[发明专利]基于电流交换的自由空间无线能量传输发射天线装置及其能量传输方法

权利要求书

1.一种基于电流交换的自由空间无线能量传输发射天线装置，其特征在于包括多个结构相同、且均为支持磁偶极子模式的金属螺旋结构，相邻两个金属螺旋结构的螺旋中心通过金属柱相互连接。

2.根据权利要求1所述的基于电流交换的自由空间无线能量传输发射天线装置，其特征在于所述的金属螺旋结构为金属平面螺旋结构，相邻两个金属螺旋结构的相互设置方式为任意相对位置。

3.根据权利要求2所述的基于电流交换的自由空间无线能量传输发射天线装置，其特征在于所述的相邻两个金属螺旋结构的相互设置方式为对称设置或反对称设置。

4.根据权利要求2所述的基于电流交换的自由空间无线能量传输发射天线装置，其特征在于所述的金属螺旋结构包含一个螺旋中心和若干根金属螺旋臂；当螺旋中心连接多根金属螺旋臂时，所述的多根金属螺旋臂旋向和结构相同，并均匀连接在螺旋中心上。

5.根据权利要求1所述的基于电流交换的自由空间无线能量传输发射天线装置，其特征在于所述的发射天线装置包括两个结构相同、且均为支持磁偶极子模式的金属螺旋结构，两个金属螺旋结构的螺旋中心通过金属柱相互连接。

6.根据权利要求4所述的基于电流交换的自由空间无线能量传输发射天线装置，其特征在于所述的金属螺旋结构为金属平面螺旋结构，所述的两个金属螺旋结构的相互设置方式为对称设置或反对称设置。

7.根据权利要求6所述的基于电流交换的自由空间无线能量传输发射天线装置，其特征在于所述的两个金属螺旋结构上下设置且螺旋中心线重合。

8.一种如权利要求5所述广域自由空间无线能量传输发射天线装置的无线能量传输方法，其特征在于：

设置激发源在下端的金属螺旋结构附近，由于两个金属螺旋结构结构相同并支持磁耦极子模式，因此两者的磁耦合模式的谐振频率一样，两个金属螺旋结构之间发生谐振并通过金属柱产生强烈的电流交换；

调整激发源频率，使该广域自由空间无线能量传输发射天线装置以某一频率振动；其金属柱中的交换电流产生的非辐射螺旋磁场即把电能转换成交变磁场并充满两个金属螺旋结构之间的整个空间；当接收线圈放置在该自由空间的任意位置并和螺旋磁场有夹角时，作为无线能量接收端的接收线圈会随着每一次共振产生更多的电压，从而实现广域自由空间能量的无线传输。

9.根据权利要求8所述的无线能量传输方法，其特征在于所述的接收线圈的谐振频率和该谐金属螺旋结构的其中一个产生涡旋磁场的谐振模式的频率相同。