无线电能传输(课程设计报告)实验报告
磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验设计
磁耦合谐振式无线电能传输系统的实验设计
一、实验目的：
研究磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输效率及影响因素。
二、实验器材：
1.无线电能传输系统主要器件：发射端和接收端线圈、电容、电阻、谐振电路；
2.发射端电源和信号源；
3.接收端负载电阻、直流电压表；
4.实验仪器：示波器、信号生成器。
三、实验原理：
四、实验步骤：
1.搭建发射端和接收端线圈、电容、电阻和谐振电路的结构；
2.给发射端线圈接入电源和信号源，在示波器上观察是否能产生高频电磁场信号；
3.给接收端线圈接入负载电阻，并用直流电压表测量输出电压；
4.调节信号频率，观察输出电压的变化；
5.测量不同频率下的输出电压大小，并记录；
6.根据测量结果，绘制输出电压与频率的关系曲线；
7.改变发射端和接收端之间的距离，重复步骤3-6，观察输出电压的
变化；
8.根据测量结果，绘制输出电压与距离的关系曲线；
9.改变发射端和接收端线圈的尺寸，重复步骤3-6，观察输出电压的
变化；
10.根据测量结果，绘制输出电压与线圈尺寸的关系曲线；
11.分析实验结果，探讨传输效率与频率、距离、线圈尺寸的关系。
五、实验注意事项：
1.实验时需保证线圈与电容及电阻之间的连线正确；
2.实验时应注意观察信号源和示波器的显示，避免高频电磁场对其他
设备造成干扰；
3.实验时需小心操作，避免触摸电源线或其他高压部件。
六、预期结果：
1.通过实验数据得出输出电压与频率、距离、线圈尺寸之间的关系曲线；
2.分析曲线，得出传输效率与频率、距离、线圈尺寸的关系；
3.得出优化磁耦合谐振式无线电能传输系统的方向，以提高传输效率。
2023年无线课程设计实验报告
扩频试验汇报学院: 电子信息工程学院专业: 通信工程组员: 12211008 吕兴孝 12211010 牟文婷12211096 郑羲 12211004 冯顺任课教师: 姚冬萍 1试验四扩频试验一、试验目旳在本试验中你要基于labview+usrp平台实现一种扩频通信系统, 你需要在对扩频技术有一定理解旳基础上编写程序, 完毕所有规定旳试验任务。
在这一过程中会让你对扩频技术有更直接和感性旳认识, 并深入掌握在labview+usrp平台上实现通信系统旳技巧。
二、试验环境与准备软件环境: labview 2023（或以上版本）；硬件环境: 一套usrp和一台计算机；试验基础: 理解labview编程环境和usrp旳基本操作；知识基础: 理解扩频通信旳基本原理。
三、试验简介1.扩频通信技术简介扩频通信技术是一种十分重要旳抗干扰通信技术, 可以大大提高通信系统旳抗干扰性能, 在电磁环境越来越恶劣旳状况下, 扩频技术在诸多通信领域均有了十分广泛旳应用。
扩频技术简朴来讲就是将信息扩展到非常宽旳带宽上——确切地说, 是比数据速率大得多旳带宽。
在扩频系统中, 发端用一种特定旳调制措施将原始信号旳带宽加以扩展, 得到扩频信号；然后在收端对接受到旳扩频信号进行解扩处理, 把它恢复为原始旳窄带信号。
扩频系统之所有具有较强旳抗干扰能力, 是由于接受端在接受到扩频信号后, 需要通过有关处理对接受信号进行带宽旳压缩, 将其恢复成窄带信号。
对于干扰信号而言, 由于与扩频信号不有关, 因此会被扩展到很宽旳频带上, 使之进入信号带宽内旳干扰功率大幅下降, 即增长了有关器输出端旳信号/干扰比。
因此扩频系统对大多数人为干扰都具有很强旳抵御能力。
22.发射端程序简介本试验包括发射端和接受端两个主程序, 其中发射端主程序top_tx旳前面板如图1所示。
图1 发射端程序前面板前面板上部旳选项卡控件中可以配置各项参数。
在硬件参数部分中可以配置usrp旳ip 地址、载波频率等参数；在信号参数部分中可以配置调制方式、设配采样速率、成型滤波器等参数；在信道模型参数部分中你可以选择不一样旳信道模型并设置噪声功率；在右侧你可以设置扩频码旳长度。
无线电综合实训报告范文
一、摘要本次无线电综合实训为期两周，旨在通过实际操作和理论学习，提高学生对无线电技术的基本技能和综合应用能力。
通过实训，学生掌握了无线电通信原理、无线电设备的使用与维护、无线电波的传播特性等内容，提高了团队协作能力和实际操作能力。
以下是对本次实训的详细总结。
