一种频分多址的多目标并行无线输能方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种频分多址的多目标并行无线输能方法及装置，该方法包括：由M个受能目标依次单独向由N个TR天线构成的时间反演镜TRM发送频率为f1～fM的单频充电请求信号，对应地，TRM可记录到M组采集信号；然后，对频率f1～fM的M组TRM采集信号作时间反演处理(单频时简化为相位共轭实现)，得到M组TRM回传信号；最后，将这M组TRM回传信号合路成一组多频TRM输能信号，并由TRM将该信号辐射出去，即可利用多个点频产生多点TR聚焦场，同时为M个受能目标输送能量。本发明专利技术的方法和装置可使每一受能目标独享一个独立的输能频点，成功解决同时为多个用户并行输能且互不干扰问题。

【技术实现步骤摘要】
一种频分多址的多目标并行无线输能方法及装置
本方法涉及无线输能技术，具体涉及一种频分多址的多目标并行无线输能方法及装置。
技术介绍
无线输能是当前能量传输领域的一个研究前沿，近年来备受科学界和产业界的关注。现有的无线输能技术主要有电磁感应式输能，电磁谐振式输能和电磁波输能。电磁感应式与电磁谐振式两种输能技术均通过收发线圈交换无线能量，传输距离一般小于线圈直径，仅适用于短距离充电，主要应用有为手机、MP3等移动设备充电的充电垫(充电设备需平放在充电垫上)，为电动汽车充电的充电桩(线圈直径大，位置固定)等。电磁波输能可分为广播式输能和定向式输能：广播式输能利用全向天线向周围环境辐射电磁能量，空间电磁波的弥散与衰减巨大，效率极低；定向式输能利用高定向性的天线将电磁能量收集在一个方向，效率得到极大提升，但收发天线需要严格对准且口径面大，难以应用于需要受能设备小型化的移动充电等场景，且定向输能波束会损害路径上的人体健康。时间反演(TimeReversal,TR)是一种新型的电磁波空间调控技术，在近几年来被应用于无线输能领域。利用时间反演阵列进行输能时，无需追踪、定位设备，仅采用全向的小尺寸阵元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种频分多址的多目标并行无线输能方法，应用于无线输能系统中，该系统包括N个TR天线TR1～TRN以及M个受能天线EC1～ECM；N个TR天线TR1～TRN作为阵元构成TRM，M个受能天线EC1～ECM分别与频点f1～fM一一对应，ECi仅发送与接收频率为fi的信号，i＝1～M；该多目标并行无线输能方法包括如下过程：过程1：M个受能天线依次单独向由N个TR天线构成的时间反演镜TRM发送频率f1～fM的单频充电请求信号；过程2：采集时间反演镜TRM各阵元的接收信号，得到频率分别为f1～fM的M组TRM采集信号；过程3：对频率f1～fM的M组TRM采集信号作时间反演处理，得到M组TRM回传信号；...

【技术特征摘要】
1.一种频分多址的多目标并行无线输能方法，应用于无线输能系统中，该系统包括N个TR天线TR1～TRN以及M个受能天线EC1～ECM；N个TR天线TR1～TRN作为阵元构成TRM，M个受能天线EC1～ECM分别与频点f1～fM一一对应，ECi仅发送与接收频率为fi的信号，i＝1～M；该多目标并行无线输能方法包括如下过程：过程1：M个受能天线依次单独向由N个TR天线构成的时间反演镜TRM发送频率f1～fM的单频充电请求信号；过程2：采集时间反演镜TRM各阵元的接收信号，得到频率分别为f1～fM的M组TRM采集信号；过程3：对频率f1～fM的M组TRM采集信号作时间反演处理，得到M组TRM回传信号；过程4：将这M组TRM回传信号合路成一组多频TRM输能信号，并由TRM将该多频TRM输能信号辐射出去，则由多个点频产生多点TR聚焦场，同时为M个受能目标输送能量。2.根据权利要求1所述的多目标并行无线输能方法，其特征在于：该多目标并行无线输能方法还包括：过程5：当环境改变或能量接收天线的位置发生变化时，跳转过程1，再次发射充电请求信号，重新采集信道信息，使电磁能量仍在各受能目标处聚焦，继续维持多目标并行输能的效果。3.根据权利要求1或2所述的多目标并行无线输能方法，其特征在于：所述过程1和过程2具体包括如下过程：由M个受能天线依次单独分别发射频率f1～fM的单频充电请求信号x1(t)～xM(t)，xi(t)的时域表达式为xi(t)＝Axcos(2πfit+φi)，相量表达式为Xi＝Axexp(i·φi)，i＝1～M，Ax为信号xi(t)的幅度，φi为信号xi(t)的相位；由TRM各阵元采集到频率分别为f1～fM的M组TRM采集信号y1,1(t)～yN,1(t),y1,2(t)～yN,2(t),L,y1,M(t)～yN,M(t)，其中为卷积运算符号，hj,i(t)为受能天线ECi与TRM阵元TRj之间的信道冲击响应，i＝1～M；yj,i(t)的相量表达式Yj,i＝Ax·exp(i·φi)·Hj,i(fi)，式中Hj,i(fi)为hj,i(t)的傅里叶变换在频点fi的值。4.根据权利要求3所述的多目标并行无线输能方法，其特征在于：所述过程3具体包括：对采集到的TRM采集信号进行时间反演处理，得到M组TRM回传信号其中的相量表达式式中上标*表示共轭运算。5.根据权利要求4所述的多目标并行无线输能方法，其特征在于：所述过程4具体包括：计算将频率fi的TRM回传信号馈入TRM各阵元，产生聚焦于受能目标ECi的TR单点聚焦场时，到达ECi的受能信号波形其相量表达式为幅度为将M组单频信号合成的一组多频TRM输能信号馈入TRM，其中Azi为受能目标ECi期望的无线充电信号幅度；位于各聚焦位置的受能目标接收到无线能量，对应频点fi的受能目标ECi的受能信号波形为幅度为Azi。6.一种频分多址的多目标并行无线输能装置，包括能量收集装置和TR能量发射装置；能量收集装置至少包括用于发射充电请求信号以及接收无线电磁能量的受能天线阵列、将接收到的无线电磁能量的高频电流转换为直流的整流单元、以及与TR能量发射装置进行通信交互的控制单元；TR能量发射装置包括用于接收充电请求信号以及发射TR输能信号的TR天线阵列、检测接收到的充电请求信号的相位和幅度的检测单元、与能量收集装置交互并用于分析处理TR天线阵列的接收信号以及获得TR天线阵列的激励的控制处理单元；能量收集装置的M个受能天线依次单独向由N个TR天线构成的时间反演镜TRM发送频率f1～fM的单频充电请求信号；所述控制处理单元获得TR天线阵列接收的频率分别为f1～fM的M组TRM采集信号，对该M组TRM采集信号作时间反演处...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德双，李涛，徐新松，
申请(专利权)人：深圳市宇能无线技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44