无线电能传输精选(九篇)

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第1篇：无线电能传输范文

关键词 无线电能传输 能量传输 感应电能

中图分类号：TM472 文献标识码：A

1无线电能传输的概念及优势

无线电能传输（Wirelss Power Transmission――WPT）是指借助于一种特殊的设备将电源的电能转变为电磁场或电磁波等无线传播的能量，在接收端又将无线能量转变回电能进行传递的一种技术。无线输电分为：电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。电磁感应可用于低功率、近距离传输；电磁共振适于中等功率、中等距离传输；电磁辐射则可用于大功率、远距离传输。

传统的直接接触式电能传输存在例如产生接触火花，影响供电的安全性和可靠性，甚至引起爆炸，造成重大事故等弊端。同时，近年来，一些便携式电器如笔记本电脑、手机、音乐播放器等移动设备都需要电池和充电。电源电线频繁地拔插，既不安全，也容易磨损，并且错综复杂的电线既限制了设备移动的灵活性，又影响了环境的美观。一些充电器、电线、插座标准也并不完全统一，这样既造成了浪费，也形成了对环境的污染。无线电能传输技术有效克服了传统导体物理接触传输方式带来的磨损、火花、不灵活等一系列缺点和不足，目前得到了广泛关注和研究。

同时随着能源问题的突出，怎样能最好地利用现有的能源，已经越来越多地引起人们的重视和关注，无线电能传输技术作为新型的电能传输技术，是实现能源高效利用的重要途径之一。

2无线电能传输技术分类

到目前为止，根据电能传输原理，无线电能传输可以分为以下三类：（1）电磁感应式，通过一个线圈给另外一个线圈供电，虽然具有传输效率高的优点，但传输距离被限制在厘米级范围内，效率受位置偏差的影响较大，还存在当异物进入时会发热和高频波泄露等问题。这种非接触式充电技术在许多便携式终端里应用日益广泛。（2）谐振耦合式，发射和接收装置通过磁场或电场建立的传输通道相互耦合，在谐振频率下传输效率达到最大，适合用于中等距离的无线电能传输；谐振技术在电子领域应用广泛，但是，在供电技术中应用的不是电磁波或者电流，而只是利用电场或者磁场。（3）以微波的形式，通过发射和接收天线进行能量的传输，虽然具有传输距离远的优点，但不能跨越障碍物，且传输效率极低，它直接应用了电磁波能量可以通过天线发送和接收的原理。

这三种无线电能传输方式中，电磁谐振耦合无线电脑传输的传输距离适中，传输效率很高，很好地解决了传输效率和传输距离不可兼得的矛盾。

3无线电能传输技术原理

3.1基于变压器的疏松耦合非接触式的无线电力传输

非接触电能传输系统利用疏松感应耦合系统和电力电子技术相结合的方法，实现了电能的无物理连接传输。它将系统的变压器紧密型耦合磁路分开，初、次级绕组分别绕在具有不同磁性的结构上，实现在电源和负载单元之间进行能量传递而不需物理连接。其一次侧、二次侧之间通过电磁感应实现电能传输，因气隙导致的耦合系数的降低由提高一次侧输入电源的频率加以补偿。

3.2基于电磁辐射的无线电力传输

对无线电能传输来说，能量传递的效率是最重要的。因此，方向性强、能量集中的激光与具有类似性质的微波束是值得考虑的选择。但激光光束在空间传输易受到空气和尘埃的散射，非线性效应明显，且输出功率小，因此微波输能成为首选。微波输能，就是将微波聚焦后定向发射出去，在接收端通过整流天线把接收到的微波能量转化为直流电能。

3.3基于强耦合磁谐振实现的无线电力传输

辐射性传输，虽然完全适合于传输信息，但是将其应用于电能传输却会引起很多的困难：如果辐射是全方向性的，则电能传输效率会十分的低；如果是定向辐射，也要求具有不间断可视的方位和十分复杂的追踪仪器设备，而磁谐振却没有这么复杂。

强耦合磁谐振下的电能传输效率。在耦合谐振系统（如声音、电磁、磁、核等）里，经常会产生“强耦合”运行状态。如果处于给定系统中的这种状态，谐振体之间的能量交换则可期望达到很高的效率。如果不考虑周围空间的结构，并且在干涉损耗和散失在周围环境中的损耗很低时，中等距离的能量传输用这种方法可以在接近全方向的状态下实现并达到很高的效率。

4总结

我国东西部经济发展的差距日益扩大，资源分布不平衡的矛盾日益突出。一些边远山区、牧区、高原、海岛，人口稀少，居住分散，交通不便，经济落后，那里缺乏常规能源，又远离大电网，严重影响当地经济发展。这种情况下，利用微波输能技术，可以解决电网的死角。输电工程最关心的是效率和经济性。无线电能传输的效率取决于微波源的效率、发射/接收天线的效率和微波整流器的效率。其经济性如何，依赖于所用频段的微波元器件的价格与有线输电系统所用器材价格的比较，也与具体的输电网络的参数有关系。

除了关心经济和效率以外，还要对大功率微波对环境和身体健康可能造成的影响进行研究，需保证如下方面：（1）传输微波能流密度不能对电离层产生明显扰动；（2）必须保证不干扰日常通信；（3）地面整流接收站不能对飞机等交通工具及周围的生物体（如鸟类、居民等）产生不良作用。

参考文献

第2篇：无线电能传输范文

关键词：太阳能；无线电能传输；制冷装置

1 概述

随着社会经济的发展，能源危机的不断加剧以及人们对环境的关注，开发和利用新能源已成为当代社会的一大主题[1]。太阳能作为一种绿色环保的可再生能源，其应用领域日趋广泛。在汽车行业，由于当今社会对汽车尾气排放和能源利用效率低等问题的关注，清洁、环保和节能的新能源汽车已成为汽车工业发展的热点。随着技术的发展，太阳能在汽车行业的使用也越来越广泛。但是，就现有的技术而言，将太阳能作为汽车的全部动力源并不实际。因此，在考虑实际行车需求的情况下，将太阳能作为汽车空调系统的能量来源具有一定的可行性。

在夏季，为了保证安全，车主在停车后，一般关闭所有发电系统，停止车载制冷装置能量供给。这会造成停放于室外的汽车由于烈日的暴晒而使得车内温度升高，车内温度过高会令车主感到闷热难耐，降低车主用车舒适度。因此，针对在熄火停车后利用太阳能电池板发电为车载制冷设备供电具有较大意义，但是由于太阳能电池板置于车外，为了实现与车内制冷设备的电气连接，采用传统有线连接将不可避免地需要对车身打孔，损坏车体完整度，影响车体美观性。