二、实训目的1. 使学生了解无线电通信的基本原理，掌握无线电设备的使用与维护方法。
2. 培养学生实际操作能力，提高学生在无线电领域解决实际问题的能力。
3. 增强学生的团队协作意识，提高学生之间的沟通与配合能力。
4. 激发学生对无线电技术的兴趣，为今后从事相关工作奠定基础。
三、实训内容1. 无线电通信原理学习：讲解无线电通信的基本原理，包括调制、解调、信号传输等过程，使学生了解无线电通信的基本概念。
2. 无线电设备的使用与维护：学习无线电发射机、接收机、天线等设备的使用方法，了解设备的性能指标，掌握设备的日常维护保养技巧。
3. 无线电波的传播特性研究：探讨无线电波在传播过程中的衰减、反射、折射等现象，了解不同环境下的传播特性。
4. 无线电通信系统设计：分组进行无线电通信系统设计，包括信道选择、调制方式、天线设计等，提高学生实际操作能力。
5. 无线电设备操作实训：在专业教师的指导下，学生实际操作无线电设备，进行通信实验，验证理论知识。
6. 团队协作与沟通：在实训过程中，学生需要与团队成员共同完成实训任务，培养团队协作能力和沟通能力。
四、实训过程1. 理论学习：学生通过自学和课堂讲解，掌握无线电通信的基本原理。
2. 无线电设备操作实训：学生在专业教师的指导下，学习无线电设备的使用方法，进行通信实验。
3. 无线电通信系统设计：学生分组进行无线电通信系统设计，培养实际操作能力。
4. 团队协作与沟通：在实训过程中，学生与团队成员共同完成任务，提高团队协作能力和沟通能力。
五、实训成果1. 学生掌握了无线电通信的基本原理，了解了无线电设备的使用与维护方法。
2. 学生具备了一定的无线电通信系统设计能力，能够根据实际需求进行系统设计。
无线电实验报告
无线电实验报告无线电实验报告引言无线电技术作为一项重要的通信工具，广泛应用于各个领域。
本次实验旨在通过搭建一个简单的无线电通信系统，深入了解无线电的原理和应用。
本文将从实验的目的、实验装置的搭建、实验过程的记录以及实验结果的分析等方面，详细介绍本次无线电实验的过程和结果。
实验目的本次实验的主要目的是通过搭建一个简单的无线电通信系统，加深对无线电原理的理解，并掌握基本的无线电通信技术。
具体包括以下几个方面：1. 理解无线电波的传播原理和特性；2. 掌握无线电收发信机的基本原理和搭建方法；3. 熟悉调频和调幅调制技术，了解不同调制方式的特点；4. 学会使用无线电通信系统进行简单的通信。
实验装置的搭建本次实验所需的装置包括无线电收发信机、天线、音频输入设备等。
首先，我们需要搭建一个简单的无线电收发信机，用于发送和接收无线电信号。
其次，选择合适的天线，用于无线电波的发射和接收。
最后，将音频输入设备连接至无线电收发信机，用于输入声音信号。
实验过程的记录在实验过程中，我们首先按照实验装置的搭建要求，逐步组装无线电收发信机。
接下来，将天线连接至无线电收发信机，并调整天线的位置和方向，以获得最佳的信号传输效果。
然后，将音频输入设备连接至无线电收发信机，调节音频输入的音量和频率，确保输入的声音信号能够被准确地传输和接收。
实验结果的分析通过实验，我们成功搭建了一个简单的无线电通信系统，并进行了一系列的通信测试。
在测试过程中，我们发现无线电波的传播距离受到环境、天气等因素的影响。
在开阔的地区，无线电信号的传输距离较远，信号质量较好；而在有遮挡物的地方，无线电信号的传输距离较短，信号质量较差。
此外，我们还发现调频和调幅调制技术在无线电通信中的应用。
通过调节调频的频率或调幅的幅度，我们可以实现不同的信号传输方式。
调频方式适用于音频信号的传输，而调幅方式适用于语音和数据信号的传输。
结论通过本次实验，我们深入了解了无线电的原理和应用。
无线电实验报告
无线电实验报告
《无线电实验报告》
在这次无线电实验中，我们使用了一台简单的无线电发射器和接收器，探索了
无线电波的传播和接收原理。
通过实验，我们对无线电技术有了更深入的了解，并且学到了一些有趣的知识。
首先，我们搭建了一个简单的无线电发射器，使用了一个电池作为能源，一个
电容和一个线圈作为振荡器，以产生无线电波。
我们调节了电容和线圈的数值，使得发射器能够发出一定频率的无线电波。
接着，我们使用一个无线电接收器
来接收这些无线电波，并且成功地将它们转换成声音信号。
在实验过程中，我们发现无线电波的传播距离受到很多因素的影响，比如天线
的高度、地形的起伏、以及周围环境中的其他无线电干扰。
通过不断调整天线
