中國西安電子科技大學(xué)研究團隊在微波功率傳輸領(lǐng)域取得新成果。他們的研究發(fā)表在《工程》雜志上，介紹了一種具有環(huán)形收集區(qū)域的天線孔徑照明的優(yōu)化設(shè)計方法，其目標(biāo)是最大化收集區(qū)域的輻射功率。

該研究由西安電子科技大學(xué)陜西省空間太陽能發(fā)電站系統(tǒng)重點實驗室段寶彥教授領(lǐng)導(dǎo)，重點是使用一組獨特的級數(shù)來制定孔徑幅度分布。結(jié)果，他們能夠簡化優(yōu)化設(shè)計問題，以最大化兩個實二次形式的比率。利用矩陣?yán)碚摚瑘F隊將優(yōu)化問題的解決方案確定為確定最大特征值及其相關(guān)特征向量。

在解決安全問題時，研究人員還整合了額外的限制，以考慮接收區(qū)域外的峰值輻射水平。為了解決這個約束優(yōu)化問題，他們開發(fā)了混合灰狼優(yōu)化器和 Nelder-Mead 單純形法。通過使用連續(xù)孔徑的數(shù)值實驗證實了這種新穎方法的有效性。此外，使用各向同性元件的離散陣列以及貼片陣列驗證了優(yōu)化結(jié)果。

新提出的方法在微波功率傳輸領(lǐng)域具有多種優(yōu)勢。“我們的優(yōu)化設(shè)計方法能夠?qū)崿F(xiàn)最大光束收集效率(BCE)，同時滿足安全要求，”該團隊解釋道。“這種方法允許設(shè)計連續(xù)孔徑分布以最大化 BCE，無論有或沒有額外的限制，并且有助于輕松設(shè)計各種尺寸的陣列天線。”

這項研究的影響超出了環(huán)形收集區(qū)域的范圍。該團隊強調(diào)，“我們的方法不僅適用于環(huán)形收集區(qū)域，還可以擴展到具有圓形收集區(qū)域的微波功率傳輸應(yīng)用，因為圓形收集區(qū)域是環(huán)形收集區(qū)域的特例。”

天線孔徑照明優(yōu)化設(shè)計方法的這一突破對于推進(jìn)微波功率傳輸技術(shù)具有巨大的潛力。它能夠優(yōu)化收集區(qū)域的功率輻射，從而更高效、更有效地傳輸微波功率。

西安電子科技大學(xué)團隊進(jìn)行的研究代表了該領(lǐng)域的一個有前途的發(fā)展。他們的方法為增強微波功率傳輸系統(tǒng)的設(shè)計和性能引入了新的可能性。隨著無線電力傳輸需求的不斷增長，此類進(jìn)步至關(guān)重要。