近些年来，无线电能传能技术得到了迅速发展，其在交通运输、消费电子设备及医疗电子设备等相关领域得到了广泛应用[2]。该技术不依赖于有线的传输媒介，是一项具有划时代意义的技术。本文提出了一种基于无线电能传输的车载太阳能制冷装置，该装置利用太阳能作为车载制冷设备的能量来源，同时采用了无线电能传输技术实现能量传输，有效利用了清洁环保的太阳能，且避免了对车身进行打孔布线，可以保证车身的完整性。

2 总体方案设计

本文设计了一种基于无线电能传输的车载太阳能制冷装置，其组成结构如图1所示。安装于汽车顶部的柔性太阳能电池板将太阳能转化为直流电后在车外微处理器的控制下经过逆变设备逆变成高频交流电；高频交流电在发射能量的原边线圈产生高频交变磁场；交变磁场在安装于车内的拾取能量的副边线圈感应出同频交流电压，实现电能的无线传输。同时，车内整流设备将该高频交流电压整流为直流。无线通信装置接收控制命令，在车内微处理器和车外微处理器的控制下，整流设备变换后的直流电经过DC-DC变换器稳定地向车载制冷设备供电或向储能设备充电。

3 硬件设计

3.1 太阳能电池

常规太阳能电池板一般是两层玻璃中间填充EVA材料和电池片的结构，组件重量较重且不可弯曲，不仅不方便安装于汽车顶部，还会增加系统总重和增大汽车高速行驶时的风阻。故本装置选用半柔性单晶硅光伏板，其柔性的特点可使太阳能电池板紧紧贴合在车顶，减少安装流程，同时减小汽车行驶阻力。

3.2 无线电能传输模块

将无线电能传输技术应用于该车载太阳能制冷装置上，是本设计的创新点所在。根据能量传输过程中继能量形式的不同，无线电能传输可分为：磁场耦合式、电场耦合式、电磁辐射式和C械波耦合式[3]。本设计采用磁场耦合式，其电路拓扑如图2所示。逆变设备将太阳能电池板转化的直流电逆变成高频交流电加载到发射线圈，原边线圈在电源激励下产生高频磁场，副边线圈在此高频磁场作用下感应出同频交流电压，实现了无线电能传输。

3.3 整流和DC-DC变换电路

考虑到本次设计的车载制冷设备为直流供电制式，故需要将副边线圈感应的高频交流电整流为直流电，本装置采用二极管进行整流；同时为了实现对储能设备的恒压或者恒流充电以及对车载制冷设备的稳定供电，加装了DC-DC变换器[4-5]，并选取BUCK电路作为DC-DC变换电路。通过改变开关管V1驱动信号的占空比即可改变BUCK电路输出的电压，微处理器实时采集输出电压值与设定值比较，通过闭环控制改变占空比实现输出恒定。整流和DC-DC变换电路原理如图3所示。

4 系统功能分析

为了充分利用太阳能，实现能量高效利用，本装置对能量进行管理。设有三种模式：①太阳能电池板转化的直流电能通过DC-DC变换器向储能设备充电；②太阳能电池板转化的直流电能通过DC-DC变换器向车载制冷设备供电；③储能设备向车载制冷设备供电。如图4所示。

当光照充足，车主可选择系统工作在①或②模式；若光照不足，可以使用储能设备向车载制冷设备供电，即模式③。三种工作模式可以通过能量管理系统实现自动切换，具有较好的用户体验。为了更方便车主远程控制装置，装置设有无线通信模块，车主可以通过手机向无线通信模块发送控制命令，使系统工作或者关闭。同时，该装置设有液晶屏显示模块，可以让车主方便了解时间、车内温度、储能设备剩余电量情况及工作状态等信息，从而进行合理调控。

5 结束语

本文设计了一种基于无线电能传输的车载太阳能制冷装置，创造性地将无线传能技术应用于该系统，避免对车体打孔布线，保证车身整体性。车主可通过手机向车内无线通信设备发送命令，利用太阳能或储能设备继续为车载制冷设备进行供电，避免了怠速停车时启用空调对车体机能的损伤，实现在烈日停车下车内依旧能够保持舒适的温度，具有较好的用户体验。同时，该装置采用车内能量管理系统，能够最大程度地利用太阳能，减少燃油消耗，起到节能环保的作用。

参考文献

[1]闫云飞，张智恩，张力，等.太阳能利用技术及其应用[J].太阳能学报，2012，33（增刊）：47-56.

[2]范兴明，莫小勇，张鑫.无线电能传输技术的研究现状与应用[J].中国电机工程学报，2015，35（10）：2584-2600.

[3]黄学良，谭林林，陈中，等.无线电能传输技术研究与应用综述[J].电工技术学报，2013，28（10）：1-11.

[4]钟长艺.电动车车载光伏发电系统的研究与设计[D].广州：华南理工大学，2011.

第3篇：无线电能传输范文

关键词： 电能质量监测； 无线传感网络； 射频电路； 天线； RF性能

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）15?0023?04

Power quality monitoring system based on wireless transmission

TANG Zhi?hui， LONG Yun?cong， LI Hong?chao

（Department of Computer and Information Science， City College of Dongguan University of Technology， Dongguan 523106， China）

Abstract： According to the actual situation of Hi?Tech Industrial Park of Dongguan， a power quality real?time monitoring system based on wireless sensor network is proposed. The structure of ARM plus DSP is used in the system to sample， analyze and process the electric signal on site. The high reliable ZigBee CC2530 module is used to realize the wireless communication between DSP and ARM， and complete the data transmission. The design of radio frequency circuit and the antenna is introduced emphatically. Electromagnetic compatibility and interference protection measure are analyzed. The RF performances of the circuit were tested with SmartRF Studio 7. The test results show that the system can satisfy the requirements of the real?time power quality monitoring of the precision instruments and equipments in automation production lines in the industrial park.

Keywords： power quality monitoring； wireless sensor network； radio frequency circuit； antenna； RF performance0 引 言

具有“世界工厂”称号的东莞，在新的经济形势下，工业自动化水平不断提高，工业园内对电源敏感的高科技电力设备越来越多，电能质量的实时监测是提高生产效率、节能减排、安全生产的关键，本文针对东莞高科技产业园对电能质量的要求，提出了一种基于ZigBee无线传感网络的电能质量实时监测系统。该系统不仅具有强大的测量和通信功能，而且具有组网方便、动态拓扑、低成本、大容量、高可靠性的特点[1]，能很好地满足高科技工业园电能质量实时监测的实际需要。

1 系统概述

系统结构如图1所示，由数据采集节点，ARM9 S3C2440控制模块（汇聚节点）、本地上位机、远程监测管理中心组成，数据采集节点分布在每个需要监测的电源点，比如：每台精密加工设备，每台变频调速驱动器，自动化生产线等；S3C2440模块（汇聚节点）分布在离数据采集节点约40 m距离的范围内，本地上位机分布在各厂监控室，远程监测管理中心放置在工业园电力管理中心，各部分的功能如下：

