【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子和能量传输射频，涉及一种功率密度分布测试装置，具体涉及一种远程微波无线能量传输系统中微波无线的功率密度分布测试装置。
技术介绍
1、随着科技的进步和人们对便捷生活的追求，远距离微波无线传能技术逐渐崭露头角，成为现代电力传输的重要研究方向。基于该技术搭建的远程微波无线能量传输系统，包含发射天线子系统和整流天线子系统。发射天线子系统将外部供给的直流能量通过功放以及晶振电路转换为射频能量，并通过发射天线将其辐射到自由空间；整流天线接收射频能量并利用二极管将其整流为直流能量。该系统克服了传统有线传输的局限性，广泛应用于电动车充电、消费电子设备、医疗器械等领域。
2、然而随着微波无线传能技术的不断发展，微波无线能量传输系统的性能评估微波无线能量传输系统的性能评估变得愈发重要。其中，功率密度作为衡量无线传能系统效率的关键指标，显得尤为重要。功率密度指的是单位体积或单位面积上所传输的能量，通常以瓦特每立方米w/m3或瓦特每平方米w/m2表示。早期的微波无线传能实验均忽略了对微波无线传能系统的功率密度进行测量，导致发射天线和接收整流天线之间匹配性较差，即整流天线实现最大效率对应的输入功率与发射天线照射到接收天线上的微波功率密度失配。因此，对微波无线能量传输系统中发射天线照射到接收天线位置的功率密度分布进行精确测量，是确保系统性能的必要条件，然而，现有的功率密度分布测试技术存在不少挑战和不足之处。
3、现有的远程微波无线能量传输系统的功率密度分布测试装置是采用无人机携带的rfid标签网格，实现了对功率
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种远程微波无线能量传输系统中微波天线的功率密度分布测试装置，用于解决现有技术中存在的测试精度较低的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案包括运动结构、控制器和下线性移动的测试单元；所述运动结构包括设置在转台下方的转动结构和固定在转台上表面呈十字形分布且不相接触的四个径向运动结构；所述转台的上表面铺设有吸波材料；所述转动结构包括高压电机；所述径向运动结构包括伺服电机和与其输出轴连接的丝杠，以及与丝杠配合的滑块和滑块运动的导轨；所述测试单元至少有5个，分别固定在转台的中心位置和四个滑块上；所述转动结构、四个径向运动结构通过控制器的控制，驱动四个滑块上的测试单元沿导轨移动，转台绕其中心轴线转动。
3、作为优化，所述转台，采用圆形板材结构，通过转台支撑架固定在转台底座上。
4、作为优化，所述转动结构还包括两个垂直啮合的锥形齿轮，其中一个固定在转台支撑上，另一个与高压电机的输出轴固定。
5、作为优化，所述高压电机固定转台底座上。
6、作为优化，所述转台支撑架，其上端与转台固定，下端相对于转台底座转动。
7、作为优化，所述转台，其上表面固定的四个径向运动结构呈正交形分布。
8、作为优化，所述径向运动结构，还包括支撑架，所述滑块固定在支撑架的底端。
9、作为优化，所述测试单元，包括通过衰减器连接的测试天线和功率探头，所述测试天线固定在支撑架的顶端。
10、作为优化，所述测试天线，包括介质基板和印制在其上表面的由四个矩形金属贴片组成的辐射体。
11、作为优化，所述衰减器，分别与固定在介质基板下表面和功率探头上端的的射频sma端口连接。
12、本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
13、(1)本专利技术中的转动结构通过电机驱动一对垂直啮合的锥形齿轮控制转台绕其中心轴线转动、四个径向运动机构通过径向电机驱动丝杠转动使得四个滑块上的测试单元沿导轨移动，实现了测试单元在径向和环向的高精度扫描。避免了现有技术rfid标签网格，由于无人机精度控制有限，导致位置误差较大的缺陷。
14、(2)本专利技术本专利技术采用了刚性结构，并在此基础上实施了轻量化设计，使得整个装置在自重方面影响较小。这种设计确保了测试单元在垂直方向的精度，避免了现有技术中由于采用柔性网状结构而受到自重影响较大的问题，从而显著减少了因结构变形导致的精度误差。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种远程微波无线能量传输系统的功率密度分布测试装置，其特征在于，包括运动结构、控制器和线性移动的测试单元；所述运动结构包括设置在转台(1)下方的转动结构(2)和固定在转台(1)上表面呈十字形分布且不相接触的四个径向运动结构(3)；所述转台(1)的上表面铺设有吸波材料(5)；所述转动结构(2)包括高压电机(21)；所述径向运动结构(3)包括伺服电机(31)和与其输出轴连接的丝杠(32)，以及与丝杠(32)配合的滑块(33)和滑块运动的导轨(34)；所述测试单元(4)至少有5个，分别固定在转台(1)的中心位置和四个滑块(33)上；所述转动结构(2)、四个径向运动结构(3)通过控制器的控制，驱动四个滑块(33)上的测试单元(4)沿导轨(34)移动，转台(1)绕其中心轴线转动。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述转台(1)，采用圆形板材结构，通过转台支撑架(7)固定在转台底座(6)上。
3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述转动结构(2)还包括两个垂直啮合的锥形齿轮，其中一个固定在转台支撑架(7)上，另一个与高压电机(21)的输出轴
4.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述高压电机(21)固定转台底座(6)上。
5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述转台支撑架(7)，其上端与转台(1)固定，下端相对于转台底座(6)转动。
6.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述转台(1)，其上表面固定的四个径向运动结构(3)呈正交形分布。
7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述径向运动结构(3)，还包括支撑架(35)，所述滑块(33)固定在支撑架(35)的底端。
8.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于，所述测试单元(4)，包括通过衰减器(42)连接的测试天线(41)和功率探头(43)，所述测试天线(41)固定在支撑架(35)的顶端。
9.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述测试天线(41)，包括介质基板(411)和印制在其上表面的由四个矩形金属贴片组成的辐射体(412)。
10.根据权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述衰减器(42)，分别与固定在介质基板(411)下表面和功率探头(43)上端的的射频SMA端口连接。
...【技术特征摘要】
1.一种远程微波无线能量传输系统的功率密度分布测试装置，其特征在于，包括运动结构、控制器和线性移动的测试单元；所述运动结构包括设置在转台(1)下方的转动结构(2)和固定在转台(1)上表面呈十字形分布且不相接触的四个径向运动结构(3)；所述转台(1)的上表面铺设有吸波材料(5)；所述转动结构(2)包括高压电机(21)；所述径向运动结构(3)包括伺服电机(31)和与其输出轴连接的丝杠(32)，以及与丝杠(32)配合的滑块(33)和滑块运动的导轨(34)；所述测试单元(4)至少有5个，分别固定在转台(1)的中心位置和四个滑块(33)上；所述转动结构(2)、四个径向运动结构(3)通过控制器的控制，驱动四个滑块(33)上的测试单元(4)沿导轨(34)移动，转台(1)绕其中心轴线转动。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述转台(1)，采用圆形板材结构，通过转台支撑架(7)固定在转台底座(6)上。
3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述转动结构(2)还包括两个垂直啮合的锥形齿轮，其中一个固定在转台支撑架(7)上，另一个与高压电机(21)的输出轴固定。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李勋，鲁毅立，段宝岩，陈光达，张逸群，米建伟，钱思浩，樊冠恒，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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