本书是关于电波无线能量传输技术的最新力作，全面介绍了电波无线能量传输的各方面内容。全书共11章，第2~5章论述了电波无线能量传输系统涉及的关键技术，第6~9章论述了电波无线能量传输技术的典型应用，第10~11章论述了电波无线能量传输技术的共存性问题。全书概念清晰，组织有序，层次分明，主要章节都采用理论结合实践的方式展开论述，提供了很多研究开发的实例。读者既可以找到直接的设计参考，也能获得全方位的帮助。

推 荐 序 我々の社会は電気エネルギーに依存ししている。現在の電気エネルギーの利用法は、発電所で発電した電気を、その電源からユーザーまで途切れることなく有線でつなぎ供給するか、化学エネルギーに変換して蓄電池に蓄え、電源から切り離し持ち運ぶかである。ワイヤレス給電はこの2つの中間にあり、「ワイヤレスで電源とユーザーをつなぐ」革新技術として、近年世界中で研究や実用化が盛んになっている。本書は世界のワイヤレス給電の最先端の研究を基礎から応用まで網羅した基本的なテキストである。本書が中国語に訳され、出版されることでさらに幅広い読者に読んでもらえるようになることに感謝したい。多くの私の中国の友人の研究者たちや学生たちも、本書が出版されることでより深くワイヤレス給電について学んでもらえることと思う。その結果、ワイヤレス給電という革新的な技術の研究のすそ野が広がり、技術がより発展でき、最終的には人間社会の変革にまでつながることと考える。最後に本書の中国語訳に関し、友人の中国CASTの董士伟氏、私の研究室博士課程学生の楊波氏には多大な努力をしていただいた。ここに感謝したい。 当今社会的运行非常依赖电能。而当前电能的使用方式是通过输电线将发电厂的电能连接到用户，或者将电能转换为化学能储存在蓄电池中，拔掉电源线后再来使用。无线充电技术介于这两种方式之间，并且作为一种“无线连接电源和用户”的革新技术，近年来在全球范围内都在积极进行研究和产业化。作为一部基础性著作，本书涵盖了世界范围内有关无线充电技术从基础到应用的前沿研究。在此致谢将本书翻译成中文出版的所有相关人员，使更多的读者可以阅读到本书。本书出版后，我想许多我的中国友人研究学者和学生也可以更进一步的了解无线充电技术。因此，我相信这将扩大无线充电技术这一革新技术的相关研究，进一步推动无线充电技术的发展，最终将间接推动人类社会的变革。最后，关于本书的中文译本，中国空间技术研究院的友人董士伟博士和我研究团队的博士生杨波先生付出了很大的努力，在此深表感谢。 篠原真毅 2021年9月，于京都 前言（原著） 设想一下，在未来社会，如果不再通过电池或电缆供电，人们或许会忽视电力在日常生活中的重要地位。移动电话将能终日待机而不会发生蓄电不足，万亿传感器设施可以持续地收集无处不在的大数据信息，从而使人们及时洞悉大大小小的社会问题。这样的未来不是梦，也不是科幻小说，我所描述的正是眼前的未来，是一个因无线能量传输（WPT）技术变革的社会。WPT技术是基于电波和无线技术发展起来的，而它们已在无线通信和遥感中得到率先应用。本书将介绍WPT技术的最新研究进展和前沿应用。希望谨借此书，与你分享一个无需电池和电缆的电气化未来。 篠原真毅 未来的无线能量传输社会 前言（译著） 《电波无线能量传输技术研究与进展》是日本京都大学篠原真毅教授联合21位知名学者，集多年心血而成的重要学术成果，于2018年出版发行，并在国际天线理论与工程界引起巨大反响。中国空间技术研究院西安分院和空间微波技术重点实验室的研究人员较早接触到这部书，并多受启迪，对研究产生了显著的促进作用。为便于使这部鸿篇巨制更好地为国内天线界学者和工程师所用，在指导委员会的领导下，翻译工作委员会经过2年的努力将原著翻译为中文版。 《电波无线能量传输技术研究与进展》一书包含11章，内容全面，覆盖了电波无线能量传输的发展历程、关键技术、系统设计、应用等。