[发明专利]面向多动态目标无线传能的快速时间反演算法及生成装置

说明书

本发明提供了面向多动态目标无线传能的快速时间反演算法及生成装置，以时分复用的模式控制多目标传能，以射频混频的形式实现相位共轭，基于外差混频的方向回溯阵列，实现了基于相位共轭进行无线传能，以及多动态目标无线传能的自适应跟踪。本发明的技术要点包括基于时分复用的模式控制、导航信号发射接收、相位共轭信号处理以及速调管放大等主要技术。本发明基于时分复用与相位共轭进行无线传能，解决了点对多点的运动目标传能问题，可应用于中低速移动目标的微波无线传能系统。本发明通过转发天线单元接收到任意方向的来波且满足相位共轭原理，对任意方向的来波进行回溯，原理简洁，方案简单高效，有较强的工程实用性。

技术领域

本发明属于微波无线输能技术领域，具体涉及面向多动态目标无线传能的快速时间反演算法及生成装置。

背景技术

如今无线智能设备在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，从停车位到无人机，从智能家居到智慧城市，伴随着这些设备功能升级，其功耗也越来越高。这些设备对无线充电需求的增长推动着无线能量传输技术的发展。

无线能量传输系统依靠电磁波辐射进行工作。由Friis公式

P_RM＝(λ/4πD)²P_tG_tG_r (1)

由于电磁波的空间衰减特性，随着工作距离的变长，传输效率会下降，若想提高传输效率，需要提高收发天线增益，同时保证精确的波束指向。

由于精确的波束控制系统需要较高的成本，目前微波传能系统多是点对点的静止目标传能，极大地限制了无线传能的使用场景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供面向多动态目标无线传能的快速时间反演算法及生成装置，用于基于相位共轭进行无线传能。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：面向多动态目标无线传能的快速时间反演算法，包括以下步骤：

S0：搭建面向多动态目标无线传能的生成装置，包括局域网中的一个传能端和对应的多个受能端，传能端和受能端通过无线信号进行通信或传能；传能端包括接收天线、混频器、信号发生器、功分器、移相器、速调管、发射天线；接收天线连接混频器；信号发生器、功分器、移相器、混频器按信号流向依次连接；混频器、速调管、发射天线按信号流向依次连接；

S1：在基于时分复用的在通信模式中，多个动态的受能端向传能端发送传能请求；

S2：传能端同意后将发射导航信号的时序发送至各受能端避免相互干扰；

S3：动态的受能端依时序向传能端发送导航信号；

S4：传能端对收到的导航信号进行时间反演；

S5：传能端完成时间反演和功率放大后，通过发射天线转发携能信号对准收到导航信号的方向，完成动态无线传能。

按上述方案，所述的步骤S4中，具体步骤为：

S41：在来波的位置信息未知的情况下，传能端通过接收天线接收导航信号作为混频器的射频信号；

S42：信号发生器产生导航信号二倍频的信号，通过功分器和移相器后作为混频器的本振信号；

S43：将射频信号与本振信号通过混频器进行外差混频完成相位共轭，混频器的中频输出相位共轭后的时间反演信号；

S44：通过速调管放大时间反演信号的功率，并通过发射天线回溯到受能端，实现对导航信号的自追踪。

进一步的，所述的步骤S43中，相位共轭的具体步骤为：

通过优化共轭混频器，采用射频外差混频方法一次变频实现相位共轭。