的高度和方向，我们成功地改善了信号的接收效果，这也让我们更加深入地理
解了无线电波的传播特性。
除此之外，我们还学习了一些无线电通信的基本原理，比如调频调幅等。
我们
了解到无线电技术在现代通信中的重要性，无线电波的应用范围非常广泛，从
广播电台到卫星通信，都离不开无线电技术的支持。
通过这次实验，我们不仅对无线电技术有了更深入的了解，也对科学实验有了
更多的体验和感悟。
我们相信，通过不断地学习和探索，我们能够更好地理解
并应用无线电技术，为人类社会的发展做出更大的贡献。
无线电实验报告
无线电实验报告一、实验目的本次无线电实验的目的是了解无线电的基本原理和使用方法，并掌握无线电的调试和测试技巧。
二、实验原理无线电是一种通过电磁波进行传输和通信的技术。
无线电是利用无线电波传输信息的过程，通过调制和解调技术将信息转换成适合在无线电波中传输的形式。
无线电系统由三部分组成：发送器、信道和接收器。
发送器将信息转换成无线电信号并发送到信道中，信道通过电磁波传输信号，接收器接收并解调信号，将其转换回原始的信息形式。
三、实验设备•信号发生器•调频电台•示波器•负载电阻•各类连接线四、实验步骤1.接线：将信号发生器与调频电台连接，连接线的一端插入信号发生器的输出端口，另一端插入调频电台的输入端口。
确保连接牢固。
2.设置参数：在信号发生器上设置所需的频率和幅度，以及调频电台的接收频率。
3.测试调频电台：打开示波器并将探头接到调频电台的输出端口。
调整示波器的各项参数，观察输出的波形，判断是否正常工作。
4.进行调频电台的调试：使用信号发生器产生不同频率的信号，通过调节调频电台的接收频率，观察示波器上信号的变化，确保调频电台能够正确接收不同频率的信号。
5.测试传输距离：在一定距离内设置两台调频电台，将其中一台设置为发射模式，另一台设置为接收模式。
逐渐增加发射电台的输出功率，观察接收电台的信号强度，确定最佳传输距离。
6.测试抗干扰能力：在信号发生器附近放置其他电子设备，如手机、电视等，观察调频电台接收到的信号是否受到干扰。
五、实验结果与分析在进行实验过程中，我们成功完成了无线电的调试和测试。
通过观察示波器上的波形和调频电台接收到的信号强度，可以判断调频电台的工作状态和性能。
在测试传输距离时，我们发现随着发射电台的输出功率增加，接收电台的信号强度逐渐增强，但当功率过大时，信号的质量反而变差。
这是因为过高的功率会引起信号传输中的失真和干扰。
在测试抗干扰能力时，我们发现调频电台的抗干扰能力较强，即使附近有其他电子设备的干扰也不会造成明显的影响。
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在这一过程中会让你对扩频技术有更直接和感性的认识，并进一步掌握在LabVIEW+USRP平台上实现通信系统的技巧。
二、实验环境与准备软件环境：LabVIEW 201X（或以上版本）；硬件环境：一套USRP和一台计算机；实验基础：了解LabVIEW编程环境和USRP的基本操作；知识基础：了解扩频通信的基本原理。
三、实验介绍1、扩频通信技术简介扩频通信技术是一种十分重要的抗干扰通信技术，可以大大提高通信系统的抗干扰性能，在电磁环境越来越恶劣的情况下，扩频技术在诸多通信领域都有了十分广泛的应用。
扩频技术简单来讲就是将信息扩展到非常宽的带宽上——确切地说，是比数据速率大得多的带宽。
在扩频系统中，发端用一种特定的调制方法将原始信号的带宽加以扩展，得到扩频信号；然后在收端对接收到的扩频信号进行解扩处理，把它恢复为原始的窄带信号。
扩频系统之所有具有较强的抗干扰能力，是因为接收端在接收到扩频信号后，需要通过相关处理对接收信号进行带宽的压缩，将其恢复成窄带信号。
对于干扰信号而言，由于与扩频信号不相关，所以会被扩展到很宽的频带上，使之进入信号带宽内的干扰功率大幅下降，即增加了相关器输出端的信号/干扰比。
因此扩频系统对大多数人为干扰都具有很强的抵抗能力。
22、发射端程序简介本实验包括发射端和接收端两个主程序，其中发射端主程序top_tx的前面板如图1所示。
无线电工程实验报告
无线电工程实验报告在无线电工程实验中，我们主要研究了无线电信号的传输原理、调制解调技术及其在通信系统中的应用。
通过实验，我们深入了解了无线电通信的工作原理，为今后在无线电工程领域的学习和应用打下了坚实的基础。
首先，在实验中我们学习了无线电信号的传输原理。
无线电波是一种电磁波，可以在空间中传播，并能够携带信息。
