一种用于无线电能传输的三频段超表面制造技术

本发明专利技术创造提供了一种用于无线电能传输的三频段超表面，旨在解决无线传能系统中MHz频段存在的传输效率低、传输距离短以及抗偏移能力差的问题。该超表面的单元结构由以下核心组件构成：1、FR4基底：由基底一和基底二构成；2、方圆组合的螺旋铜线：包含两个方形螺旋和一个圆形螺旋。其中一个方形螺旋和圆形螺旋位于基底二的下层，且圆形螺旋在方形螺旋里面，另一个方形螺旋位于基底一的上层；3、调谐电容：三个螺旋分别与独立的调谐电容相连，实现超表面在目标频段等效磁导率为‑1。本发明专利技术创造的有益效果：该超表面在6.78MHz、13.56MHz和27.12MHz三个ISM标准频段均实现了磁场聚焦，能够适配多频段无线传能系统，并显著提升效率，为不同频率需求的设备高效供电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造属于新型人工电磁材料领域，尤其是涉及一种用于无线电能传输的电磁超表面结构、电磁超表面设计方法和应用。

技术介绍

1、超材料是一类通过人工设计和制造的复合材料，能够展现出自然界常规材料所不具备的独特物理属性。近年来，超材料在电磁波、声波及力学等多个领域引发了广泛的研究与应用。其主要特征体现在以下几个方面：①非寻常物理性质：超材料能够实现负磁导率、负介电常数、负折射率等自然材料无法具备的异常物理现象，赋予其在操控波传播特性方面的显著优势。②亚波长微结构：构成超材料的基本单元尺寸远小于所作用波长，因此可被视为具有连续特性的整体材料，单元结构的存在对整体波动行为影响极小。③等效介质理论描述：由于结构尺度远小于工作波长，超材料的宏观物理参数可通过等效介质理论进行有效描述和分析。正因为具备这些特性，超材料展现出了如负折射率、逆多普勒效应及完美透镜等一系列独特的物理特性，在相关前沿科技领域展现出巨大的应用潜力。

2、无线电能传输(wireless power transfer,wpt)技术实现了对导线的完全替代，为供电系统带来了更高的安全性、灵本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于无线电能传输的三频段超表面，该超表面单元由基底、顶层和底层螺旋图案以及调谐电容构成，其特征在于：顶层螺旋图形分布在基底一的顶层，由螺旋线圈一构成，螺旋线圈一为方形螺旋，从180°开始，由内而外呈顺时针方向螺旋，匝数为3，内径为d1，螺旋线圈一的首末两端与调谐电容C_MTS1相并联。

2.根据权利要求1所述的一种用于无线电能传输的三频段超表面，其特征在于：底层螺旋图形分布在基底二的底层，由螺旋线圈二和螺旋线圈三构成，螺旋线圈二为方形螺旋，从0°开始，由内而外呈顺时针方向螺旋，匝数为2，内径为d2，螺旋线圈二的首末两端与调谐电容C_MTS2相并联；螺旋线圈三为圆形螺旋...

【技术特征摘要】

1.一种用于无线电能传输的三频段超表面，该超表面单元由基底、顶层和底层螺旋图案以及调谐电容构成，其特征在于：顶层螺旋图形分布在基底一的顶层，由螺旋线圈一构成，螺旋线圈一为方形螺旋，从180°开始，由内而外呈顺时针方向螺旋，匝数为3，内径为d1，螺旋线圈一的首末两端与调谐电容c_mts1相并联。

2.根据权利要求1所述的一种用于无线电能传输的三频段超表面，其特征在于：底层螺旋图形分布在基底二的底层，由螺旋线圈二和螺旋线圈三构成，螺旋线圈二为方形螺旋，从0°开始，由内而外呈顺时针方向螺旋，匝数为2，内径为d2，螺旋线圈二的首末两端与调谐电容c_mts2相并联；螺旋线圈三为圆形螺旋，线圈中线由螺旋函数构成，螺旋函数在x轴方向上的函数为：x(t)＝(w+s)/(2*π)*t*cos(t)，在y轴方向上的函数为：y(t)＝(w+s)/(2*π)*t*sin(t)，t从6π到32π，其中w为线圈宽度，s为线圈间距，并且螺旋线圈三的首末两端与调谐电容c_mts3相并联。

3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：安栋卿，陈婷，杨文荣，栾君玲，朱一锦，刘曦月，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：