而译者也是具有相关研究背景的学者和技术人员。在翻译的过程中，翻译组与原作者进行了必要的交流，以保证译著的质量。 《电波无线能量传输技术研究与进展》的第1、2章由董士伟、董亚洲翻译，第3、7章由董士伟翻译，第5、9章由董士伟、王颖翻译，第4、6、10章由李成国翻译，第8、11章由李小军和龚静文翻译。全书由董士伟统稿。在本书翻译过程中，得到了电子工业出版社张迪编辑的大力协助，在此致以由衷的谢意。本书的出版也得到国家自然科学基金项目（项目号51777168和61801374）的部分资助。 为保持本书内容与原版书内容一致，全书中的参考文献与原版书保持一致。 原著主编篠原真毅教授、上海大学杨雪霞教授、浙江大学冉立新教授给予翻译组极大支持，在此也特对他们致以谢意。 译 者 2021年9月，于西安

目　　录 1　绪论 （1） 1.1　引言：无线能量传输简史 （1） 1.2　无线能量传输技术 （4） 1.3　参考文献 （5） 第I部分：相关技术 2　无线能量传输中的固态电路 （9） 2.1　引言 （9） 2.2　低功率无线能量收集 （10） 2.3　中功率无线能量传输 （19） 2.3.1　中功率微波发射电路 （20） 2.3.2　中功率微波整流电路 （20） 2.4　高功率定向波束传输 （23） 2.5　大功率近场感应无线能量传输 （28） 2.6　结论 （31） 2.7　参考文献 （31） 3　微波电子管发射机 （38） 3.1　引言 （38） 3.2　磁控管 （38） 3.2.1　工作原理 （39） 3.2.2　烘箱磁控管降噪方法 （40） 3.2.3　注入锁定磁控管 （41） 3.2.4　相位控制磁控管 （41） 3.2.5　幅相控制磁控管 （42） 3.2.6　功率可变相控磁控管 （43） 3.2.7　磁控管微波能量传输演示验证 （44） 3.3　速调管 （45） 3.3.1　工作原理 （45） 3.3.2　速调管无线能量传输演示验证 （46） 3.4　增幅管 （46） 3.5　总结 （47） 3.6　参考文献 （48） 4　天线技术 （52） 4.1　引言 （52） 4.2　远场波束效率 （53） 4.3　近场辐射波束效率 （54） 4.4　感应近场波束效率 （55） 4.5　接收天线波束收集效率 （57） 4.6　相控阵天线波束形成 （60） 4.7　波达方向 （63） 4.8　参考文献 （66） 5　整流天线效率 （68） 5.1　引言 （68） 5.1.1　何为整流天线 （68） 5.1.2　能量收集中的整流天线 （70） 5.1.3　历史回顾 （71） 5.1.4　效率链 （72） 5.1.5　整流天线效率优化 （72） 5.2　天线效率 （73） 5.2.1　高效天线 （73） 5.2.2　天线阵列 （74） 5.2.3　高阻抗天线（更利于匹配） （74） 5.2.4　宽带天线 （75） 5.2.5　不含匹配网络的整流天线集成设计 （75） 5.2.6　大立体角高增益整流天线 （75） 5.3　匹配网络 （77） 5.3.1　宽带整流器 （79） 5.3.2　工作输入范围宽的整流器 （79） 5.4　整流基本原理：RF-DC转换效率和直流损耗 （81） 5.4.1　转换效率 （81） 5.4.2　寄生效率 （83） 5.4.3　直流电源到负载的功率传输效率 （83） 5.4.4　非线性增强 （84） 5.4.5　结电阻增加 （86） 5.4.6　低温工作 （86） 5.4.7　增强输入功率 （87） 5.4.8　同步开关整流器（自同步整流器） （88） 5.4.9　谐波管理 （89） 5.4.10　晶体管低传导损耗 （90） 5.4.11　具有弱非线性结电容的二极管 （91） 5.5　升压效率 （91） 5.5.1　商业化电路 （91） 5.5.2　