压单片机控制系统,在Keil-汇编语言环境下编写了单片机控制程序,制作出PCB电路板并进行了软硬件调试。实验结果表明:所设计的RGB发光二极管旋转显示屏具有良好实用性,其无线能量传送的供电方案完美解决了电源问题,为产品化提供了有力支持。

无线供电模式在卫星供配电上的应用前景

卫星电源分系统通常分为供电子系统和配电子系统,两部分联系紧密同时分工又不同。根据目前阶段电能无线传输的研发进展,结合立方星供配电体制,提出了在卫星电源分系统应用无线传输技术的初步分析,包括在供电子系统采用无线接收外部电能,在配电子系统应用无线电能传输技术。

基于MSP430的无线充电器系统设计

本设计是基于手机锂电池来研究无线电能传输的,采用电磁感应方式进行电能传输。首先,对系统电能传输方式和锂电池充电的工作原理进行分析,其次对系统的硬件和软件进行分析。在理论分析的基础上,借助工具对无线充电系统进行调试,采取数学数据分析方法对设计系统进行验证,分析出系统传输电能的最大距离、最优效率、最大功率,最终设计出多功能无线充电平台。

无线供电模式在微小卫星供配电上的应用前景

针对微小卫星供配电体制,对两种无线供电模式,即卫星进行空间太阳能电站微波能量接收增加整星电能和卫星采用内部无线供电提供灵活结构、平台减重的可行性方案,进行适应性分析。

经络的实质

经络的实质孟昭华（吉林省吉林市人大常委会）经络学说是世界医学史上的一个千古之谜，历代医学家经不断的探讨和研究，把它论证为：“经络是人体运行气血的通路，内联脏腑、外络支节、沟通内外，贯穿上下、将人体各部分联结成为一个有机的整体。”近代医学工作者经各方面...

超宽带室内定位算法

为了解决室内密集多径环境下人员定位精度差这一问题,设计并实现了一种基于脉冲超宽带与能量检测接收机的信号到达时间估计算法。根据在IEEE802.12.4a标准室内家居环境下得到的超宽带信号,深入分析了信号的偏度、翘度与均方差特性。根据信号特性与信噪比之间的关系,算法能够实现高精度的信号传播时间估计。该算法充分考虑了积分周期与信号传播环境如视距与非视距对信号传播时间造成的影响。通过实验分析对比,该算法对信号传播时间估计具有更好的鲁棒性,目标运动速度和形变具有很好的鲁棒性,能够提供更高的精度。相较于阈值估计算法,该算法在低信噪比环境下最优能够提高10 ns的估计精度。