（1） 数据采集节点：由电压、电流互感器、信号调理电路、频率同步电路、A/D、DSP及ZigBee模块组成，电压、电流互感器将从电网上得到的电压、电流信号转换成适合A/D 转换的交流小信号，经滤波后输入到A/D转换器， DSP读取A/D 转换结果并进行相关电能质量参数运算和分析，分析结果通过CC2530无线通信模块传送至ARM 控制中心，频率同步电路的作用是减小非同步采样造成的FFT算法中的栅栏效应。

（2） S3C2440模块（汇聚节点）：由ARM9 S3C2440、SDRAM、ZigBee模块、以及看门狗、时钟等电路组成。S3C2440模块是系统下位机的管理控制中心，负责数据采集节点和本地上位机之间的通信与数据交换，ZigBee模块作为协调器，负责通信链路及路由的建立以及数据包协议转换等。

（3） 本地上位机：本地使用PC作为上位机，完成数据收集、数据分析、结果显示及存储等功能。

（4） 远程监测管理中心：远程用户通过互联网接入本地上位机的服务器平台，通过“终端?服务器”的形式完成对本地上位机的操作，从而实现数据和信息的共享。

2 无线收发器

在常用的无线传感协议中，ZigBee以其覆盖范围宽、容量大、组网简单、网络可自由扩展、联网耗时低、安全、低功耗、低成本等优势受到更多的关注，本系统选用CC2530 ZigBee模块作为无线收发器，CC2530是TI在 2009年推出的，在CC2430的基础上根据CC2430实际应用的一些问题做了一些改进，存储容量最大支持到256 KB，可编程的输出功率高达4.5 dBm，具有极高的接收灵敏度和抗干扰性能，通信距离最远可以达到[2]400 m，对于中小型工厂，不用外加功放来扩展距离，只需要一个汇聚节点即可满足全厂范围内的电能质量监测，强大的5通道DMA控制器使硬件外设能实现数据的高效传输，从而满足系统实时监测的需求。

CC2530电路原理如图2所示，CC2530与S3C2440通过UART0连接，与DSP通过串口连接。电路中的[C251，][C261，][L1]共同作用为CC2530的内部PA和LNA提供直流偏置， [C252，][L261]和[C262，][L252]分别是LC巴伦电路的低通滤波电路和高通滤波电路，它们负责差分信号和单端信号之间的转换和阻抗匹配，[L2，][C1，][L3]是pi型滤波电路。

2.1 射频电路及天线设计

为了提高射频模块的兼容性和抗干扰性，同时方便调试，本设计将数据采集、分析及处理模块与射频收发模块分别设计成2个不同的PCB。CC2530芯片及其电路、电源以及接口电路集成在长度36 mm、宽度25 mm的印制电路板上。

PCB板设计采用双层板，为了避免两层接地层沿铜皮走线产生电位差，在上下两层的开放区和芯片底部添加过孔，使整个模块能够充分接地，使地面保持等电位。导通口距离计算公式如下：

[ξvia=cεr*fres] （1）

式中：c表示光的传输速率；[εr]表示板子的介电常数，本设计中为63.2 mil。

采用Cadence的Allegro PCB Design GXL软件进行手工布线，生成PCB版图。布线的时候要注意以下几个方面以提高其电磁兼容性[3]：

（1）在敏感信号周围用接地孔，或者用封闭的壳来进行屏蔽，减少干扰。

（2）在射频端口采用差分线路以提高抗干扰能力，布差分线的时候采用Cadence的约束管理器，使设计的PCB满足差分走线长度匹配规则。

（3）采用ADS的line_calc工具进行馈线设计实现阻抗匹配，避免反射信号。

（4）晶振下层不布线，走线尽量短，并远离其他敏感器件。

2.1.1 天线设计

设计采用印制倒F天线，选择相对介电常数为4.5，敷铜厚度是0.035 mm，厚度为1. 0 mm的FR?4板材， 倒F天线的结构如图3所示。天线的建模与仿真采用HFSS软件[4]， 参考TI公司提供的2.4G IFA的设计尺寸，以及文献[5]中关于倒F 天线的输入阻抗与天线尺寸之间的关系，通过分析计算，反复微调各个参数，在谐振频率约为2.45 GHz， 阻抗接近于50 Ω时，设计的天线参数见表1。

图3 倒F天线结构图

2.1.2 巴伦电路设计

CC2530的收发是通过差分端口 RF_P， RF_N来完成信息的收发的，因为CC2530射频端口是一个差分端口，而天线端是单端口，所以需要匹配电路进行端口转换并实现天线的50 Ω到差分端口的阻抗匹配，图2中的[L261，][C262，][L252，][C253]组成巴伦电路用以平衡转不平衡。巴伦电路的[L，][C]计算公式如下：

[ωL=2ZoutZin] （2）

[ωC=12ZoutZin] （3）

式中：[Zout]和[Zin]分别是芯片射频端口和天线端口需要匹配的阻抗值。根据TI的CC2530的芯片手册，系统在工作频率，射频端口的阻抗是[（69+j29）Ω，]倒F天线的特征阻抗是50 Ω，可以计算得到各元件参数值。

表1 倒F天线设计尺寸 mm

[参数＼&尺寸＼&参数＼&尺寸＼&参数＼&尺寸＼&参数＼&尺寸＼&H1＼&5.96＼&H6＼&1.24＼&L2＼&16.84＼&L7 ＼&3.35＼&H2 ＼&0.78＼&H7＼&0.81＼&L3＼&2.28＼&L8＼&0.45＼&H3＼&1.35＼&H8 ＼&1.80＼&L4＼&4.95＼&W1＼&1.21＼&H4＼&2.32＼&H9＼&0.61＼& L5 ＼&1.00＼& W2 ＼&0.46＼&H5＼&0.67＼&L1＼&26.42＼&L6＼&1.00＼&＼&＼&]

（1） 使用Agilent公司的ADS软件进行电路原理图仿真来验证巴伦电路的特性，设置扫描频率为2～3 GHz，仿真结果显示在2.45 GHz天线端口的回波损耗为-26 dB，如图4所示。天线端阻抗为[（50.407-j1.542）Ω]。

图4 天线端口的回波损耗

（2）采用TI公司的专用于评估和配置射频硬件的应用程序SmartRF Studio 7[6]进行CRC校验、RSSI及丢包测试，实验结果显示接收数据的CRC正确，RSSI值符合随发送功率线性增长的规律，丢包测试中，当射频模块通信的平均RSSI为-56 dBm，接收了156个数据的吋候丢包率为4.1%，说明通信质量可行。

（3）分模块进行实际测试，采用频谱分析仪对巴伦匹配电路的输出信号进行频谱分析，通过调节匹配电路的电感电容值大小，使巴伦匹配电路的输出端在2.45 GHz频率的信号峰值达到最大。天线测试时将50 Ω同轴线一端的内芯焊接到天线的馈电测试点，外层就近接地，另一端通过带SMA接头的校准线连接到安捷伦公司的E5071矢量分析仪进行测量，测试频率为2～3 GHz。实际测得在2.45 GHz天线端口的回波损耗为-22 dB。

