[发明专利]一种基于近场聚焦非阵列天线的微波能量传输系统

权利要求书

1.一种基于近场聚焦非阵列天线的微波能量传输系统，其特征在于，包括：微波发射机、收/发天线系统和微波整流电路；收/发天线系统是一对互为共轭的近场聚焦天线，天线采用椭球反射面形式；根据所述微波能量传输系统所需能量传输效率和所需的传输距离，确定收发天线口径和载波频率；微波发射机实现直流功率到微波功率的转换，发射天线将微波能量发射出去，经自由空间传输后，接收天线接收该微波能量，微波整流电路将微波能量整流转换为直流能量，完成对目标供电。

2.根据权利要求1所述的一种基于近场聚焦非阵列天线的微波能量传输系统，其特征在于，收/发天线系统包括椭球反射器a、椭球反射器b、馈源a、馈源b；椭球反射器a位于椭球a中，椭球a的形面由椭圆a绕其长轴旋转一周得到；椭球反射器b位于椭球b中，椭球b的形面由椭圆b绕其长轴旋转一周得到；椭圆a和椭圆b的长轴重合，两个焦点在点F2重合，椭圆a的另一个焦点F1处放置馈源a，馈源a指向椭球反射器a的中心，椭圆b的另一个焦点F3处放置馈源b，馈源b指向椭球反射器b的中心；由馈源a在点F1处发射出的电磁波经过椭球反射器a反射后，在焦点F2处实现能量汇聚，波束经过F2后散射并被椭球反射器b反射，最终被馈源b接收；椭圆a和椭圆b形状尺寸相同，馈源a和馈源b结构尺寸相同；椭球反射器a为发射天线反射器，馈源a为发射馈源组件，椭球反射器b为接收天线反射器，馈源b为接收馈源组件。

3.根据权利要求2所述的一种基于近场聚焦非阵列天线的微波能量传输系统，其特征在于，馈源a和馈源b为变张角光壁喇叭。

4.根据权利要求3所述的一种基于近场聚焦非阵列天线的微波能量传输系统，其特征在于，椭圆a和椭圆b的椭圆长轴和短轴的长度根据需求设定。

5.根据权利要求4所述的一种基于近场聚焦非阵列天线的微波能量传输系统，其特征在于，收/发天线在Grasp软件建模，采用矩量法仿真计算，通过优化传能距离、反射器形面尺寸、馈源波束宽度得出不同状态下的理想传输效率，得到RF-RF传输效率与收发间距/菲尼耳区距离的关系曲线；根据对所需收/发天线的传输效率和传输距离的要求，由RF-RF传输效率与收发间距/菲尼耳区距离的关系曲线确定天线的菲尼耳区距离；

根据菲尼耳区距离R＝2D²×f/c确定天线口径和载波频率；

其中，D为天线口径，f为载波频率，c为光速。