[发明专利]一种基于时间反演等空间角大孔径阵的无线输能方法

说明书

本发明提出了一种基于时间反演等空间角大孔径阵的无线输能方法，涉及通信技术领域，包括：确定待输能目标所在位置，并确定全部TRM阵元的具体位置；将输能空间进行网格划分，并在每个网格中依次放置源天线以通过源天线阵列发送激励信号到TRM阵元进行记录；通过输能目标所在位置确定输能目标在空间中对应的网格，同步提取TRM阵元中相应的信道信息，并依次进行TR处理和信道补偿处理；将处理后的信号进行叠加并同步馈入对应的等空间角大孔径TRM阵元中，以得到对应的辐射场；观测计算以得到空间中的平面场强分布以及输能结果；本发明既可以改善室内多目标的输能精度，也可以有效地降低空间中的旁瓣串扰，同时提升输能目标的分辨率。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种基于时间反演等空间角大孔径阵的无线输能方法。

背景技术

如今第五代移动通信技术的全面商用以及第六代移动通信技术的快速发展，促进了数据、语音、视频等通信服务需求的大幅度增长，为物联网技术的蓬勃发展提供了新动力。截至2020年底，物联网设备的连接量首次超过非IoT设备，达到128.9亿台，预计至2025年，将会有超过411.9亿台IoT设备的连接量。与此同时，IoT技术的关键又在于各类智能传感器的数据交换与交互，因此，如何实现海量传感器高效、稳健而又均匀的输能，是决定IoT技术未来发展状况的重要环节。传统的有线输能方式依赖于电缆进行电能输送，不利于传感器的自由排布，限制了IoT设备的使用范围，同时，大量电缆也会导致空间资源浪费。若采用电池供电，不仅会产生高昂的更换成本，而且繁琐的更换步骤在嵌入式传感器以及植入式医疗设备等应用中是极不便利的。无线能量传输(WPT)技术的出现，恰好提供了上述问题的解决方案。WPT通过不接触的方式提供持续稳定的电能，避免了有线输能以及电池供电存在的弊端，具有便捷、经济、高效、环保等特点，在物联网、交通运输、医疗器械、军事国防等领域得到广泛的应用。因此，WPT被视为输能领域的未来，在科学界得到广泛的关注。

常见的WPT技术按照工作原理可以分为三类：电磁感应(ICPT)、电磁共振(MRC)和微波输能(MPT)。其中，ICPT和MRC均采用体积较大的低频线圈，难以与微小传感器集成设计，而且两种技术仅能对近场区输能，显然无法适用于大规模传感器的中远距离供能。相较于其它WPT方式，MPT的输能距离更远、范围更大。然而，用于MPT的天线需要高的天线方向性系数、高的功率容量以及高的辐射效率，这使得单一天线往往无法满足MPT的需求。若是采用相控阵天线，虽然可以实现定向输能，但是却存在着系统复杂、输能效率和精度低的问题。

基于此，本申请特提出一种基于时间反演等空间角大孔径阵的无线输能方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于时间反演等空间角大孔径阵的无线输能方法，其能够解决现有TR-WPT技术中的输能效率和精度低且系统复杂的问题。

本发明的技术方案为：

本申请提供一种基于时间反演等空间角大孔径阵的无线输能方法，其包括以下步骤：

S1、确定输能空间中待输能目标所在位置，并根据待输能目标的所在位置确定全部TRM阵元的具体位置；

S2、将输能空间进行网格划分，并在每个网格中依次放置源天线以通过源天线阵列发送激励信号到TRM阵元进行记录；

S3、通过输能目标所在位置确定输能目标在空间中对应的网格，基于该网格提取TRM阵元中相应的信道信息，并将提取的输能目标信道信息依次进行TR处理和信道补偿处理；

S4、将依次进行TR处理和信道补偿处理后的信号进行叠加并同步馈入对应的等空间角大孔径TRM阵元中以得到对应的空间辐射场；

S5、基于空间辐射场进行观测计算以得到空间中的平面场强分布以及输能结果。

进一步地，步骤S1中上述确定全部TRM阵元的具体位置的方法采用等空间角大孔径阵排布方法。