2.2 通信软件设计

通信程序设计采用ZigBee2006协议栈为开发模板，通过在应用层添加自己的应用程序来实现。数据采集节点的程序流程如图5所示。

图5 发送数据程序流程图

3 结 论

本文提出的基于无线传感网络的大型工业园电能质量实时监测系统，利用ZigBee无线传输模块实现ARM 与DSP 之间的通信，省去了复杂的布线环节，节约了大量的精力和成本，在实际组网点对点通信测试中，无线传输模块的室外直线传播距离超过300 m，室内有障碍时传播距离超过40 m，最大传输时延小于80 ms，具有自组网功能。该系统可对电网谐波的有效值、功率及功率因数、谐波畸变率、谐波含有率、电压波动与闪变、三相不平衡度等多种电能质量参数进行测量。系统具有低成本，高可靠性，高容量、组网简单等特点，适用于工业园中自动化生产线精密仪器、设备的电能质量的实时监测，对高科技工业园提高生产效率，节能减排具有实际意义。

参考文献

[1] 马丽萍，张卫国.基于ZigBee的电能质量监测系统的研究与设计[J].电源技术，2012，36（8）： 1192?1195.

[2] Texas Instrument. CC2530 [EB/OL]. [2010?10?05]. http：//.cn/cn/lit/ds/swrs081b/swrs081b.pdf.

[3] 陈伟，黄秋元，周鹏，等.高速电路信号完整性分析与设计[M].北京：电子工业出版社，2009.

[4] 李明洋，刘敏，杨放.HFSS天线设计[M].北京：电子工业出版社，2011.

第4篇：无线电能传输范文

1.1基本结构

磁耦合谐振式无线电能传输系统大多都是两线圈结构和增加两个线圈组成的四线圈结构。整个能量传输系统分为能量发射端和能量接收端两部分，其中能量的发射端包括发射能量线圈和高频率的电源，能量接受端包括接收线圈和谐振电路板及负载电路。

1.2工作原理

磁耦合谐振式无线电能传输技术的工作原理是导线缠绕制成的发射线圈（空芯电感）与谐振电容共同并列形成的谐振体。谐振体所容纳的能量在电场和磁场之间或者自谐振频率在一定空间的随意振动，在此基础上产生的以线圈为原点，以空气为传输媒介时更换磁场。能量的接收端是由接收线圈带有一个单位电容组成的谐振体，在相同条件下的谐振频率与能量发送端频率相同，并能够在所能感应的磁场与电场之间进行自由的谐振，实现两个谐振体共同的交换，在交换的同时谐振体之间也存在着相同频率的震动以及能量的交换，这就叫做两个谐振体共同组成的耦合谐振系统。

2磁耦合谐振式无线电能传输技术研究现状与热点问题

2.1传输水平

磁耦合谐振式无线电能传输技术是一种中距离传输电能的方式，很多研究者都对其进行了深入的研究，对于技术传输水平的研究主要体现在传输效率和传输距离上，与系统共振的频率有关。一般普通的谐振频率都选用13.56MHz的频率，需求比较高的系统采用比较高端的频段。

2.2传输特征

磁耦合谐振式无线电能传输系统在传输过程中具有以下特征：一是频率分裂和调频技术，频率分裂是指在整个系统线圈传输结构中，随着传输距离的减少，传输的速率也会出现不同的值域；二是在传输结构中加入中继谐振线圈和接收终端的线圈。在具体的设备中结合多个中继谐振线圈和接收线圈的结构中，对传输系统进行研究和分析，可以充分说明系统不受弱导磁性物体的影响；三是磁耦合谐振式无线电能传输系统只有在一定的水平位置角度移动下才能实现较高速率的无线电能传输。

2.3新材料的应用

无线电能传输最重要的就是实现传输的高效率、传输的距离长、传输功率大，但是由于多方面原因的限制，无法实现上述三个目标。在磁耦合谐振式无线电能传输系统中是利用附近外界的能量进行传送的，主要的耗损有欧姆损耗和辐射损耗。在这种情况下，提高速率，首先要减少欧姆损耗，利用超导材料可以实现这一目的。2.4干扰问题无线电能传输线圈会受人们日常生活用品摆放位置的影响。当用品靠近线圈时，会导致系统传输谐振频率的偏差。根据实践证明，无线电能传输对干扰源的频率非常敏感，离线圈越近，影响越大。

3磁耦合谐振式无线电能传输技术需要解决的问题和发展的趋势

磁耦合谐振式无线电能传输技术在发展中已经取得了比较大的成果，但是在个别方面的研究还不够深入。首先关于磁耦合谐振式无线电能传输技术没有形成一套完整的设计方法；其次，系统参数没有进行有效的分析以及校正；再次，对于系统应用中与实际相关的内容没有进行解决；最后这种技术需采用高强度的磁场，但至今没有在如何减少磁场危害上达到共识。

4总结

第5篇：无线电能传输范文

关键词：感应耦合；无线电能量传输；研究

前言

传统的电能传输方式是通过导线将电源和负载连接后进行传输的，在最近几年，感应耦合无线电能传输技术（ICWPT）的出现引起了人们的兴趣，作为一个新兴技术和全新的领域， 其关注度一直居高不下。文章研究了感应耦合无线电能传输技术的设计原理和其欠缺、不完善的方面，同时研究了该技术如何运用以及发展前途，为推动感应耦合无线电能传输技术的应用范围和创新路线尽一份力。

1 感应耦合无线传输技术结构

目前的电能无线传输技术主要有两种，即感应耦合和谐振耦合。这两种技术的共同点是都是利用交变磁场把电力能量从发射线圈传递到接收线圈，不同之处在于：第一，感应耦合因不用接触就能工作，所使用感应传输的原副边没有连接铁心。第二，原副边因有比较大的气隙，会形成大量的漏磁。第三，感应耦合是按照电磁感应定律，使用互感模型，通过电流的变化产生磁场耦合而展开系统工作。

2 感应耦合电能传输技术原理

日前，感应耦合电能传输所使用的建模有互感模型与分离变压器模型两种类型，因感应耦合电能传输的构成部分主要是松散耦合，所以使用互感模型建模最为合适。

感应耦合电能传输系统的组成部分分离变压器，是依照电磁感应定律进行设计制造的，其基本的结构如图1 所示，T 型等效电路如图2 所示，L1、L2 为漏磁参数，M 为励磁参数。

