[发明专利]一种能够实现能量定向聚集的水下无线能量传输方法

权利要求书

1.一种能够实现能量定向聚集的水下无线能量传输方法，其特征在于：包括：

步骤一：设置放置在水面上的发射换能器阵列以及放置在水面下的接收换能器阵列，发射换能器阵列发射声波到接收换能器阵列；

步骤二：对发射换能器阵列中的所有阵元设置不同的幅度权值，控制发射换能器阵列发射合成波束的波束宽度和旁瓣级，提高波束的能量定向聚集程度；

所有阵元设置不同幅度权值的计算过程如下：

设置期望的旁瓣级参数；N是发射换能器阵列的阵元总数；

构建N*N阵列流型矩阵：

其中：

e是自然常数，j是虚数单位；

得到权值矢量：

权值矢量中各元素即为各阵元加权幅值，其中：

是构造的N*N阵列流型矩阵的自共轭矩阵；

步骤三：控制发射换能器阵列的相控波束偏转，提高波束的能量定向聚集程度；

发射换能器阵列波束的指向性函数如下：

表示未发生偏转时主波束方位角；

表示未发生偏转时主波束俯仰角；

期望主波束方位角；

期望主波束俯仰角；

N为阵元数，f是声信号频率，d是阵元间距，v是水下声速；

步骤四：通过对发射换能器阵列的所有阵元设置不同的幅度权值以及阵列的相控波束偏转，实现发射换能器阵列发射声波到接收换能器阵列的能量定向聚集，提高水下无线能量的传输效率。

2.根据权利要求1所述的一种能够实现能量定向聚集的水下无线能量传输方法，其特征在于：接收换能器是压电型超声换能器。

3.根据权利要求1所述的一种能够实现能量定向聚集的水下无线能量传输方法，其特征在于：发射换能器是窄波束开角换能器。