Wireless Power Transfer via Radiowaves

Wireless Power Transfer via Radiowaves pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

☆☆☆☆☆
出版者:Wiley-ISTE
作者:Naoki Shinohara
出品人:
页数:256
译者:
出版时间:2014-2-3
价格:USD 105.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9781848216051
丛书系列:
图书标签:
  • 电子技术
  • 无线能量
  • 供电
  • 无线电力传输
  • 射频能量收集
  • 无线充电
  • 微波能量传输
  • 能量收集
  • 无线通信
  • 电磁场
  • 射频工程
  • 能源技术
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具体描述

射频能量捕获与管理:从理论到应用 本书深入探讨了射频(RF)能量捕获(Energy Harvesting)这一前沿技术领域,旨在为读者提供一套从基础物理原理到实际系统设计的全面视角。本书的焦点在于如何有效地从环境中无处不在的无线电波中提取能量,并将其转化为可用的电能,以支持低功耗电子设备的长久运行。 第一部分:射频能量基础与环境评估 本书的开篇部分为射频能量捕获奠定了坚实的理论基础,并指导读者如何评估实际应用场景中的能量可用性。 第一章:电磁波与能量传输基础 本章首先回顾了麦克斯韦方程组在射频波传播中的应用,详细阐述了平面波近似、球面波传播以及自由空间损耗模型(Friis 传输公式)。重点分析了功率密度、波阻抗匹配对能量传输效率的影响。此外,还介绍了不同频段(如 ISM 频段、蜂窝通信频段)电磁波的特性及其在城市和室内环境中的衰减机制。章节末尾讨论了能量的量子化视角,为后续的能量转换效率分析做铺垫。 第二章:射频环境普查与频谱分析 在设计任何射频能量捕获系统之前,准确测量和理解目标环境的可用射频功率至关重要。本章详细介绍了射频频谱测量的方法和仪器,包括使用频谱分析仪和功率计进行宽带和窄带功率密度评估的技术。探讨了室内(如办公室、医院)和室外(如城市街道、工业区)常见干扰源和主要功率贡献者(如 Wi-Fi、蓝牙、DTV 广播塔、蜂窝基站)。引入了“能量地图”的概念,解释了如何通过空间采样和插值技术创建高精度的环境射频能量分布图,从而指导天线和捕获电路的部署位置。 第三章:多径效应与极化对捕获的影响 现实环境中的射频信号往往经历复杂的反射、衍射和散射,形成严重的多径效应。本章深入分析了多径信道建模,特别是瑞利和莱斯衰落模型在能量评估中的应用。详细讨论了电磁波极化特性对接收天线性能的影响。介绍了圆极化和线极化天线在不同环境下的适用性,以及如何通过多天线或分集接收技术来缓解极化失配造成的功率损失。 --- 第二部分:核心转换元件——整流天线(Rectenna)设计 整流天线是射频能量捕获系统的核心组件,它集成了天线接收和整流转换功能。本部分聚焦于高效、宽带整流天线的优化设计。 第四章:天线选型与匹配网络设计 本章着重于选择适合特定频率和功率水平的天线结构。详细比较了偶极子天线、微带贴片天线、缝隙天线和螺旋天线在增益、带宽和尺寸方面的权衡。随后,深入讲解了阻抗匹配网络的设计原理,特别是史密斯圆图在最大功率传输中的应用。讨论了如何设计匹配网络以适应整流器件的非线性输入阻抗,从而在宽输入功率范围内维持较高的能量传输效率。 第五章:肖特基二极管与整流电路 整流电路是实现射频到直流转换的关键。本章详细分析了用于射频能量捕获的主流器件——肖特基势垒二极管(SBD)的特性,包括其截止电压、串联电阻和寄生电容。介绍了单二极管、倍增电路(Voltage Doubler)和多级倍压器(Cockcroft-Walton Multiplier)的设计和优化,以提高低输入功率下的转换效率。此外,还探讨了新兴的 GaN 和 SiC 器件在更高频率和更高功率密度捕获中的潜力。 第六章:宽带与多频段整流天线技术 单一频率的整流天线在频谱资源日益复杂的环境中应用受限。本章聚焦于实现宽带或多频段能量捕获的技术。详细介绍了采用多谐振单元、阻抗共轭匹配技术(如 LC 谐振网络优化)来实现宽带响应的方法。针对多频段捕获,阐述了使用频率选择性表面(FSS)或集成多个独立谐振单元的阵列设计策略,以同时捕获 Wi-Fi (2.4/5.8 GHz) 和蜂窝信号。 --- 第三部分:功率管理与系统集成 捕获到的微弱直流电需要经过精细的管理和存储,才能为实际负载提供可靠的电源。 第七章:低压差(LDO)与升压转换器优化 射频能量捕获通常产生极低的电压和电流。本章侧重于超低功耗直流-直流(DC-DC)转换电路的设计。详细分析了基于开关模式的升压转换器(Boost Converter)在极低输入电压(如 100 mV 以下)下的启动机制和效率瓶颈。讨论了使用自举电路或能量缓冲技术以保证转换器在微弱输入条件下稳定工作的策略。同时,介绍了新型的低压差线性稳压器(LDO),它们在极低静态电流下的性能优化。 第八章:储能技术与系统寿命管理 能量捕获的间歇性和不稳定性要求高效的储能方案。