高压功率放大器在水下超声无线电能传输系统测试中的应用

实验名称：水下超声波无线电传输系统测试

研究方向：随着科学技术的快速发展，人们发现，海洋资源的探索，开发和利用以及对海洋环境的监测与大量水下机电和传感设备的支持密不可分。为了确保水下机电设备的实时，可靠性和不间断的操作，有必要安全，方便地补充其功率。但是，传统的电源方法的缺点，例如高成本，柔韧性差和安全危害受充电距离和海水深度限制的安全危害。因此，可以在水下设备中使用的无线电传输技术受到了极大的关注。由于超声波具有良好的方向性，较长的传播距离，小声音衰减以及海水媒体中没有电磁干扰，因此超声波无线电传输技术已成为解决水下设备的电源问题的有效方法。这项研究进行了实验测试，以探讨影响效率的超声波无线电传递和指数参数的可行性。

实验的目的：通过独立的水下超声波无线电传输实验平台，我们探索了负载电阻，输入电压，传输距离和接收器对超声无线电能源传输系统的输出功率和传输效率的影响。

测试设备：信号发生器，ATA-4014高压功率放大器，发射/接收传感器，示波器等。

实验过程：使用AFG30122信号发电机以与传输频率相同的共振频率输出正弦波信号，并通过ATA-4014高压功率放大器通过ATA-4014扩增电信号，从而将电气信号转换为超声信号转移到传输的转换kaiyun.ccm，从而将电信转换为接收型传输，以转换传输。接收传感器将接收到的超声信号重新转换为电信号，并使用示波器读取接收传感器和负载电阻两端的电压值输出的电压值输出。

实验结果：测试条件：传输距离为30厘米，负载电阻为38.5。随着输入电压从20V增加到70V，输出功率逐渐从0.2W增加到2.11W。但是，传输效率显示出下降趋势。当传感器在人类下工作时，传感器的等效电路处于平行的静态电容和动态电阻器的平行模式，并且系统是电容的。根据交流电路理论，在压电传感器上负载的电流和电压之间必须存在0的相位差，从而产生反应能力，这将降低活性功率的输出和激发源效率kaiyun全站登录网页入口，同时，它将在电路中提高电能损失，从而极大地提高电能的强大发电能量，并降低了能量的高热量，并降低了传输效率。在不同的输入电压下，输出端的输入电流，相位差，有效输入功率和接收传感器两端的输出电压在没有负载下显示。随着输入电压的增加，输入电流的增加，输入电流和接收器两端的输出电压逐渐增加；同时，输入电压和电流之间的相位差也逐渐增加，0从20°增加到35°。如图2（b）所示，输入电压为60V，输入电流和输出电压之间的相位差为30°。反应能力的计算公式如下：

在公式中，U，IM和0分别是输入电压，输入电流和相位差。随着相位差的增加，反应能力会增加，从而导致有效输入功率降低，并且系统的能量传递效率也会降低。因此，在实际应用中kaiyun官方网站登录入口，需要匹配传感器，并且在传输端消除了电容引起的反应能力，从而减少了传输能力的负担并获得了更高的主动能力。

图2：具有不同输入电压的水下UWET系统的输出功率和能源传递效率

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