[發明專利]一種低速采樣補償的時間反演無線輸能系統及方法

有效

• 申請號: 201810657983.4
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108880004B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 胡斌杰;林志武;廖鵬
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J50/20
• 分類號: H02J50/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

1.一種低速采樣補償的時間反演無線輸能系統，其特征在于，包括：用戶端和基站端；所述用戶端和所述基站端無線連接；

所述用戶端包括儲能電容、基帶脈沖信號發生器、充電開關和混頻器；

所述儲能電容用于在儲存的電能低于預設閾值時，產生觸發信號；

所述基帶脈沖信號發生器通過所述充電開關與所述儲能電容連接，用于依據接收到的所述觸發信號，產生寬帶脈沖信號；

所述混頻器與所述基帶脈沖信號發生器連接，用于將本振信號與所述寬帶脈沖信號進行混頻，產生高頻寬帶脈沖信號，并將所述高頻寬帶脈沖信號經多徑環境無線發送至所述基站端；

所述基站端包括低速模數轉換器、模數補償模塊、高頻寬帶時間反演模塊、數模補償模塊和數模轉換模塊；

所述低速模數轉換器用于接收經多徑環境傳輸后的高頻寬帶脈沖信號，并將接收到的信號轉換為低速采樣數字信號；

所述模數補償模塊與所述低速模數轉換器連接，用于對所述低速采樣數字信號進行補償，得到高頻寬帶數字信號；所述模數補償模塊采用壓縮感知算法對接收到的信號進行補償；

所述高頻寬帶時間反演模塊與所述模數補償模塊連接，用于對所述高頻寬帶數字信號進行時域逆序處理，得到高頻寬帶數字反演信號；

所述數模補償模塊與所述高頻寬帶時間反演模塊連接，用于將所述高頻寬帶數字反演信號分解為多路窄帶數字反演信號；所述數模補償模塊采用頻率交叉存取算法對接收到的信號進行補償；

所述數模轉換模塊與所述數模補償模塊連接，所述數模轉換模塊包括多個低速數模轉換器，用于將多路所述窄帶數字反演信號合并為一路高頻寬帶模擬反演信號，并將所述高頻寬帶模擬反演信號通過多徑環境無線發送至所述用戶端；所述儲能電容依據經多徑環境傳輸后的高頻寬帶模擬反演信號儲存電能。

2.根據權利要求1所述的一種低速采樣補償的時間反演無線輸能系統，其特征在于，所述用戶端還包括：

第一濾波放大器，與所述混頻器連接，用于對所述高頻寬帶脈沖信號進行濾波和放大處理；

第一發送天線，與所述第一濾波放大器連接，用于將處理后的高頻寬帶脈沖信號經多徑環境無線發送至所述基站端。

3.根據權利要求1所述的一種低速采樣補償的時間反演無線輸能系統，其特征在于，所述基站端還包括：

第一接收天線，與所述用戶端無線連接，用于接收經多徑環境傳輸后的高頻寬帶脈沖信號；

第二濾波放大器，分別與所述第一接收天線和所述低速模數轉換器連接，用于接收所述第一接收天線接收的高頻寬帶脈沖信號，對接收到的信號進行濾波和放大處理，并將處理后的信號發送至所述低速模數轉換器。

4.根據權利要求1所述的一種低速采樣補償的時間反演無線輸能系統，其特征在于，所述基站端還包括：

第三濾波放大器，與所述數模轉換模塊連接，用于接收所述數模轉換模塊發送的高頻寬帶模擬反演信號，并對接收到的信號進行濾波和放大處理；

第二發送天線，與所述第三濾波放大器連接，用于將所述第三濾波放大器處理后的信號無線發送至所述用戶端。

5.根據權利要求1所述的一種低速采樣補償的時間反演無線輸能系統，其特征在于，所述用戶端還包括：

第二接收天線，與所述基站端無線連接，用于接收經多徑環境傳輸后的高頻寬帶模擬反演信號；

整流電路，分別與所述第二接收天線和所述儲能電容連接，用于接收所述第二接收天線接收的信號，對接收到信號進行整流，得到直流電能，并將所述直流電能存儲到所述儲能電容。

6.根據權利要求1所述的一種低速采樣補償的時間反演無線輸能系統，其特征在于，所述用戶端還包括：

第一振蕩器，與所述混頻器連接，用于產生本振信號。

7.根據權利要求1所述的一種低速采樣補償的時間反演無線輸能系統，其特征在于，所述基站端還包括：

第二振蕩模塊，與所述數模轉換模塊連接；所述第二振蕩模塊包括多個振蕩器，每個所述振蕩器對應連接一個低速數模轉換器；所述第二振蕩模塊用于產生多個不同頻率的本振信號。

8.一種低速采樣補償的時間反演無線輸能方法，其特征在于，包括：

當用戶端中的儲能電容在儲存的電能低于預設閾值時，產生觸發信號，充電開關閉合；

基帶脈沖信號發生器依據接收到的所述觸發信號，產生寬帶脈沖信號，并將所述寬帶脈沖信號發送至混頻器；所述混頻器將所述寬帶脈沖信號與第一振蕩器產生的本振信號混頻，得到高頻寬帶脈沖信號，并將所述高頻寬帶脈沖信號經第一濾波放大器和第一發送天線發送至多徑環境，再經多徑環境傳輸后進入基站端；

基站端中的第一接收天線接收經多徑環境傳輸后的高頻寬帶脈沖信號，依次經過第二濾波放大器、低速模數轉換器的處理以及模數補償模塊的補償后，得到高頻寬帶數字信號；所述模數補償模塊采用壓縮感知算法對接收到的信號進行補償；高頻寬帶時間反演模塊對所述高頻寬帶數字信號進行時域逆序處理，得到高頻寬帶數字反演信號；所述高頻寬帶數字反演信號依次經過數模補償模塊的補償和數模轉換模塊的處理后，得到高頻寬帶模擬反演信號；所述數模補償模塊采用頻率交叉存取算法對接收到的信號進行補償；所述高頻寬帶模擬反演信號經第三濾波放大器和第二發送天線發送至多徑環境，并經多徑環境傳輸后進入用戶端；

用戶端中的第二接收天線接收經多徑環境傳輸后的高頻寬帶模擬反演信號，接收到的信號經整流電路整流后得到直流電能，所述儲能電容儲存所述直流電能。