本章比较了超级电容器(Supercapacitors)和薄膜电池(Thin-Film Batteries)在能量密度、功率密度和循环寿命方面的优劣。重点介绍了基于最大功率点跟踪(MPPT)的充电控制策略,确保在输入功率变化时,储能元件能够以最高效率接收电能。此外,还探讨了系统级的能耗预算管理,指导设计人员确定捕获的能量是否足以支持目标负载(如传感器、微控制器)的周期性唤醒和数据传输。 第九章:实际应用案例与系统部署 本章将理论和设计知识应用于具体的物联网(IoT)和无线传感器网络(WSN)场景。通过详细的案例研究,展示了如何为一个远程环境监测节点或智能医疗植入设备设计一个完整的、无需电池的供电系统。案例涵盖了从现场功率测量、器件选型、电路仿真验证到最终原型搭建和长期户外测试的全过程。分析了系统在不同负载变化下的瞬态响应和长期可靠性。 第十章:未来趋势与挑战 展望未来,本章探讨了射频能量捕获技术面临的关键挑战,包括如何提高捕获效率(尤其是在极低输入功率下)、如何应对不断变化的频谱环境,以及如何实现大规模、低成本的集成制造。讨论了基于人工智能(AI)的动态频率选择和智能阻抗匹配技术在下一代高效捕获系统中的应用前景。 --- 本书的目标读者包括: 电气工程、微电子学和通信工程领域的研究人员、研究生,以及致力于开发自供电无线设备的系统集成工程师和技术爱好者。本书力求在深度和广度上达到平衡,不仅提供详尽的数学推导和电路分析,更注重工程实践中的设计权衡与优化。通过深入研究本书内容,读者将能够掌握设计、构建和部署高效射频能量捕获系统的核心能力。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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当我翻开《Wireless Power Transfer via Radiowaves》这本书时,我心中充满了对无线能量传输领域前沿技术的期待。作为一名对新兴科技有着浓厚兴趣的读者,我一直关注着那些能够颠覆我们现有生活方式的技术。《Wireless Power Transfer via Radiowaves》这个书名本身就散发着一种未来感,它预示着摆脱线缆束缚的自由,以及电力传输方式的革命性变革。我设想书中会深入探讨利用射频波进行能量传输的原理,包括电磁场的产生、能量的聚焦与定向、以及接收端的能量捕获和转换机制。我期待能够看到对不同频段下射频能量传输的优缺点进行详尽的分析,比如低频传输的穿透性和高频传输的效率差异,以及它们在不同应用场景下的适用性。同时,我也对书中可能涉及到的安全性问题感到好奇,毕竟能量传输的安全性是任何一项新技术普及的关键。书中是否会讨论电磁辐射对人体健康的影响,以及如何通过技术手段来规避这些风险?我希望书中能够提供一些可靠的研究数据和行业标准,让读者对这项技术有一个更全面、更审慎的认识。此外,我非常想了解这本书在理论深度和实践应用之间是如何平衡的。它是否会仅仅停留在理论层面,还是会提供一些实际的案例分析,甚至是一些DIY的指导?作为一名非专业人士,我希望这本书能够用相对易懂的语言解释复杂的科学原理,同时又不失其学术严谨性。这本书的排版和插图质量也会影响我的阅读体验,我希望清晰的图表和高质量的图片能够帮助我更好地理解抽象的概念。总而言之,《Wireless Power Transfer via Radiowaves》这本书在我看来,不仅仅是一本技术书籍,更是一扇通往未来生活方式的窗口,我迫不及待地想透过它,窥探那个更加便捷、无拘束的未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁而富有科技感,很容易吸引住像我这样对无线技术充满好奇心的读者。《Wireless Power Transfer via Radiowaves》这个书名直接点明了其核心内容,瞬间勾起了我对射频能量传输技术的浓厚兴趣。我一直对“空气充电”这种概念非常着迷,想象着有一天,我们的手机、电脑,甚至是家电,都能摆脱插座的束缚,自由地在房间里移动,这无疑会极大地提升生活的便利性。因此,我非常期待这本书能够深入浅出地介绍射频能量传输的原理,包括但不限于电磁波的产生、传播特性,以及能量如何从发射端有效地传递到接收端。我尤其关心的是,书中是否会详细阐述不同频率的射频波在能量传输上的差异?例如,低频段的能量穿透性是否更好,但效率较低?而高频段的效率是否更高,但传输距离受限?这些都是实际应用中需要考虑的关键因素。此外,书中对于能量转换效率的讨论也是我非常关注的重点。如何最大化能量的利用率,减少能量损耗,是实现这项技术商业化的重要挑战。我希望书中能够提供一些关于提高效率的算法、天线设计,以及电路优化等方面的深入分析。同时,我也非常好奇书中是否会涉及安全性方面的讨论。毕竟,在公共环境中进行大功率的无线能量传输,必须确保对人体健康和周边环境没有负面影响。书中对电磁辐射的防护措施、相关的国际标准以及潜在的健康风险评估,都是我期待了解的内容。这本书的编写风格也是我考量的因素之一,我希望它能够兼顾学术的严谨性和大众的可读性,用清晰的语言和生动的例子来解释复杂的概念,让非专业读者也能领略到这项技术的魅力。