感应耦合是将传统的变压器进行延伸和改良，最根本的区别在于：音感应耦合的电能传输一般都使用松散耦合系统，所以在原边和副边线圈之间根本不需要安装连接铁心，但也因此留下一定的间隙。早先的研究人员只重视怎样去提高感应耦合电能传输系统的耦合系数，而在近期研究提高电源频率时，研究人员经研究后发现，将补偿电容融入进原边和副边线圈内，能够极大地提高感应耦合电能传输系统的传输功率和传输效率，但是想要出色完成最大功率的传输任务，不是耦合系数大传输效率就高，必须掌握一个度，在这里就需要掌握一个最优、最合适的耦合系数。

感应耦合电能传输技术在原有的基础上突破了传输距离的极限，传输距离提高了几十倍。因此松散耦合系统房产适合运用在互感模型上，主要有四种谐振拓扑结构，分别为SS（series-series，串-串）、PS（parallel-series，并-串）、SP（series-parallel，串-并）和PP（parallel-parallel，并-并）型，其结构如图3所示。

3 感应耦合电能传输技术今后的发展之路

目前，感应耦合电能传输系统中仍存有大量问题。第一，首先处理的就是系统的安全可靠和性能稳定问题，第二，因为感应耦合电能传输技术还不能远距离、在有阻碍的情况下使用，所以解决无线传输电能的传输距离和有障碍时不能传输的问题就成了当下必须要解决的问题。第三，感应耦合电能传输技术会出现因负载的变化而导致传输效率低下的情况，以及原副边发生错位时也会出现效率降低的状况，要保持系统平稳运行最根本的条件是，必须保障系统的平稳高速运作，且初级与次级的补偿谐振频率应该是相等的，也必须是唯一的一个，以阻抗相角为零作为谐振的判据。

4 感应耦合电能传输的应用场合与发展前景

感应耦合电能传输是将传统接触式电能传输技术中的缺陷和不足加以拟补、完善。感应耦合电能传输主要使用在空间小，不方便连接的地方，还有危险度高不适宜人员进出的环境中，感应耦合电能传输因非接触式传输技术在潮湿的环境中、灰尘环境中、水中和有危险气体的地方大量使用；在医学技术中也大量运用了感应耦合电能传输技术；感应耦合电能传输不用直接接触就能直接给电池充电，使用时即安全又可靠，在电动牙刷、电动剃须刀和给机器人非接触供电设备中得到大量的使用。

感应耦合电能传输技术广泛运用到轨道交通方面，尤其是适合应用在磁悬浮列车这种大功率非接触供电领域。虽然感应耦合电能传输技术应用范围广，但因受到传输距离、空间地理位置和障碍物等各方面的影响，造成了感应耦合电能传输技术的应用场合受到了一定的限制和约束。所以，目前的感应耦合电能传输技术非常适合应用在负载固定不漂移、没有阻碍距离近的地方和环境下，尤其是应用在电动汽车充电和智能化电网结合方面最能体现出其优势。

5 结束语

感应耦合电能传输技术因其实用性能强，所以上升空间和发展前途不可限量，感应耦合只要靠近负载就能进行传输，所以非常适合近距离高效率传输电力能量，但会受到空间角度与障碍物的影响和限制，只能近距离传输，超过一定的范围就失去作用。所以，感应耦合电能传输技术只有经过不断的创新研究，才能使该技术的应用范围和发展更广大、更长远。

参考文献

第6篇：无线电能传输范文

至今仍然有人对此深信不疑：1943 年秋 ，7 个巨大的“特斯拉线圈”向停泊在费城的中型驱逐舰艾尔德里奇号（DE －173）定向发送了强大的电能，并且在10 分钟之后使它得以瞬间消失。有人说，那7 个也被人称为“磁暴线圈”的装置所发出的能量足以支持所谓的“空间跳跃”，它们正是美国军方按照爱因斯坦相对论的理论计算结果来设置的。

在传说中，这场“费城试验”以失败告终。当驱逐舰在百慕大被人们重新发现时，它的船员们不是身首异处就是深深陷入船体结构被物化为船的一部分。于是，能爆发出恐怖而庞大能量的“特斯拉线圈”随着“费城试验”一起在科幻作家的脑海里启航。作为一种高能量瞬间杀伤武器，它在电影、小说、漫画和游戏中被大肆布设。这场面几乎要使人们遗忘“交流电之父”尼古拉• 特斯拉设计它的初衷――用作无线输电部件。

750 万千瓦级的定向输能

1901 年，一座29 米的高塔构成了纽约长岛的地标。这座被称为华登克里夫塔的电力发射塔像一朵插入天空的钢铁大蘑菇，虽然高度不及艾菲尔铁塔的十分之一，然而隐藏了设计者特斯拉巨大的野心。当时，他设想在7 年内完成方圆50 千米内的750 万千瓦无线输电工程，继而实施一项面向全球的无线输电计划。特斯拉设想采用高频、高压、低电流的交流电，再经由空气作为传送媒介来实现远距离的输电。

如果特斯拉的计划最终得以实现，那么今天的世界会是什么样？遍布城市和乡村的高压电缆将不复存在；甚至，所有人家里都不再需要那些粗粗细细的电线；世界各地的大小家电都能随时随地享用无线电塔送来的电能；唯一麻烦的是收取电费，因为无线输电让偷电变得更无影无形。如果管控不力，也许就像今天的在线下载一样，每个人都使用电力，但拒绝付费。在这样的逻辑下，电器行业的制造商可能要为每个电器都预留一个电卡插槽，或者，有偿供电的最终出路就是让电费成为一项人头税；今后的战争将不再以争夺各种“化石燃料”为主，各国政府将在电税的收缴权方面展开殊死的竞争。核大国的地位将由掌握无线输电技术的几个国家所代替。那时的世界大战恐怕根本不需要核弹――横扫几千万平方千米的电弧足以瞬间杀灭各种生命体，比核弹更加高效地消灭人类，让之后来地球考古的外星人以为这里曾经居住的是一种焦糊状生命体。虽然实际上，特斯拉之所以研究无线输电，原本只是希望每个人都能用上便宜甚至免费的电能。

特斯拉的全球输电设想建立在充分利用电离层作为介质的基础上。举例来说，如果将低音炮开到太大声，产生的共振会隔空振碎玻璃杯。只要声音的频率碰巧跟杯子振动的频率一样，就能定向传播能量，杯子会碎是因为施加的能量超过了储能限度。

然而，电离层没有特斯拉想象的那么管用。事实上，无线传输至今难以输送大量的能量。

从两千万米到两米

2007 年，距离无线定向输电的最初设想已经过去了一个多世纪。麻省理工的科学家们尽其所能地学习了特斯拉。在没有任何电线连接的情况下，他们将电流定向传送到两米以外，并且成功点亮了一只60 瓦的灯泡。他们选择了两个直径60 厘米的“特斯拉线圈”，一个接在电源上作为送电方，另一个连接一个灯泡作为受电方，置于两米外。当电源接通送电方，两个线圈都开始了以10 兆赫兹的高频率电磁振动。瞬时产生的电磁场，足以使得送电方发出的电振传送到受电方。虽未相连，两个线圈完成隔空供电，最终点亮这只60 瓦的灯泡。这项成果很快出现在了美国的《科学》杂志上。电力工程学界甚至将其视为一项重大的突破。同样在进行着无线电力传输的英特尔公司的首席技术官贾斯汀• 赖特评论说：“麻省理工的试验将能量传输了两米，其中的损失只有10％，这已经是现在最有效率的无线电能传输了。”

