[发明专利]区域无线供电系统

权利要求书

1.一种区域无线供电系统，其特征在于：包括传输线（1）、输入端（2）、匹配负载端（3）、感应线圈（4）、用户受电装置（5）和信号增强线圈（6）；所述传输线（1）的一端与输入端（2）相连接，另一端与匹配负载端（3）连接，传输线、输入端以及匹配负载端共同构成闭区域（7）；所述感应线圈（4）与用户受电装置（5）连接后，置于所述闭区域（7）所包围的平面区域内或在闭区域（7）所包围的平面区域法线方向附近空间内；满足行波传输条件时，用户受电装置（5）通过信号增强线圈（6）以及感应线圈（4）对穿过传输线（1）横截面的电磁行波能量进行收集并转成所需的形式，完成无线供电；所述传输线（1）为多导体传输系统，导体数为至少两个；所述传输线支持横电磁模传播模式；在供电区域内，除去馈电和负载端，传输线（1）的特性阻抗保持不变；

所述输入端（2）的等效内阻与匹配负载端（3）的等效输入阻抗均为纯阻且阻值相等，所述等效内阻与等效输入阻抗在数值与传输线（1）的特性阻抗相等；所述输入端（2）为一高频信号输出装置，其等效电路包括理想源与等效内阻；所述高频信号输出装置包括下列集合中的一个或多个：高频信号源、功率放大器、变频器、功率合成器、逆变器、电池、有源电路输出端、输出匹配电路、AC电源接口。

2.根据权利要求1所述的区域无线供电系统，其特征在于：传输线（1）包围区域的外轮廓为曲线型；所述传输线（1）为多个传输线系统间的并联、串联、串并联、级联或以上多个的组合。

3.根据权利要求1所述的区域无线供电系统，其特征在于：所述匹配负载端（3）包括下列集合中的一个或多个：电阻器、变阻器、等效电阻器、发热元件、变频器、发光元件、电动机、单端口无反射网络、单端口吸收式网络、单端口匹配负载、外部电路匹配后的输入端口、匹配后的天线。

4.根据权利要求1所述的区域无线供电系统，其特征在于：所述感应线圈（4）为单匝的或多匝的、平面的或立体的、可调式的或固定式的，并包括下列集合中的一个或多个：绕线式空气线圈、绕线式磁芯线圈、平面印制电路螺旋线圈、LTCC集成线圈、3D打印线圈、集成电路工艺线圈；所述信号增强线圈（6）为单匝的或多匝的、平面的或立体的、可调式的或固定式的，并包括下列集合中的一个或多个：绕线式空气线圈、平面印制电路螺旋线圈、3D打印线圈。

5.根据权利要求1所述的区域无线供电系统，其特征在于：所述用户受电装置（5）与感应线圈（4）连接后安装于闭区域（7）所包围的平面区域之内，或在上述平面区域法线方向附近；感应线圈（4）与用户受电装置（5）为可移动的或固定的；所述用户受电装置（5）内具有用于调谐工作频率和耦合系数的调谐电容；用户受电装置（5）内还包括下列集合中的一个或多个：匹配电路、变频电路、整流电路、控制电路、次级感应线圈以及功率负载。

6.根据权利要求1所述的区域无线供电系统，其特征在于：所述系统工作于单频率模式下或多频率模式下。

7.根据权利要求1所述的区域无线供电系统，其特征在于：信号增强线圈（6）为可移动的或固定的；信号增强线圈（6）内设有多个感应线圈（4）和多个用户受电装置（5）同时工作；所述闭区域（7）内设置有多个信号增强线圈（6）和多个感应线圈（4）同时工作。

8.根据权利要求1所述的区域无线供电系统，其特征在于：感应线圈（4）与用户受电装置（5）的对应关系为一对多、多对一或多对多；感应线圈（4）和用户受电装置（5）通过信号增强线圈（6）及频率调谐装置（8）能截取到更多功率；信号增强线圈（6）为可移动的或固定的；一个信号增强线圈（6）内设有多个感应线圈（4）和用户受电装置（5）同时工作。