评分☆☆☆☆☆

我一直对科技前沿领域充满探索欲,而“无线能量传输”无疑是其中最吸引我的方向之一,尤其是利用射频波这种更为灵活和广泛的技术。《Wireless Power Transfer via Radiowaves》这个书名,如同一把钥匙,为我打开了探索这个迷人领域的大门。我设想这本书不仅仅是理论的堆砌,更会是一场关于未来生活方式的深刻探讨。我迫切地想知道,书中是如何从最基础的物理原理出发,解释射频能量传输的核心机制的?例如,微波、毫米波等不同频段的电磁波在能量传输中的作用机制,以及它们各自的优势与劣势。我脑海中勾勒着书中可能出现的关于定向发射和能量聚焦的技术细节,比如如何设计高效的天线阵列,如何利用相控阵技术来精确引导能量束,从而在保证传输效率的同时,最大程度地减少能量的浪费和对非目标区域的影响。当然,能量捕获是另一大关键环节,我期待书中能够深入剖析各种能量收集器(rectenna)的设计原理,包括其材料选择、结构优化以及与接收设备的集成问题。效率,效率,效率!这是任何一项能量传输技术能否落地的核心指标。我希望书中能够提供详实的效率计算模型,并探讨影响效率的关键因素,例如距离、功率、环境干扰等,并提出相应的解决方案。此外,安全性也是我高度关注的方面。毕竟,射频能量传输涉及电磁辐射,如何确保传输过程对人体和环境无害,是至关重要的。书中是否会涵盖相关法规、安全标准,以及如何通过技术手段来限制辐射强度,确保使用者的安全?我期待这本书能够给我一个清晰、全面的解答,让我对这项技术充满信心。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《Wireless Power Transfer via Radiowaves》这本书时,我的脑海里立刻浮现出一种无拘无束的生活场景,这正是这项技术所承诺的未来。作为一名对创新科技有着高度敏感的读者,我对它寄予了厚望。我希望这本书不仅仅是介绍性的,更能够提供深度的技术解析。我期待能够了解射频能量传输的物理原理,包括电磁场理论在其中的应用,以及如何通过设计特定的发射和接收天线来实现高效的能量耦合。书中是否会深入探讨不同频段的射频波在能量传输中的优势和劣势?例如,微波和毫米波在定向传输和能量密度方面的表现,以及它们各自在实际应用中的局限性。能量聚焦和波束形成技术是实现远距离无线充电的关键,我希望书中能够提供关于这方面的详细技术细节,包括相控阵天线、波束扫描以及动态跟踪等技术。能量收集端的效率同样是决定这项技术能否大规模应用的关键因素,我非常期待书中能够介绍各种先进的能量收集器(rectenna)的设计思路,包括其结构、材料以及与电子设备的集成方案。安全性也是我非常关心的问题。无线能量传输是否会对人体健康造成影响?书中是否会提供相关的安全评估和防护措施?我希望能够获得科学、客观的分析,让我能够全面了解这项技术的潜力和风险。这本书的写作风格对我而言也非常重要,我希望它能够以一种既专业又不失趣味性的方式,将复杂的科学知识呈现出来,让我能够深入理解并为之着迷。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次看到《Wireless Power Transfer via Radiowaves》这本书时,我立刻被其内容所吸引。作为一名对未来科技趋势保持高度关注的读者,我认为无线能量传输是下一代通信和电力传输的重要发展方向。我期待这本书能够深入浅出地介绍射频能量传输的物理学原理,包括电磁波的产生、传播以及能量的有效传递机制。书中是否会详细阐述微波、毫米波等不同频段的射频波在能量传输中的应用,以及它们各自的优缺点?我尤其关心的是定向能量传输技术,如何通过精确控制电磁波的传播方向,实现能量的高效和安全传输。这可能涉及到先进的天线设计、波束成形算法以及信号处理技术。我希望书中能够提供一些实际案例或者模拟数据,来佐证这些技术的有效性。能量收集技术也是我非常感兴趣的一个方面。接收端如何高效地捕获射频能量,并将其转化为可用的电能,是这项技术能否广泛应用的关键。我期待书中能够介绍各种类型的能量收集器(rectenna)的设计原理、材料选择以及性能优化策略。安全性问题是任何一项新兴技术都必须面对的挑战,尤其是涉及到能量传输。书中是否会讨论射频能量传输的电磁辐射安全标准、人体健康影响以及相应的防护措施?我希望能够从中获得权威、科学的解答,让我对这项技术有一个全面、客观的认知。这本书的写作风格对我而言也十分重要,我希望它能够语言生动,深入浅出,同时又不失学术的严谨性,让我在阅读中获得知识和启迪。