引人瞩目的实验结果 （92） 5.6　结论 （93） 5.7　参考文献 （93） 第II部分：应用 6　远场能量收集和后向散射通信 （103） 6.1　引言 （103） 6.2　种植型射频收集 （104） 6.2.1　WISP （104） 6.2.2　WISPCam （106） 6.2.3　应用 （107） 6.3　环境射频能量收集 （112） 6.3.1　电力供应途径构建 （113） 6.3.2　多频段能量采集 （116） 6.3.3　环境后向散射 （119） 6.4　结论 （120） 致谢 （120） 6.5　参考文献 （120） 7　使用无线充电的分布式传感 （124） 7.1　引言 （124） 7.2　物联网（IoT） （125） 7.2.1　WPT支持的物联网（目前的实例） （125） 7.2.2　物联网未来发展轨迹 （126） 7.2.3　未来物联网发展的传感器及实例 （127） 7.2.4　阻抗传感器 （128） 7.2.5　零功率无线裂缝传感器 （130） 7.2.6　多比特无芯片传感器标签 （132） 7.2.7　WPT推动分布式传感的实现 （133） 7.2.8　射频供电的用于识别和定位的环保型应答器 （134） 7.2.9　用于无线义肢控制的射频供电植入式传感器 （135） 7.2.10　用于环境监测的射频功率温度传感器 （138） 7.3　空间互联网 （138） 7.3.1　生态系统 （138） 7.3.2　空间互联网未来发展轨迹 （139） 7.3.3　卫星集群愿景 （140） 7.4　结论 （141） 7.5　参考文献 （141） 8　IoT （146） 8.1　引言 （146） 8.2　后向散射通信 （147） 8.2.1　高速率后向散射QAM调制 （149） 8.2.2　具有WPT功能的后向散射QAM （153） 8.2.3　用于移动无源反向散射传感器的高效无线能量传输系统 （156） 8.3　参考文献 （160） 9　波束式无线能量传输和太阳能发电卫星 （162） 9.1　引言 （162） 9.2　面向固定目标的远距离波束式无线能量传输 （163） 9.3　面向固定目标的中短距离波束式无线能量传输 （165） 9.4　面向移动目标的波束式无线能量传输 （168） 9.5　太阳能发电卫星（SPS） （171） 9.6　参考文献 （175） 第III部分：无线能量传输的共存 10　人体电磁安全及国际健康评估 （181） 10.1　引言 （181） 10.2　电磁场与健康的历史背景 （181） 10.3　电磁场对健康影响评估的相关研究 （182） 10.3.1　概述 （182） 10.3.2　流行病学研究 （183） 10.3.3　动物实验 （185） 10.3.4　细胞实验 （186） 10.4　WHO和IARC评估及相关趋势 （187） 10.5　电磁过敏 （190） 10.6　电磁场生物效应和风险沟通 （190） 10.7　结论 （190） 10.8　参考文献 （191） 11　2.4GHz频段WPT和WLAN的共存 （194） 11.1　引言 （194） 11.2　连续WPT和WLAN数据传输的邻近信道工作模式 （195） 11.2.1　连续无线能量传输试验装置 （195） 11.2.2　测试结果 （196） 11.3　断续WPT和WLAN数据传输的共信道工作模式 （197） 11.3.1　断续无线能量传输试验装置 （197） 11.3.2　共信道工作模式下的丢帧率估计 （198） 11.3.3　测试结果 （199） 11.4　基于暴露评估的速率自适应 （203） 11.4.1　速率自适应方案 （203） 11.4.2　基于整流天线输出暴露评估的速率自适应方案 （203） 11.5　结语 （204） 11.6　致谢 （205） 11.7　参考文献 （205）