[发明专利]一种无线共源的无线输能方法和系统

说明书

本发明公开了一种无线共源的无线输能方法和系统。系统包含1个无线共源装置，N个TR输能装置，M个用户，M、N为正整数。方法包括：所述无线共源装置通过自身的发射天线向周围空间辐射单频的共源信号；所述N个TR输能装置通过自身的接收天线接收所述共源信号，经过移相、放大操作，生成特定幅度与相位的N个TR输能信号；所述N个TR输能装置通过自身的发射天线将所述N个TR输能信号同时辐射出去，产生所需的单点或多点聚焦场，为所述M个用户中的1个或多个充电。所述N个TR输能装置自身不设源，共用同一无线源，相互间能够保持稳定的相位差，因此本发明技术方案可用于解决多个空间分离的时间反演TR发射阵元之间的无线同步问题。

技术领域

本发明涉及无线输能技术领域，具体涉及一种无线共源的无线输能方法和系统。

背景技术

时间反演(TR，Time Reversal)是进入20世纪末发展起来的一种新型声波传输与控制技术，在2004年由M.Fink及其课题组成员引入至电磁学领域。TR的中心思想是在复杂环境中将声波或电磁波返传播于原源位置，理论和实验研究表明，TR电磁波可以在指定的一个或多个目标位置同时形成点聚焦，在特定的条件下还能够展现出超越瑞利衍射极限的亚波长聚焦特性、产生高精度的无衍射电磁波束。这些独特的物理性质，使得TR技术可以应用于无线输能领域，有望为多目标选择性输能、受能天线小型化、无线输能效率提高、电磁辐射安全等问题提供一个全新技术解决方案。

虽然TR技术在无线输能领域表现出极大的应用潜力，但是TR技术的物理实现较为困难，主要体现在高频时域电磁波的采集与产生以及多个TR发射阵元之间的无线同步两方面。2017年公开的、公开号为“CN106602746A”、名称为“一种基于聚焦波的微波窄带无线输能方法及装置”的发明专利，利用窄带或单频信号代替宽带的短时脉冲进行TR输能，可以使用检波器、鉴相器、放大器、移相器等模拟器件得到高频TR信号，成功摆脱TR物理实现对高端数字设备的依赖。然而，该专利中的多个TR发射阵元仍然需要通过有线电气连接共用同一个频率源，并未解决多个空间分离的TR发射阵元之间的无线同步问题。

如何使得各TR发射阵元即使在空间上相隔很远，也能保持稳定的相位差，是TR点聚焦无线输能技术走向实用化进程中一个无法避开的技术难题。

发明内容

本发明实施例旨在提供一种无线共源的无线输能方法和系统，用于解决多个空间分离的TR发射阵元之间的无线同步问题。

本发明的第一方面，提供一种无线共源的无线输能方法，用于包括1个无线共源装置，N个TR输能装置以及M个用户的系统，M、N为正整数；所述方法包括：所述无线共源装置通过自身的发射天线向周围空间辐射单频的共源信号；所述N个TR输能装置通过自身的接收天线接收所述共源信号，经过移相、放大等操作，生成特定幅度与相位的N个TR输能信号；所述N个TR输能装置通过自身的发射天线将所述N个TR输能信号同时辐射出去，产生所需的单点或多点聚焦场，为所述M个用户中的单个或多个充电。

所述N个TR输能装置自身不设源，而是共用同一无线源，相互间能够保持稳定的相位差，因此本发明技术方案可用于解决多个空间分离的时间反演TR发射阵元之间的无线同步问题。

第一种可能的实现方式中，所述系统通过频率分离的方式，使得共源信号与TR输能信号互不干扰地在同一空间内传播，其中：所述共源信号的频率为f₀/F，所述N个TR输能信号的频率为f₀，所述无线共源装置的发射天线与所述N个TR输能装置的接收天线的中心频率为f₀/F，所述N个TR输能装置的发射天线与所述M个用户的接收天线的中心频率为f₀；F取值为非零的正整数或其倒数值，F>1为分频，F<1为倍频。