评分☆☆☆☆☆

《Wireless Power Transfer via Radiowaves》这个书名,单单听起来就有一种令人耳目一新的科技感,它触及了我对未来生活方式的无限想象。作为一名热衷于探索新兴技术及其潜在影响的读者,我迫切地希望深入了解这项技术。我期待这本书能够全面地介绍射频能量传输的基本原理,包括电磁波如何被调制、发射、传播,以及如何在接收端被捕获和转化。书中对于不同频段射频波的特性对比,例如在穿透性、方向性以及能量密度方面的差异,是我非常感兴趣的内容。我设想书中会详细阐述能量聚焦和定向传输的技术,比如如何通过设计巧妙的天线阵列和信号处理算法,实现能量的高效传输,并且精确地引导能量射束。这其中必然涉及到复杂的电磁学理论和工程实践,我希望能够从中获得深刻的洞察。能量收集技术是实现无线充电的另一关键环节,我期待书中能够介绍各种高效的能量收集器(rectenna)的设计理念、材料选择和性能优化方法,以及如何将其集成到各种电子设备中。当然,任何一项新兴技术的推广都离不开对其安全性的充分评估,我特别关注书中是否会深入探讨射频能量传输对人体健康和环境可能产生的影响,以及相关的国际安全标准和防护措施。我希望书中能够提供权威、可靠的科学依据,让我对这项技术有一个全面的认识。这本书的语言风格和结构安排也对我至关重要,我期望它能够清晰易懂,逻辑严谨,能够引导我逐步深入理解这项前沿技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名——《Wireless Power Transfer via Radiowaves》——本身就勾勒出了一种突破束缚的未来图景,这深深地吸引了我。作为一个对科技发展及其潜在社会影响有着浓厚兴趣的读者,我一直在关注那些能够改变我们日常生活方式的技术。《Wireless Power Transfer via Radiowaves》似乎正是这样一项颠覆性的技术,它预示着一个摆脱插座和充电线的时代。我特别期待书中能够深入剖析利用射频波进行无线能量传输的物理基础,例如电磁波的产生、传播和衰减规律,以及不同频率(如微波、毫米波)下的能量传输特性。我设想书中会对能量聚焦和定向传输的技术进行详细阐述,探讨如何通过先进的天线技术和波束成形算法,实现远距离、高效率的能量输送。这其中可能涉及到复杂的电磁场理论和数学建模,我希望书中能够以一种既严谨又易于理解的方式呈现。能量收集技术也是我非常关注的一点。接收端如何有效地捕获和转换射频能量,直接关系到整个系统的实用性。我期待书中能够介绍各种高效的能量收集器(rectenna)的设计理念、材料选择和性能优化方法。此外,安全性问题绝对是这项技术普及的关键。书中是否会讨论电磁辐射的安全标准、人体健康影响以及相应的防护措施?我希望能够从中获得权威的、基于科学研究的解答。这本书的写作风格也对我来说很重要,我希望它能以一种引人入胜的方式,将复杂的技术概念娓娓道来,既能满足我对专业知识的渴求,又不至于让我望而却步。