在实验中，我们通过示波器观察了不同频率的无线电信号的波形变化，了解了无线电信号的特点和传输规律。
通过实验，我们掌握了如何产生、调制和解调无线电信号，为后续实验和研究奠定了基础。
其次，我们学习了调制解调技术在通信系统中的应用。
调制是指将要传输的信息信号转化为适合在信道中传输的信号，而解调则是将接收到的信号转化为原始信息信号。
在实验中，我们通过调制解调器将模拟信号转化为数字信号，并实现了数字信号的传输和接收。
我们还学习了不同调制方式的特点和适用场景，例如调幅调频、调幅调相等调制方式。
通过实验，我们深入理解了调制解调技术在通信系统中的重要性，为今后的通信系统设计和优化提供了参考。
最后，我们通过实验验证了无线电工程中的理论知识。
在实验中，我们使用示波器、信号发生器等仪器进行测量和观测，得到了实验数据并进行了分析和总结。
通过实验结果，我们确立了无线电信号的传输特性、调制解调技术的应用效果，并验证了理论知识的正确性。
同时，实验也帮助我们发现了一些问题和不足之处，为未来的实验和研究提供了反思和改进的方向。
综上所述，无线电工程实验对于我们深入理解无线电通信的原理和技术具有重要意义。
通过实验，我们学习了无线电信号的传输原理、调制解调技术及其在通信系统中的应用，为今后在无线电工程领域的学习和发展奠定了基础。
希望通过不断的实践和探索，我们能够更好地应用无线电工程知识，为推动通信技术的发展做出积极贡献。
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实验报告
1.实验原理
与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚，实现电能的无线传输是人类多年的一个美好追求。
无线电能传输技术（Wireless Power Transfer, WPT）也称之为非接触电能传输技术（ Contactless PowerTransmission, CPT），是一种借于空间无形软介质（如电场、磁场、微波等）实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式，该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究，是能源传输和接入的一次革命性进步。
无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷，是一种有效、安全、便捷的电能传输方法，因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。
该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、RFID识别等领域具有重要的应用价值，而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和实际意义。
在中国科协成立五十周年的系列庆祝活动中，无线能量传输技术被列为“10 项引领未来的科学技术”之一。
到目前为止，根据电能传输原理，无线电能传输大致可以分为三类：感应耦合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。
作为一个新的无线电能传输技术，磁耦合谐振式是基于近场强耦合的概念，基本原理是两个具有相同谐振频率的物体之间可以实现高效的能量交换，而非谐振物体之间能量交换却很微弱。
磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间，因此也被称之为中尺度（mid-range）能量传输技术，其尺度为几倍的接收设备尺寸（可扩展到几米到几十米）。
除了较大的传输距离，还存在以下优势：由于利用了强耦合谐振技术，可以实现较高的功率（可达到kW）和效率；系统采用磁场耦合（而非电场，电场会发生危险）和非辐射技术，使其对人体没有伤害；良好的穿透性，不受非金属障碍物的影响。
因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。
基于磁耦合谐振技术的无线电能传输技术主要利用的是近场磁耦合共振技术，共振系统由多个具有相同本征频率的物体构成，能量只在系统中的物体间传递，与系统之外的物体基本没有能量交换，在达到共振时，物体振动的幅度达到最大。
