[发明专利]一种基于能量分布特性的提高能量传输效率的系统及方法

摘要

一种基于能量分布特性的提高能量传输效率的系统及方法，考虑到接收天线端能量分布的不均匀性，以及整流电路的最佳效率与输入功率存在一个最佳匹配状态，基于能量分布特性，在不同的能量分布区域，采用不同数量的接收微带天线单元接收射频信号直接进入整流电路，或功率合成后进入整流电路，整流电路对射频信号进行整流处理后，将射频能量转换为直流能量后进入直流合成模块，直流合成模块对该直流能量进行合成处理后得到最终的直流输出功率，同时尽量减少不同部件之间的连接损耗，从而实现射频能量的最大化接收，完成整流效率的最优化设计，有效提升了系统链路的微波无线能量传输效率。

主权项

一种基于能量分布特性的提高能量传输效率的系统，其特征在于包括：电源、微波发射机、发射天线、接收天线、整流电路、直流合成模块；接收天线包括多个接收天线单元；电源给微波发射机供电后，微波发射机产生射频能量，形成射频信号馈入发射天线，通过发射天线向空间发射射频信号；接收天线的口径面划分为多个子区域，每个子区域设置4个接收天线单元，从空间接收射频信号；若接收天线的子区域的每1个接收单元从空间接收到的射频信号功率与设定的整流电路的最佳输入功率相对比，射频信号的功率达到设定的整流电路的最佳输入功率，则该接收天线单元将接收到的射频信号送至整流电路；若接收天线的子区域的每1个接收单元从空间接收到的射频信号功率达不到设定的整流电路的最佳输入功率，将子区域的4个接收天线单元分为2组，每组的2个接收天线单元接收的射频信号的功率合成后，得到合成信号1，将合成信号1与设定的整流电路的最佳输入功率相对比，若合成信号1达到设定的整流电路的最佳输入功率，则将该合成信号1送至整流电路；若接收天线的子区域的每2个接收单元从空间接收到的射频信号功率合成后的合成信号1达不到设定的整流电路的最佳输入功率，则将子区域的4个接收天线单元接收的射频信号的功率合成后，得到合成信号2，将合成信号2与设定的整流电路的最佳输入功率相对比，若合成信号2达到设定的整流电路的最佳输入功率，则将该合成信号2送至整流电路；若合成信号2达不到设定的整流电路的最佳输入功率，则此处接收天线单元空置；整流电路，对接收天线馈入的射频信号进行整流处理后，将射频能量转换为直流能量，送至直流合成模块，直流合成模块对该直流能量进行合成处理，得到最终的直流输出功率送至外部负载。