评分☆☆☆☆☆

《Wireless Power Transfer via Radiowaves》这个书名,立刻勾起了我对未来科技景象的无限遐想,它预示着一个摆脱束缚、更加便捷的时代。《Wireless Power Transfer via Radiowaves》这本图书,仿佛是一扇窗户,让我得以窥探那些能够深刻改变我们生活方式的尖端技术。我非常期待书中能够深入剖析射频能量传输的核心科学原理,包括电磁场理论的应用,以及如何设计高效的发射和接收系统。书中是否会详尽地探讨不同频率的射频波在能量传输中的作用,例如微波和毫米波的特性、优势以及它们各自适合的应用场景?我对于能量聚焦和定向传输的技术尤为感兴趣,设想书中会介绍如何利用先进的天线技术,如相控阵列,来实现能量束的精确控制,从而在保证传输效率的同时,最大限度地减少能量的浪费。能量收集是另一项关键技术,我希望书中能够深入介绍各种能量收集器(rectenna)的设计理念、材料选择和性能优化方法,以及它们如何与各种电子设备实现无缝集成。安全性问题,毫无疑问是这项技术普及过程中绕不开的议题,我迫切地希望书中能够提供关于电磁辐射安全标准、人体健康影响以及相应的防护措施的权威信息。我期待这本书能够以一种引人入胜的方式,将复杂的科学概念娓娓道来,既能满足我对专业知识的渴求,又不至于让我感到枯燥乏味。

评分☆☆☆☆☆

“无线能量传输”这个概念,尤其是通过“射频波”这一媒介,总是能激起我无限的遐想。《Wireless Power Transfer via Radiowaves》这本图书,从书名上看,就已经牢牢抓住了我的注意力。我渴望了解这项技术如何从科学理论走向实际应用,它将如何改变我们现有的生活模式。我期待书中能够详细阐述射频能量传输的理论基础,包括麦克斯韦方程组在其中的应用,以及电磁波如何承载能量进行传播。书中是否会深入探讨不同频段射频波的特性,例如其穿透能力、频率衰减以及在不同环境下的传播损耗?我希望能够了解到关于定向传输的先进技术,例如如何利用微波或毫米波聚焦技术,实现能量的精确指向和高效传输。这背后无疑涉及复杂的工程设计和算法优化,我希望能从中获得深刻的见解。能量收集端的设计也是我非常感兴趣的部分。我希望书中能够介绍各种高效的能量收集器(rectenna)的设计原理,包括其天线结构、整流电路以及与移动设备的集成方式。当然,安全性是任何一项新兴技术都需要面对的严峻挑战,对于无线能量传输而言更是如此。书中是否会讨论电磁辐射的安全阈值、相关的国际标准,以及如何通过技术手段来确保传输过程对人体和环境的无害性?我希望能够获得权威、可靠的信息,打消我的疑虑。这本书的语言风格和结构安排也将直接影响我的阅读体验,我希望它能逻辑清晰,由浅入深,同时又不失学术的严谨性,让我能够真正理解并欣赏这项技术的精妙之处。

评分☆☆☆☆☆

当我第一眼看到《Wireless Power Transfer via Radiowaves》这本书时,我的好奇心就被瞬间点燃了。这不仅仅是因为“无线能量传输”本身所蕴含的未来感,更是因为“射频波”这种媒介所带来的可能性。《Wireless Power Transfer via Radiowaves》这本书,在我看来,是通往一个更加自由、便捷生活方式的一条关键路径。我殷切地希望书中能够深入地揭示射频能量传输的底层科学原理,从麦克斯韦方程组到电磁波的产生和传播,再到能量的捕获和转换。我尤其希望书中能够详细对比不同频段的射频波在能量传输方面的优劣,例如,低频段的穿透性是否更好,而高频段的效率是否更高?书中对定向能量传输技术的介绍,比如如何通过波束成形和聚焦技术,实现能量的高效、安全传输,也是我期待的重点。这背后必然涉及到复杂的工程设计和数学模型,我希望能从中获得深刻的启发。能量收集端的效率,无疑是决定这项技术是否能够商业化的关键,我期待书中能够介绍各种先进的能量收集器(rectenna)的设计理念、材料选择和性能优化策略,以及如何将其集成到各种电子设备中,实现真正的“无线充电”。安全性是任何一项新兴技术都需要审慎对待的问题,我非常关心书中是否会详细阐述射频能量传输的电磁辐射安全标准、人体健康影响以及相应的防护措施。我希望能够从书中获得科学、权威的解答,让我对这项技术充满信心。这本书的写作风格也将极大地影响我的阅读体验,我希望它能够用清晰、生动的语言,将复杂的科学知识呈现出来,让我能够深入理解并享受探索的过程。

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Good guide but no time to practice and verify...

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