[发明专利]一种稀疏化无线输能TRM设计方法和结构

权利要求书

1.一种稀疏化无线输能TRM设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.设定密集单元TRM及输能指标

步骤1-1.设定受能区域与密集单元TRM

将受能区域离散化处理，并放置M个受能天线；

设N元的密集单元TRM的基本单元编号集合为Ω＝{1，…，N}，集合中编号相邻的基本单元在实际阵列排布中同样相邻，单元间距一致，且每个单元完全相同；稀疏单元TRM的有源单元集合为Ω₁∈Ω，|Ω₁|＝N₀，| |表示求集合中元素个数，N₀表示Ω₁中有源单元数目；

步骤1-2.设定输能指标

设定的输能指标如下：

(1)单受能天线时间反演输能时旁瓣阈值为SL_th；

(2)单受能天线时间反演输能时效率阈值为η_th；

步骤2.选择稀疏有源单元集合

步骤2-1.选择N₀的初始值

N₀的初始值即为有源单元数目的下限值，N₀＜N_max，N_max为系统可实现的最大有源单元数目；

步骤2-2.选定初始Ω₁，计算集合Ω₁的旁瓣值SL

随机选定N₀元集合Ω₁作为初始的有源单元集合，选定的有源单元集合Ω₁与受能天线之间的信道矩阵为：

其中，h_i表示第i个受能天线的信道向量，1≤i≤M，上标T表示矩阵转置，表示M×N₀的复矩阵；

将Ω₁中有源单元进行增益补偿后的等效的信道矩阵为：

其中，diag(·)表示将向量化为对角矩阵，为幅度补偿因子，为增益补偿因子，g_k表示第k个有源单元与基本单元的相对功率增益，1≤k≤N₀，表示N₀维实的行向量，h′_i表示矩阵H′的第i行；

旁瓣值SL为：

SL＝max(SL_i)

其中，SL_i表示第i个受能天线的旁瓣值，max表示求最大值，上标H表示共轭转置；

步骤2-3.确定最优的稀疏有源单元集Ω₁，得到最小旁瓣值SL

采用穷举法或全局优化算法求解最优解Ω₁及SL；

步骤2-4.判断是否满足SL＜SL_th

若满足SL＜SL_th，则结束，输出最优的稀疏有源单元集合Ω₁以及对应的增益补偿因子g_c；否则，令N₀＝N₀+1，转至步骤2-2；

步骤3.设计稀疏化TRM有源单元

依据基本单元特性以及增益补偿因子g_c重新设计有源单元，满足设定的单天线输能效率阈值，使得效率η≥η_th；

效率η表示为：

η_i＝h_ih_i^H

其中，min表示求最小值。