用于高吸收效率电磁能量收集的空气隙型超表面设计开题报告

1. 研究目的与意义

目前，利用无线电频率(rf)电磁波的无线电力传输(wpt)概念是目前学术界和工业界关注的热点。

太阳能卫星发电系统、高空平台、电动汽车或无人机(uav)远程加油，以及向无法到达的地区输送能源只是远程wpt的少数可能应用，推动了这一课题的研究。

wpt系统主要由直流电源、dc-to-rf功率转换级、发射天线、配备rf采集面(或接收天线)的采集装置(也称整流天线)和一个或多个rf-to-dc整流器组成。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：1.本次课题需要充分学习并且熟练掌握建模软件 hfss，对于hfss的建模流程还有参数设置，以及边界和激励的选择要进行思考和分析。

2.课题的关键在于设计一种基于双层结构的低成本超表面，这种结构由一种薄且低损耗的介质材料和一个气隙组成，可以利用气隙厚度作为一种新的自由度设计单元，以气隙厚度作为变量，实现单层和双层结构的互换。

3.能量收集效率是判断一个结构性能好坏的关键指标之一。

3. 国内外研究现状（文献综述）

利用无线射频(rf)电磁波的无线电力传输(wpt)概念是如今学术界和工业界关注的热点。

太阳能卫星发电系统、高空平台、电动汽车或无人机(uav)远程加油，以及向无法到达的地区输送能源[1-3]，却只有远程wpt的少数可能应用，因此推动了这个课题的研究。

wpt系统主要由直流电源、dc-to-rf功率转换级、发射天线、配备rf采集面(或接收天线)的采集装置(也称整流天线)和一个或多个rf-to-dc整流器[4]组成。

4. 研究方案

本文所考虑的超表面单元结构称为电lc，周期循环结构能够捕捉面向巧撞击电场,并且它可以定性描述的等效电路由一个中央电容器(由中心金属条间隙和单元结构间隙决定)与回路电感并联连接。

由模拟的表面电流可以推导出，单元结构上的感应电流通过一个通孔通过介质层和气隙，并连接到一个阻性负载。

阻性负载可取预定值，也可优化以达到最佳效率;在本案例中，取100 Ω，用来简化能源收集网络的实现。

5. 工作计划

2022-2022-1学期：第15-16周：对于课题进行初步的学习，完成课题的各项审题。

第17周：翻阅软件安装教程，完成仿真软件hsff的下载与安装。

翻译外文文献，为开题报告做准备。