[發明專利]一種無線共源的無線輸能方法和系統

有效

• 申請號: 201810697568.1
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN109038861B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 趙德雙;李濤;徐新松
• 申請（專利權）人: 深圳市宇能無線技術有限公司
• 主分類號: H02J50/20
• 分類號: H02J50/20;H02J50/40;H02J50/80
• 代理公司: 深圳市深軟翰琪知識產權代理有限公司 44380
• 代理人: 徐翀

本發明公開了一種無線共源的無線輸能方法和系統。系統包含1個無線共源裝置，N個TR輸能裝置，M個用戶，M、N為正整數。方法包括：所述無線共源裝置通過自身的發射天線向周圍空間輻射單頻的共源信號；所述N個TR輸能裝置通過自身的接收天線接收所述共源信號，經過移相、放大操作，生成特定幅度與相位的N個TR輸能信號；所述N個TR輸能裝置通過自身的發射天線將所述N個TR輸能信號同時輻射出去，產生所需的單點或多點聚焦場，為所述M個用戶中的1個或多個充電。所述N個TR輸能裝置自身不設源，共用同一無線源，相互間能夠保持穩定的相位差，因此本發明技術方案可用于解決多個空間分離的時間反演TR發射陣元之間的無線同步問題。

技術領域

本發明涉及無線輸能技術領域，具體涉及一種無線共源的無線輸能方法和系統。

背景技術

時間反演(TR，Time Reversal)是進入20世紀末發展起來的一種新型聲波傳輸與控制技術，在2004年由M.Fink及其課題組成員引入至電磁學領域。TR的中心思想是在復雜環境中將聲波或電磁波返傳播于原源位置，理論和實驗研究表明，TR電磁波可以在指定的一個或多個目標位置同時形成點聚焦，在特定的條件下還能夠展現出超越瑞利衍射極限的亞波長聚焦特性、產生高精度的無衍射電磁波束。這些獨特的物理性質，使得TR技術可以應用于無線輸能領域，有望為多目標選擇性輸能、受能天線小型化、無線輸能效率提高、電磁輻射安全等問題提供一個全新技術解決方案。

雖然TR技術在無線輸能領域表現出極大的應用潛力，但是TR技術的物理實現較為困難，主要體現在高頻時域電磁波的采集與產生以及多個TR發射陣元之間的無線同步兩方面。2017年公開的、公開號為“CN106602746A”、名稱為“一種基于聚焦波的微波窄帶無線輸能方法及裝置”的發明專利，利用窄帶或單頻信號代替寬帶的短時脈沖進行TR輸能，可以使用檢波器、鑒相器、放大器、移相器等模擬器件得到高頻TR信號，成功擺脫TR物理實現對高端數字設備的依賴。然而，該專利中的多個TR發射陣元仍然需要通過有線電氣連接共用同一個頻率源，并未解決多個空間分離的TR發射陣元之間的無線同步問題。

如何使得各TR發射陣元即使在空間上相隔很遠，也能保持穩定的相位差，是TR點聚焦無線輸能技術走向實用化進程中一個無法避開的技術難題。

發明內容

本發明實施例旨在提供一種無線共源的無線輸能方法和系統，用于解決多個空間分離的TR發射陣元之間的無線同步問題。

本發明的第一方面，提供一種無線共源的無線輸能方法，用于包括1個無線共源裝置，N個TR輸能裝置以及M個用戶的系統，M、N為正整數；所述方法包括：所述無線共源裝置通過自身的發射天線向周圍空間輻射單頻的共源信號；所述N個TR輸能裝置通過自身的接收天線接收所述共源信號，經過移相、放大等操作，生成特定幅度與相位的N個TR輸能信號；所述N個TR輸能裝置通過自身的發射天線將所述N個TR輸能信號同時輻射出去，產生所需的單點或多點聚焦場，為所述M個用戶中的單個或多個充電。

所述N個TR輸能裝置自身不設源，而是共用同一無線源，相互間能夠保持穩定的相位差，因此本發明技術方案可用于解決多個空間分離的時間反演TR發射陣元之間的無線同步問題。

第一種可能的實現方式中，所述系統通過頻率分離的方式，使得共源信號與TR輸能信號互不干擾地在同一空間內傳播，其中：所述共源信號的頻率為f₀/F，所述N個TR輸能信號的頻率為f₀，所述無線共源裝置的發射天線與所述N個TR輸能裝置的接收天線的中心頻率為f₀/F，所述N個TR輸能裝置的發射天線與所述M個用戶的接收天線的中心頻率為f₀；F取值為非零的正整數或其倒數值，F>1為分頻，F<1為倍頻。