[发明专利]一种无线充电接收系统及方法

说明书

技术领域

本申请涉及无线充电和通信领域，特别涉及一种无线充电接收系统及方法。

背景技术

目前，常用的充电方式为有线充电方式，即通过电源线、信号线等导线连接完成充电，这种充电方式无法摆脱导线的束缚，会存在导线接触、摩擦等产生放电的危险，而且使用起来也不方便。为了解决有线充电方式存在的问题，无线充电应用而生。其中，无线充电方法中一般采用微波无线充电系统来实现中远距离无线充电，以满足用户中远距离充电的需求。

目前的微波无线充电系统中，接收端采用天线接收空中的微波无线信号，然后将接收到的微波无线信号转化为直流信号进行利用。但是受天线基本局限性(如阵列单元之间互耦产生的阻抗失配以及接收性能随入射角变化明显等)的影响，微波无线信号在天线口径面会产生反射并降低天线增益，造成接收效率低下，进而影响将微波无线信号转化为直流信号的效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种无线充电接收系统及方法，以达到提高微波无线信号的吸收率，进而提高将微波无线信号转化为可直接利用的直流信号的效率的目的，技术方案如下：

一种无线充电接收系统，包括：直流-直流转换模块、至少一个超表面单元组和整流模块，所述超表面单元组的介电常数和磁导率满足微波无线信号在所述超表面单元组中的波阻抗与其在空气中的波阻抗相匹配的条件；

所述超表面单元组的输出端与所述整流模块的输入端相连，所述整流模块的输出端与所述直流-直流转换模块的输入端相连，所述直流-直流转换模块的输出端与负载相连；

所述超表面单元组，用于接收微波无线信号，并将所述微波无线信号转化为高频电流信号；

所述整流模块，用于将所述高频电流信号转换为直流信号；

所述直流-直流转换模块，用于将所述直流信号转换为所述负载可直接利用的直流信号。

优选的，还包括：超表面单元组的介电常数和磁导率确定模块，用于获取微波无线信号的频率和功率密度；及，根据所述微波无线信号的频率和功率密度，配置整流模块，并确定配置后的整流模块的输入阻抗；及，利用所述微波无线信号的频率和功率密度以及所述配置好的整流模块的输入阻抗，直到所述超表面单元组的介电常数和磁导率满足微波无线信号在所述超表面单元组中的波阻抗与其在空气中的波阻抗相匹配的条件。

优选的，所述超表面单元组包括多个超表面单元。

优选的，所述超表面单元为特定几何形状的亚波长宏观单元，所述超表面单元组由特定几何形状的亚波长宏观单元周期性或非周期性的排列构成。

优选的，所述整流模块的个数与所述超表面单元组的个数相同或所述整流模块的个数与所述超表面单元组中超表面单元的个数相同。

优选的，所述整流模块包括肖特基二极管。

优选的，所述直流-直流转换模块包括：直流电压变换芯片，用于对所述直流信号进行电压变换，得到所述负载可直接利用的直流信号。

一种无线充电接收方法，基于无线充电接收系统，所述无线充电接收系统包括：直流-直流转换模块、至少一个超表面单元组和整流模块，所述超表面单元组的介电常数和磁导率满足微波无线信号在所述超表面单元组中的波阻抗与其在空气中的波阻抗相匹配的条件，所述超表面单元组的输出端与所述整流模块的输入端相连，所述整流模块的输出端与所述直流-直流转换模块的输入端相连，所述直流-直流转换模块的输出端与负载相连，所述方法包括：

所述超表面单元组接收微波无线信号，并将所述微波无线信号转化为高频电流信号；

所述整流模块将所述高频电流信号转换为直流信号；

所述直流-直流转换模块将所述直流信号转换为所述负载可直接利用的直流信号。

优选的，所述方法还包括：

获取微波无线信号的频率和功率密度；

根据所述微波无线信号的频率和功率密度，配置整流模块，并确定配置后的整流模块的输入阻抗；

利用所述微波无线信号的频率和功率密度以及所述配置好的整流模块的输入阻抗，调整所述超表面单元组的尺寸，直到所述超表面单元组的介电常数和磁导率满足微波无线信号在所述超表面单元组中的波阻抗与其在空气中的波阻抗相匹配的条件。

优选的，所述超表面单元组包括多个超表面单元。

优选的，所述超表面单元为特定几何形状的亚波长宏观单元，所述超表面单元组由特定几何形状的亚波长宏观单元周期性或非周期性的排列构成。