与麻省理工区区两米的成绩相比，当年特斯拉对输送距离的期望是2000 万米。对此，中科院电工研究所所长孔力直接指出了实现无线输电的障碍：“电磁波在自由空间传输，能量不太容易集中，所以它的定向性事实上很差，而且能量衰竭得很快。”

在实际运用中，目前的无线输电只不过能稍稍给小型家电充电而已。真正推出过无线输电设备的英国Splashpower 公司，至今仅仅过一个貌似鼠标垫的无线充电器。它可以给放置在上面的手机等小型家电补充电能，然而它虽然“无线”但是无法“隔空”。一旦把手机提起，电能就无法正常传送。美国杜克大学的研究员曾尝试用无线技术解决为机器人供电的问题，但结果是一个铅笔盒大小的机器人必须被限定在一个很小的范围里活动。一旦越界，机器人就变成“植物人”了。

上天入地的电能

诞生于电气革命年代的特斯拉对世界的想象甚为美好。他所不断宣扬的“无线输电实现免费供电”最终激怒了拥有项目51％股份的赞助商摩根大通，并且最终把特斯拉从华登克里夫塔放逐，导致无线输电计划的流产。失去了特斯拉的华登克里夫塔不久即被找借口拆除，而特斯拉本人则直到1943年逝世才被恢复名誉。然而人们并没有放弃对于无线传输的研究。有好事者传言，他的研究资料在死后立刻被FBI 接管，并被设为“顶级机密”。20 世纪70 年代，NASA 和美国能源部曾考虑建设一个功率1000 万千瓦的宇宙太阳能发电站，通过微波向地球输电。该项目据说由于太不经济而未曾实施。此外，NASA 还在尝试从地球通过激光束给飞行器供电。“无线电力传输技术本身确实适用于比如卫星之间、人造飞行器之间的能量传输等特定场合。”孔力对此解释说。

第7篇：无线电能传输范文

关键词：磁耦合；共振系统；螺旋线圈；传输效率

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）34-0261-03

1 概述

据中国无线充电行业现状调研及发展前景分析报告预测，全球无线充电市场将在未来出现大幅增长。电动车技术发展至今已持续一段时间，电池容量、寿命、充电时间与充电设备普及等问题与电动车行驶里程、充电时间和充电便利性密切相关。电动车无线充电技术或许是解决这些问题的办法。

电动车无线充电技术的发展，可分为多种不同类型，但无论哪种技术，其传输效率是使用者最关心的参数之一，也是无线电力传输系统最重要的议题之一，因此课题针对共振式无线电力传输系统的共振线圈进行设计和分析，以期实现高效率的无线充电系统。

2 天线设计

2.1 无线充电系统

一般无线充电系统架构如图1所示，系统分为发送端与接收端两个子系统，一般来说，发送与接收线圈设计一致。市电经由AC/DC转换器将交流电转换为直流电，再由DC/AC转换器将电力转换为所需电压的交流电，其中最重要的是需与发送/接收线圈的共振频率匹配，才能达到较好的传输效率。激励发送线圈可使其共振而产生一个共振磁场，若接收线圈置于磁共振磁场内，则会受到激励而产生共振，在线圈上产生电压和电流，从而实现无线电力传输。以一般应用来说，无线输电系统的负载需要直流电，所以需要整流器，然后由DC/DC转换器将直流电转换为负载所需的电压标准，例如一般手机充电为5V。

2.2 等效电路分析

无线充电系统的等效电路如图2所示，磁共振耦合由LC共振产生、经由电磁耦合进行电力传输，没有辐射电磁波，因此，磁耦合与电耦合可分别以互感和互容代表。

图中L与C 分别为线圈的自感值与电容值，由系统的分布参数决定，两线圈的耦合以互感（Lm ）表示，Z0表示特性阻抗，线圈的电阻损失与辐射损失以R表示。传输系数S21如式（1）所示，其中w为系统工作的角l率，由于线圈的R值相对较小故可忽略不计，Z0为系统的特性阻抗，其值为50Ω，因此S21可被表示为：

2.3仿真结果

本文论述的磁耦合无线充电系统天线如图3所示，振线圈构型为螺旋形，且为开路型式。线圈所使用的导线线径为3.2mm，线径大可以降低内阻，提高传输效率。线圈的半径为150mm。

按预设参数使用Ansoft HFSS13进行系统仿真，图4至图8显示了仿真结果。图4显示，当收发天线间距离为150mm时，正如公式（3）和（4），天线有两个谐振频率。而图5至图7显示，收发天线间距离为180mm时，系统谐振频率19.3 MHz，S21约-1.396dB，传输效率为72.6 %；距离为200mm时，系统谐振频率19.3 MHz，S21约-1.53dB，传输效率为70.6 %；距离为260mm时，系统谐振频率19.3 MHz，S21约-3.39dB，传输效率为45.8 %。结果表明，随着收发天线间距离的增加，两个谐振频率逐渐靠近最后合为一个工作频率，传输效率也是先增大后减小。

2.4实测结果

按预定参数制成的线圈如图8所示，线圈的特性用向量网路分析仪进行测量，实测图如图9所示，经实测发送线圈和接收线圈的容抗和感抗在共振频率时值非常接近。线圈实测的传输距离与效率之间的关系如图10所示。传输距离18cm时，线圈间的最大传输效率为72.6%，当传输距离增加至26cm，传输效率降至45.6%。另外，当传输距离小于或大于18cm，系统传输效率都会渐渐减少，此为磁共振充电系统的特性。

进行电力传输实测的无线充电平台如图11所示，功率放大器使用射频放大器，最大输出功率为1kw，输出阻抗为50Ω，用5个60W的灯泡作为负载，以明示无线电力传输效果。

3 结论

本文通过共振的方式提高了无线充电系统的效率，提高了传输距离，通过多次实验和理论分析得出，即使相同的电路接法，在不同频率的电路中，传输效率和传输距离差异也比较大，只有当频率接近且发生共振时无线输电效率才比较高。

参考文献：

[1] 傅文珍.自谐振线圈耦合式电能无线传输的最大效率分析与设计[J].中国电机工程学报，2009（6）.

[2] 李阳.无线电能传输系统中影响传输功率和效率的因素分析[J]. 电工电能新技术，2012（7）.

