无线能量传输方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113872343A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111084732.X(22)申请日2021.09.16(71)申请人合肥有感科技有限责任公司地址230088安徽省合肥市中国（安徽）自由贸易试验区合肥市高新区创新大道2800号创新产业园二期J1栋A座14层A3-15(72)发明人王哲陆钧贺凡波葛俊杰马俊超(51)Int.Cl.H02J50/20(2016.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称无线能量传输方法(57)摘要本发明公开了无线能量传输方法，包括测试步骤和工作步骤；所述测试步骤包括：每个天线单元接收测试电磁波信号；接收端对接收到的每个测试电磁波信号进行处理，至少得到每个天线单元接收到的测试电磁波信号的幅度和相对相位关系；工作步骤包括：发射端控制每个天线单元发射辐射电磁波，天线单元发射的所述辐射电磁波的相位差与对应的所述天线单元接收到的测试电磁波信号的相位差大小相等，符号相反。工作端接收辅助端发射测试电磁波，并调试与测试电磁波反向的辐射电磁波，向目标汇集位置发射，实现能量的“汇集”，配合介质匹配腔，模拟不同的环境场景，使整个系统能够对该场景适用。CN113872343ACN113872343A权利要求书1/1页1.一种无线能量传输方法，其特征在于，包括：测试步骤和工作步骤；所述测试步骤包括：每个天线单元(41)接收测试电磁波信号；接收端(2)对接收到的每个测试电磁波信号进行处理，至少得到每个天线单元(41)接收到的测试电磁波信号的幅度和相对相位关系；工作步骤包括：发射端(3)控制每个天线单元(41)发射辐射电磁波，天线单元(41)发射的所述辐射电磁波的相位差与对应的所述天线单元(41)接收到的测试电磁波信号的相位差大小相等，符号相反。2.根据权利要求1所述的无线能量传输方法，其特征在于，滤波放大器(21)对接收到的测试电磁波信号进行滤噪放大；第一信号发生器(24)生成第一本征信号，混频器(22)将第一本征信号与滤噪放大后的测试电磁波信号混频，形成混频信号；模数转换器(23)将混频信号转化为数字信号，通过对所述数字信号分析获得测试电磁波信号的幅度和相对相位关系。3.根据权利要求1所述的无线能量传输方法，其特征在于，第二信号发生器(34)生成第二本征信号，移相器(32)调整所述第二本征信号的电磁波相移，再经功率放大器(33)放大处理，以控制所述天线单元(41)发射所述辐射电磁波。4.根据权利要求1所述的无线能量传输方法，其特征在于，在所述测试步骤中，切换开关(5)控制所述天线单元(41)联通至所述接收端(2)；在所述工作步骤中，切换开关(5)控制所述天线单元(41)联通至所述发射端(3)。5.根据权利要求1所述的无线能量传输方法，其特征在于，所述天线单元(41)的数量≥Pneed/Prfar，其中，Pneed为所述天线单元所需的接收功率值；22Prfar＝Pt*GtGrλ/(4πRfar)，λ为天线单元(41)发射辐射电磁波在自由空间中的波长，Pt为天线单元(41)的发射功率，Gt为天线单元(41)的增益，Gr为能量接收天线的增益，Rfar是天线单元(41)距离功率传输目标位置的最远距离。6.根据权利要求1所述的无线能量传输方法，其特征在于，所述测试电磁波由辅助端(B)发射；所述辅助端(B)具有：辅助电路、辅助发射天线(6)和介质匹配腔(7)；所述介质匹配腔(7)位于所述辅助发射天线(6)的发射路径上；所述辅助发射天线(6)位于汇集目标位置处；所述汇集目标位置是辐射电磁波实现能量同相叠加的位置。2CN113872343A说明书1/6页无线能量传输方法技术领域[0001]本发明涉及无线能量传输领域，尤其涉及无线能量传输方法。背景技术[0002]无线能量传输是指能量不经过直接的物理接触而在空间中从能量发射端到能量接收端的传输过程。常见的无线能量传输采用平面感应线圈实现，在电磁近场区传输，而能量会随传播距离增加迅速衰减，因此传播距离有限。[0003]以电磁波为载体的无线能量传输方式能在较远的距离上传输能量，电磁波形成汇集的基本原理是通过控制电磁波的相位对波程的延迟进行补偿，使能量在特定位置上同相叠加，形成能量“汇集”。汇集式无线能量传输在工业领域和医疗领域具有广泛应用前景，如为植入式医学电子装置或注入人体的纳米机器人无线供电，或为体内应用的铁磁性纳米颗粒提供电磁场引导，以及用于局部靶向热消融治疗、近场通信及非接触传感器供电等用途。而电磁波在参数复杂的场景，如在人体介质内传播时，会不断地产生散射和吸收，汇集目标位置与天线单元位置的波程按照常规估算的方法其精度将受到影响，甚至无法形成汇集，同时天线单元的发射功率还