[发明专利]一种基于波束成形的方向自适应无线充电技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线充电方法。

背景技术

目前无线充电的技术有三种：电磁感应式、谐振式以及无线电波式等。

电磁感应式类似于变压器，在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收线圈感应电磁信号产生电流给用电设备。

谐振式由能量发送装置和能量接收装置组成。当两个装置调整到相同频率，即在一个特定的频率上共振，此时交换彼此的能量。谐振式不同于电磁感应方式，无需使线圈间的位置完全吻合。相比电磁感应方式，该方法最有的优势在于延长传输距离。但也有线圈尺寸过大、频率容易失谐的缺点。

无线电波方式主要由微波发射装置和微波接收装置组成。接收电路可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。

目前的无线充电多为电磁感性式，而谐振式与无线电波式仍处于理论研究阶段。电磁感应工作距离很短，一般只有几个厘米甚至距离更近，但是效率较高；而谐振式工作距离可达数米，但效率低。

不仅如此，充电设备与被充电设备之间实时交换位置信息（即角度和工作距离等）。当一方或双方发生位置变化时，充电设备与被充电设备之间进行必要的调整，即改变波束成形的方向角等，使二者之间能不间断地进行能量交换。

发明内容

1.    所要解决的技术问题

现有的无线充电技术存在以下不足：a.工作离短的效率高,距离长的效率低；b.当充电设备和被充电设备一方位置变动时, 充电设备与被充电设备之间进行必要的位置调整，才能继续进行无线充电。

2.    技术方案

为了解决以上问题，本发明提供了一种基于波束成形技术且方向自适应的无线充电技术，包括以下步骤：第一步：充电设备与被充电设备之间通过无线通信方式建立无线连接，充电设备完成对被充电设备的感知，待双方获知需要朝向的方向和距离等信息后，配对过程结束；

第二步：该充电设备根据上一步骤确定的方向等信息，朝特定方向执行电磁波波束压缩；

第三步：被充电设备感知该波束，并也根据该波束执行己方波束压缩，双方根据在第一步中确定的共振频率进行能量传输；

第四步：当充电任务完成后或人为终止后，波束成形也完成工作而关闭该功能。

达到更好的效果，在第四步后，充电设备通过无线通信方式重新工作，寻找一下个需要充电的设备。

第一步和第四步中的无线通信方式为Wi-Fi或蓝牙。

第一步中充电设备与被充电设备之间都采用全向天线的工作方式。

第二步中充电设备改全向无线发射为朝一定方向发射。

3.    有益效果

本发明提出一种基于波束成形技术且方向自适应的无线充电技术在一定方向上延长其工作距离，并提高充电效率。同时，该技术还使得被充电设备可以转换工作方式为充电设备，为其他需充电的设备进行无线充电。当充电设备和被充电设备一方位置变动时, 充电设备与被充电设备之间不要进行位置调整。

附图说明

图1充电设备与被充电设备之间通过蓝牙或Wi-Fi等无线通信方式进行配对示意图。

图2 充电设备执行波束成形示意图。

图3 被充电设备执行波束成形示意图。

图4 被充电设备发生位移，双方改变波束成形，保持不间断充电示意图。

1.充电设备；2.被充电设备；3. 充电设备保持波束成形；4. 被充电设备保持波束成形；5. 被充电设备发生自身位移后，自适应改变波束成形方式，使之与充电设备保持配对及不间断充电；6. 在被充电设备发生位移后，充电设备自适应改变波束成形方式，与被充电设备保持配对及不间断充电

具体实施方式

   下面通过实施例来对本发明进行详细说明。

   实施例1

其工作方式如下，

第一步：充电设备与被充电设备之间都采用全向天线的工作方式。二者之间通过蓝牙或Wi-Fi等通信方式建立无线连接，即确定共振频率，同时充电设备完成对被充电设备的感知，包括根据信号强度判断方向和大概距离，待双方获知需要朝向的方向和距离等信息后，配对过程结束。

第二步：该充电设备根据上一步骤确定的方向等信息，朝特定方向执行电磁波波束压缩。此时，充电设备改全向无线发射为朝一定方向发射。

第三步：而被充电设备感知该波束，并也根据该波束执行己方波束压缩。双方根据在第一步中确定的共振频率进行能量传输。