第8篇：无线电能传输范文

无线供电的定义

在维基百科等网站上，广义的无线供电定义是终端用电器通过无线方式获取电能的过程。但按照目前绝大多数人认可的观点，无线供电技术是将电源端的电能转换为其他形式的无线能量，并在接收端被再次转换为电能供终端使用的技术。按照这一定义，很多看起来“无线”的供电方式，比如使用太阳能和风能等等都不能算做“无线供电”。事实上，我们也很少把这类能源供电归为无线供电的范畴。按照这一定义，目前已经实用化的无线供电技术只有两类，一类基于电磁感应原理，另一类则基于电磁共振原理。不过，尽管这些原理听起来很简单，但实用化的难度并不算小。

无线供电的早期发展

我们都知道无线电波具有能量，波长越短，能量也就越高，类似原子弹和氢弹爆炸那样的核辐射可以快速杀死生命，即使是波长仅仅比可见光稍短的紫外线也可灼伤皮肤。既然能量能够通过无线方式传递，那么只要找到合适的传递方式，就可以实现电能的无线传输。天才的物理学家尼古拉?特斯拉曾经设想在地球和电离层之间以低频电磁波传递电能，并进一步实现电力全球输送的宏图。由于无线供电有着潜在的军用价值，因此不少机构和公司在这一领域投入了大量资金，并取得了一系列的重要成果。不过，早期的无线供电研究的军方背景使无线供电偏重于长距离和高性能，这需要低频、大功率的载波发射接收装置，此类装置一般都相当庞大，这也使得无线供电技术很难用于民用场合，更别提用在便携装置上了。

无线供电安全吗？

无线供电的安全性是每个人都关心的问题。一方面，无线供电造成的交变电场和磁场可能会对人体产生影响，但这种影响通常很小。根据日本相关企业的研究结果，在电动巴士上配备22KHz频率、30kW的电磁感应式无线供电系统时，磁场强度在近场以距离的立方比例衰减，在100mm远的位置的磁场强度为72μT。这个值对普通人完全没有影响，但对于特殊人群则可能会有问题——比如德国规定心脏起搏器的最大容许磁力线密度为66.5μT，因此安装心脏起搏器的人士应该离开充电装置至少100mm以上。当然，由于部分电能会变成热能消耗，因此人们会感觉充电系统旁边会热一些。

电磁感应式供电

那么，有没有什么无线供电技术更为适合民用领域，即距离不那么长、功率也不那么大的场合呢？答案自然是肯定的。科学家们最先想到的是电磁感应技术。电磁感应现象最早为法拉第所发现，当导体切割磁力线时，导体中就会产生电流。电磁感应是我们广泛运用的发电机的设计基础，同样地，我们目前使用的大量智能卡——比如公交卡和餐卡也是基于电磁感应技术来工作的。在读卡器上方有微弱的交变磁场，而封装在塑料卡内部的则是智能芯片和感应线圈，当把智能卡放在读卡器上时，感应线圈中就会产生电流，供芯片使用。

在同样工作原理的基础上，将交变磁场的强度加以放大，就能够实现对小型用电装置进行无线供电的目的了。无线供电端的工作部分是一个初级线圈，在其中通入交变电流，线圈即会产生交变磁场，这一磁场可以覆盖与初级线圈很近并与之同轴的次级线圈，从而在次级线圈中产生电流。目前市售的大量无线电动牙刷、电动剃须刀等小电器以及某些型号的智能手机就采用了这一技术。以数年前的产品Palm Pre手机为例，Palm公司在2009年推出了一款与之配合的无线充电底座“Touchstone（点金石）”，充电底座的内部是用于产生交变磁场的电路，而专用的手机背盖则内置了感应线圈，并通过两个触点连接到电池。当然，Palm公司的这一技术并非原创，而是来自Fulton Innovation公司的eCouples技术授权。该公司的eCouples技术同样被德州仪器、戴尔等公司所采用。

电磁感应式供电的优点是实现起来非常简单，充电设备和终端设备只需配备感应线圈以及相应的稳压电路即可，目前市售的“无线充电底座”大部分采用了这一技术。不过，它的缺点也很明显，一是只有当初级线圈和次级线圈保持近似同轴时才能获得较高的传输效率；二是有效距离较短，在可接触距离内充电无法体现无线供电的便捷性；三是功率仍有限制，这类设备通常会避免将磁场设计得过强，以免损坏其他设备或对人体造成影响。

电磁共振式供电

很久之前人们就发现了共振现象，它能够以相当高的效率传输能量，在高中时我们做过的音叉共振实验很好地展示了共振的能量传递。

第9篇：无线电能传输范文

引言

随着Internet技术和市场应用的快速发展，各种宽带接入方式相继出现，利用电力线进行高速数据传输的技术也取得了重大进展。

更高速率的宽带电力线设备，例如45 Mbit/s、85 Mbit/s、200 Mbit/s等速率的产品相继问世，利用宽带电力线上网已经成为独特的接入方式，但是电力线通信系统（PLC系统）引起的电磁兼容问题成为PLC推向市场的最大障碍。

电力线高速数据通信技术是一个正在发展中的崭新学科。电力线一般用来传输220V/50Hz电能，为了提供从数Mbit／s到数十Mbit／s以上的数据传输，就必须采用数MHz以上的频段。但在当前的技术条件下，这会引发严重的EMI(电磁干扰)。例如，NOR．WEB公司的PLC系统运行后，发现路灯变成了发射天线，干扰了包括英国广播公司4台在内的多家广播电台的无线电信号接收。本文将就PLC系统的电磁兼容特性进行分析，并对于其频谱管理提出一些建议。

宽带PLC电磁兼容问题分析

1.1 电磁兼容分析模型

对于一般的电磁兼容问题分析的基本模型如图1所示。

图1 电磁兼容分析模型

对于宽带PLC系统来说，干扰源要整体考虑，不仅包括PLC设备，而且要考虑当信号加到电力线上时，由于电力线是一种非屏蔽的线路，有可能作为发射天线对无线通信和广播产生的不利影响。此外还要考虑多种PLC设备间的相互影响。PLC的耦合途径是非常复杂的，是不同的途径相互作用的结果，总体上分为两种，一种是空间的辐射，对应的扰设备是无线通信和广播信号;另一种是沿电力线的传导骚扰，主要造成对电能质量的影响。因此宽带PLC系统的电磁兼容问题涉及多个PLC系统的共存，以及与无线网络的共存。

1.2 宽带PLC系统电磁干扰产生的机理

电力线最主要是用来传输电能的，其特性和结构也是按照输送电能的损失最小并保证安全可靠地传输低频(50Hz)电流来设计的，不具备电信网的对称性(构成回路的两根绝缘芯线对地是对称的)、均匀性(在线路的全部长度上传输导线横截面形状及大小、使用材料、导体间的间隔和导体周围的介质都保持均匀不变)，因而基本上不具备通信网所必须具备的通信线路电气特性。而宽带PLC系统所产生的电磁干扰问题正是由于电力线的这种对地不对称性产生的。

