远场无线能量传输

近年来，无线能量传输(Wireless Power Transfer, WPT)技术凭借其能使无线电子设备摆脱充电线缆的束缚、实现自我可持续运行的巨大价值，备受学术界和工业界关注。其中，相比基于电磁感应式和谐振式的近场WPT技术，以微波为能量载体的远场WPT技术（Far-Field Wireless Power Transfer）能大幅度提高无线充电距离和自由度，成为颠覆传统供电方式、实现无感充电的关键技术之一。该技术有助于为无线传感器网络及其他各类低功率电子设备供电，切断有线世界最后一根电线，在智慧城市、智慧工厂、智慧农业、智能家居等场景中具有十分广阔的应用前景。

本课题组对面向微波能量传输、能量收集的高效率微波整流电路和整流天线开展了大量的研究，实现了宽动态工作功率范围、宽频带和宽负载范围，降低了系统接收端对环境能量密度变化、应用场景变化的敏感性，大幅度提高了直流输出功率。主要研究包括但不限于：提出一种复阻抗压缩技术，并应用到整流电路的设计中，改善整流电路在动态输入功率下的匹配性能，提高整流效率；提出一种反射能量回收技术，并基于该技术研究了多种高效率整流电路，用以在输入功率、频率和输出负载变化导致整流电路阻抗失配时，回收其产生的反射能量，进而提高整流效率；提出一种基于动态阻抗匹配技术的宽频整流天线，在动态的能量密度下收集多种频率信号，提高直流输出功率。

1) Z.-X. Du and X. Y. Zhang, “High-efficiency single- and dual-band rectifiers using a complex impedance compression network for wireless power transfer”, ” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 65, no. 6, pp. 5012–5022, Jun. 2018. 

2) X. Y. Zhang, Z.-X. Du and Q. Xue, “High-efficiency broadband rectifier with wide ranges of input power and output load based on branch-Line coupler,”IEEE Trans. Circuits and Systems I: Regular Papers, vol. 64, no. 3, pp. 731–739, Mar. 2017.

3) Z.-X. Du, S. Bo, Y. Cao, and X. Y. Zhang, “Broadband circularly polarized rectenna with wide dynamic-power-range for efficient wireless power transfer,” IEEE Access, vol. 8, pp. 80561 - 80571, Apr. 2020.

4) Z.-X. Du and X. Y. Zhang, “High-efficiency microwave rectifier with less sensitivity to input power variation”, IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 27, no. 11, pp. 1001–1003, Nov. 2017. 

5) Y. Y. Xiao, Z.-X. Du, X. Y. Zhang*, “High-efficiency rectifier with wide input power range based on power recycling,” IEEE Trans. Circuits and Systems II: Express Briefs, 2018, 65(6): 744–748.

6) Y. L. Lin, X. Y. Zhang, Z.-X. Du and Q. W. Lin, “High-efficiency microwave rectifier with extended operating bandwidth,” IEEE Trans. Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 65, no. 7, pp. 819–823, Jul. 2018.

7) Y. Y. Xiao, J.-H. Ou, Z.-X. Du, X. Y. Zhang, W. Che, Q. Xue, “Compact microwave rectifier with wide input power dynamic range based on integrated impedance compression network,” IEEE Access, vol. 7, pp. 151878 - 151887, Oct. 2019.

8) Z.-X. Du and X. Y. Zhang, “High-efficiency microwave rectifier with wide operating power range,” Global Symp. on Millimeter-Waves, 2017.

9) Z.-X. Du, X. Y. Zhang and Q. Xue, “High-efficiency wide-bandwidth microwave rectifier based on branch-line coupler," National Conf. on Microw. and Millim. Wave, 2015.（2015年全国微波毫米会议优秀学生论文竞赛获奖论文）

10) 章秀银、刘建、杜志侠，一种高效率的双频整流电路，中国发明专利，ZL201610712160.8，授权日期：2019.05.17.

11) 章秀银、林权纬、杜志侠，一种采用阻抗压缩网络的高效率差分整流电路，中国发明专利，ZL201510957158.2，授权日期：2018.04.13.

12) 章秀银、杜志侠、李斌、赵小兰，一种高效率整流电路，中国发明专利，ZL201510843451.6，授权日期：2018.01.16.