基于磁耦合谐振技术的无线电能传输系统一般由高频发射源、发射系统、接收系统、负载等部分组成，其中发射系统和电磁接收系统，是无线电能传输系统的关键部分。
其典型模型如下图所示。
由下图可知发射系统包括励磁线圈和发射线圈，它们之间是通过直接耦合关系把能量从励磁线圈传到发射线圈，励磁线圈所需能量直接从高频电源处获得。
电磁接收系统包括接收线圈和负载线圈，它们之间也是通过直接耦合关系把能量从接收线圈传到负载线圈。
发射线圈与接收线圈之间通过空间磁场的谐振耦合实现电能的无线传输。
目前国内外的学者多利用“耦合模”理论对磁耦合谐振技术的无线电能传输技术进行分析，并得到能量高效传输的必要条件[13]：
①发射线圈和接收线圈的固有谐振频率相同，并具有较高的品质因数；
虽然“耦合模”理论对无线电能传输技术基本原理进行了解释，但是在涉及具体电路及其参数的设计问题上“耦合模”理论也有一定的局限性，因此本文利用互感理论来进一步分析问题，尤其是利用该方法在参数设计方面进行探索。
基于磁耦合谐振技术的无线电能传输系统的等效电路模型如下图所示，励磁线圈由激励源（高频功放）V S和单匝线圈组成，负载线圈由单匝线圈和负载组成，发射和接收线圈均由具有相同谐振频率的多匝线圈组成。
在系统设计时为了
降低设计的复杂性，将发射和接收线圈设计成相同的尺寸和机械结构，因此，两线圈的等效参数可认为是一致的。
上图中激励源内阻为R S，负载电阻为R L；L1、L2、L3、L4分别为励磁线圈射线圈、接收线圈和负载线圈的等效电感；C1、C2、C3、C4分别为励磁线圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈的等效电容；R P1、R P2、R P3和R P4分别为励磁圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈内由于趋肤效应等因素产生的损耗电阻；R rad1、R rad2、R rad3、R rad4分别为励磁线圈、发射线圈、接收线圈和负载线圈的辐射等效电阻。
将励磁线圈的电路反射到发射线圈，相当于发射线圈中加入一个感应电动势；而将负载线圈反射到接收线圈相当于接收线圈增加了一个反射阻抗，其等效电路如下图所示。
设流过发射线圈和接收线圈的电流分别为I 1、I2，方向如下图所示。
根据基尔霍夫电压定律（KVL），
上图为无线电能传输系统的简化电路。
由此图可推导出：
2.实验步骤
a. 在印刷电路板上绕制所需电感线圈(发射极)
b．测量所绕制的电感线圈的电感值L。
c．根据所测得的L值，初定角频率w，并计算出匹配电容的理论值C
0 d．根据匹配电容的理论值 C
匹配电容组合，并通过比对示波器上的电压
电流波形，确定匹配电容的实际值C。
3.实验过程及数据
先将导线绕入印刷电路板，然后用透明胶粘好，使导线位置固定，然后除去两头导线的绝缘层，测量其电感值，如下图所示：
得出所绕制的电感线圈的电感稳定值为1.61uH
由w2CL=1可知，定f=200KHz，
所以w=1256.64 rad/s,所需匹配电容的值为：C
=393nF
如上图，根据计算的理论电容值，匹配组合出实际电容值，并通过对比电流、电压波形，对实际的匹配电容值进行微调。
微调直至匹配电容值相应的电流、电压波形同相。
=357nF 根据示波器的波形，可以认定匹配电容值达到要求，实际值C
实际根据接收端电路谐振理论电容，微调电容使接收端电路达到谐振状态。
接收端线圈电感为1 uH，由上公式错误！未找到引用源。
LC=1可算得，接收端电容理论值为C=633nF。
实际微调至C=720nF时接收端电路电压电流同相，达到谐振状态。
将匹配好的发射端电路连接至电源，接收端电路与负载相连。
因为我们制作的电感太小，导致耦合系数太小，而且实验条件有限，我们所做实验的负载为小灯泡。
当电源打开时，负载端的电压电流很小，只能观察到小灯泡及其微弱的亮光。
4.实验感想
1.由于前期的理论准备不充分，和对课程设计的实验具体过程不熟悉，导致实际进行实验操作时，很多所需实验数据都需要花费实验时间计算。
2.前期制作电感线圈所花费的时间很长，是因为我们的动手操作能力不足，也是相关的经验太少。
3.在匹配电容时，计算出现了问题，是老师和实验室的学长帮助我们算出了正确的理论值，并向我们示范正确的匹配电容操作流程。
我们深感自己理论知识和实践能力的不足，希望可以在以后努力赶上，向优秀的研究生学长学习！
4.向带病指导我们的肖老师表达崇敬的致意和感谢！。