宽带PLC系统产生两种电磁场，传导波和辐射波。它们都是由共模电流引起的。

电磁干扰源的一般模型如图2所示。

图2 电磁干扰的一般模型

根据这个模型，一般认为EMI是由两种电流注入网络引起的，一种是共模电流（Ic），一种是差模电流（Id）。差模电流信号流入的上行方向（设备到网络）产生了一个磁场，而另一个差模电流以同样的强度和领域与第一个在相反的方向上（网络到设备）上产生第二个电磁场。由于两个电磁场对称且方向相反，彼此产生的电磁干扰相互抵消。与差模方式相反，共模电流在同一个方向上，所以产生的电磁场是不对称的，因此总的电磁辐射是两个电磁场的叠加。所以PLC 网络的干扰主要是由共模电流引起的。

PLC对无线通信的影响

理论证明，在原有的几百kHz频带内是无法实现Mbit／s级的高数据传输速率的，因此高速PLC技术所采用频带远远超过了低速PLC所规定的频带范围。

目前高速PLC技术所采用的频带也没有统一标准。国际上的实际应用一般集中在1 MHz～30 MHz。从高速PLC技术的应用模式来看，国际上主要分为两种不同的应用，欧洲的PLC技术主要应用于Internet接入，欧洲电信标准委员会ETSI(the European Tele—communications Standards Institute)在其技术规范“TS101 867”中将1.6 MHz～9.4 MHz规定为接入应用频带，将11 MHz～30 MHz规定为室内应用频带。另一种应用方式主要集中在北美，北美的高速PLC技术主要应用在室内联网。

与低速PLC所占的专用频带不同，高速PLC所采用的l MHz～30 MHz频带已被分配给其他无线电应用了，如固定业务、移动业务(水上移动、陆地移动、航空移动)、无线电定位、无线电导航、标准频率和时间信号、短波无线电广播、业余无线电业务、卫星业余业务、射电天文和气象辅助等业务。

对PLC而言，首先要考虑是否存在尚没有分配给其他应用的频带：在德国，l MHz～30 MHz频带范围内没有分配的频带大约有7.5 MHz，但频带不连续，因此对信号的调制技术就会有选择性。OFDM 采用多载波技术，因此OFDM可以适应这种频带不连续的情况。对于已经分配的频带，如果PLC系统需要使用，就必须考虑在这些频带范围内的电磁辐射问题，这是因为PLC系统的载波信号能量可能辐射到周围空间，对该频带内的无线电业务造成影响。由于这种干扰来自PLC系统的有用信号，因此PLC干扰源的性质可以定位为有意干扰源。在这种情况下，只能考虑在这个频带内对PLC系统的电磁骚扰进行限制，以保护在这个频带内的无线电业务。就电力分布线和发送线产生的磁场而言，会随着时间变化而改变，与电流大小成正比。PLC在应用频带内的电磁辐射对无线电业务的潜在影响也是目前对PLC应用的主要争议。

测试结果

为了评估PLC室内局域网系统以及PLC接入系统的电磁辐射水平，许多组织及研究机构对PLC的辐射场进行了大量测试[3，4，]。

ET．SI PLT工作组的研究小组进行了如下测试：在传导干扰基本满足CISPR 22 B类设备规定的最大限值的情况下，测试不同频率、不同距离时电力线的辐射场强，研究是否存在干扰合法短波无线电用户使用的可能性。测试结果如下:

(1) 辐射场的场强随距离的增加而快速衰减。测试结果表明，衰减的幅度为距离每增加10倍衰减为31 dB～36 dB。

(2) 在城市内，满足CISPR22的PLC系统产生的辐射场强低于典型的大气和宇宙噪声，不会对其他无线业务产生干扰。但在人烟稀少的农村，在12 m～14 m的范围内有可能对无线电接收机产生影响。

(3) 12 m～14 m之外，在任何地区，满足CISPR22的PLC系统产生的辐射电平低于典型的大气和宇宙噪声，不会干扰无线电接收机的工作。

也有许多专家对大量PLC系统同时使用时的电磁辐射累积效应进行了研究和测试，其目的在于分析大量PLC系统同时使用时对无线GSM 网络，特别是具有高接收灵敏度的GSM中心站的影响。在所测试区域，有一个GSM 中心管理站，1433个基站(每个基站的容量为200个用户)，终端用户容量为28600个。在该网络覆盖区域内共安装了19个PLC 网络。测试结果表明多用户同时使用时，如每个PLC终端注入到低压配电网的信号功率谱密度达10 mW／Hz(远高于PLC 系统实际注入的功率谱密度)，在离PLC 网络1500 m处，即使是在没有建筑物阻挡的开阔地带，多个PLC系统产生的电磁辐射值也低于大气及宇宙噪声，对环境噪声的增值远小于0.1 dB。

对宽带电力线等非无线电设备管理的一些建议

通过对宽带电力线对无线广播通信频率干扰的分析，我们对宽带电力线干扰的机理和防治方法有了较深入的了解。

如何加强对辐射无线电波的非无线电发射设备的管理，特别是像宽带电力线通信这类辐射无线电波的非无线电发射设备的管理，是无线电管理部门需要考虑的问题。

在信息化社会里，无线电频谱作为一种重要的资源，它的作用日益重要。无线电业务已经普及到社会生活的方方面面，各行各业对无线频谱的依赖性越来越强。随着技术的不断发展，各类电子设备等非无线电通信设备广泛应用于社会生活当中，其产生的电磁辐射是无线电通信业务的潜在干扰源。由于这类干扰日益增多，对管理提出了新的挑战。目前对这类干扰查处的主要依据是《中华人民共和国无线电管理条例》第六章和第八章对非无线电设备的无线电波辐射的规定，但力度不够。

对于这些问题，建议在制度方面出台一些具体的规章制度，以便处理问题时有章可循，有法可依。在技术方面应逐步加强对该类设备检测监测技术的研究，在管理方面须加强与不同部门的沟通和协调，实现对这类产品生产、销售使用的有效监管。

结束语

宽带电力线通信的载波频段与其他无线电通信业务共用，而且电力线是一种非屏蔽的通信线路，因此宽带电力线通信在实际工作中不可避免地存在电磁干扰的问题。

随着通信技术的发展、新的调制方式和组网技术的出现，电磁干扰问题将会不断得到改善。基于这种情况，无线电管理者应该坚持科学的态度，既要保证现有的重要无线电业务不要受到干扰，同时要为新技术的发展留出空间，使新旧技术在同一片天空下和谐发展。

河北省无线电管理局廊坊分局 张力波

华北电力大学电气与电子工程学院 柴守亮

参考文献

[1] 李祥珍，刘家亮，赵丙镇，王丽平．电力线高速数据通信系统电磁辐射及应用性能的研究[j]．电力系统通信，2003，(4)：17—21．

[2] 孙辛茹，王乔晨．电力线高速通信技术的现状及发展[J]．电力系统通信，2004，(4)：3—6