[發(fā)明專利]一種多天線能量傳輸設(shè)備、方法和裝置

有效

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• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108847722B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬剛剛;許杰
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02J50/20
• 分類號: H02J50/20;H02J50/80
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種多天線能量傳輸設(shè)備、方法和裝置，包括發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備，發(fā)送設(shè)備中包括多個發(fā)送天線；接收設(shè)備中包括多個接收天線、多個整流器和功分器；發(fā)送設(shè)備依據(jù)參數(shù)信息制定能量波束成型方案和能量分流系數(shù)，并根據(jù)能量波束成型方案向接收設(shè)備傳輸射頻能量，同時將能量分流系數(shù)傳輸給接收設(shè)備。接收設(shè)備中各接收天線可以將接收到的射頻能量傳輸至相應(yīng)的功分器；每個功分器與對應(yīng)的整流器連接，依據(jù)能量分流系數(shù)可以自適應(yīng)的將接收天線收集到的射頻能量進(jìn)行分流處理，從而保證傳輸至各整流器的射頻能量處于合適的范圍內(nèi)，有效解決了整流器受限于起始電壓和飽和電壓，導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)換效率低下的問題，提高了射頻能量的轉(zhuǎn)化效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多天線能量傳輸設(shè)備、方法和裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)如今手機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)、平板電腦以及各種可穿戴設(shè)備等電子設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用，對電子設(shè)備的充電要求越來越頻繁。無線充電技術(shù)能擺脫有線充電的束縛，具有便捷的特點(diǎn)。根據(jù)應(yīng)用范圍以及工作原理，現(xiàn)在的無線充電技術(shù)可分為：電感耦合、磁耦合共振、電磁輻射和激光波束等。

電磁輻射具有傳輸距離大、范圍廣、便于同時給多個接收機(jī)傳輸能量等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用前景非常廣泛，但同時也存在一些問題。由于射頻能量傳輸過程中，其路徑損耗非常大，這就導(dǎo)致對電子設(shè)備進(jìn)行充電的過程中，接收設(shè)備接收到的射頻能量非常有限。

針對上述問題，多天線射頻能量傳輸技術(shù)被運(yùn)用起來，通過優(yōu)化能量波束成型方案，提高射頻能量轉(zhuǎn)換效率。現(xiàn)有技術(shù)中包括兩種多天線結(jié)構(gòu)：第一種是每根天線各連接一個整流器的結(jié)構(gòu)；第二種是所有天線連接一個整流器的結(jié)構(gòu)。

對于接收設(shè)備內(nèi)用于將無線射頻能量轉(zhuǎn)化成直流電的整流器來說，由于其電路設(shè)計(jì)中的電容、電感等非線性元器件的存在，當(dāng)輸入電壓小于起始電壓時，電路停止工作；而當(dāng)輸入電壓大于飽和電壓時，轉(zhuǎn)化的電能趨于飽和，導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)化效率與輸入的射頻能量呈非線性關(guān)系，這就使得射頻能量在非線性區(qū)域時，不能充分轉(zhuǎn)化成電能。

對于第一種結(jié)構(gòu)，每根天線各連接一個整流器，存在射頻能量轉(zhuǎn)直流電時，單個整流器的輸出電壓過低受限于起始電壓，而不能正常工作問題。第二種結(jié)構(gòu)，所有天線連接一個整流器，則會導(dǎo)致整流器輸入的射頻能量電壓超過飽和電壓，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化效率低下。

可見，如何在保證整流器正常工作的情況下，提升射頻能量的轉(zhuǎn)化效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種多天線能量傳輸設(shè)備、方法和裝置，可以在保證整流器正常工作的情況下，提升射頻能量的轉(zhuǎn)化效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種多天線能量傳輸設(shè)備，包括發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備，其中，所述發(fā)送設(shè)備中包括有多個發(fā)送天線，所述接收設(shè)備包括有多個接收天線和多個整流器，所述接收設(shè)備還包括功分器；

各所述接收天線接收射頻能量，并將所述射頻能量傳輸至相應(yīng)的功分器；其中，所述射頻能量由所述發(fā)送設(shè)備依據(jù)能量波束成型方案通過所述發(fā)送天線向所述接收設(shè)備傳輸；所述能量波束成型方案由所述發(fā)送設(shè)備依據(jù)獲取的參數(shù)信息制定；

所述功分器與對應(yīng)的整流器連接，用于依據(jù)獲取的能量分流系數(shù)，對相應(yīng)的射頻能量進(jìn)行分流處理，并將分流后的各射頻能量傳輸至所述整流器；其中，所述能量分流系數(shù)由所述發(fā)送設(shè)備依據(jù)獲取的參數(shù)信息制定。

可選的，所述功分器的個數(shù)為多個。

可選的，所述功分器的個數(shù)與所述接收天線的個數(shù)相同，每個所述接收天線連接有相應(yīng)的一個功分器。

可選的，每個所述功分器分別與所有所述整流器連接。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種多天線能量傳輸方法，應(yīng)用于接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備之間，其中，所述發(fā)送設(shè)備中包括有多個發(fā)送天線，所述接收設(shè)備包括有多個接收天線和多個整流器，所述接收設(shè)備中設(shè)置有功分器；所述方法包括：