[发明专利]一种实现微波无线电能传输系统中近场聚焦的方法

权利要求书

1.一种实现微波无线电能传输系统中近场聚焦的方法，其特征在于，根据聚焦状态下相邻阵元空间相位差和聚焦点与阵列之间的距离以及阵元向聚焦点辐射波束方向的关系推算出相邻阵元的激励电流相位差，从一维线阵阵元间的电流相位差推导至二维面阵阵元间的电流相位差，进而推导得到n维面阵阵元间的电流相位差；对于以1×3天线阵列为发射端微波辐射器的无线电能传输系统，相邻阵元空间相位差和聚焦点与阵列之间的距离以及阵元向聚焦点辐射波束方向的关系为：令ψ_n1＝0，得到ψ_n1为相邻阵元的空间相位差，λ为微波波长，α为参考阵元向聚焦点辐射波束的方向与参考阵元垂直方向的夹角，α₁为与参考阵元相邻阵元向聚焦点辐射波束的方向与参考阵元垂直方向的夹角，α₁由表达式：确定，r为参考阵元与聚焦点的距离，d为相邻阵元的间距，ξ₁为相邻阵元的激励电流相位差；对于以n×n天线阵列为发射端微波辐射器的无线电能传输系统，建立n×n天线阵列的三维坐标系，以阵元间距为a的线阵为X轴，以垂直于X轴方向且阵元间距为b的线阵为Y轴，以X轴和Y轴交汇处O的阵元为参考阵元，根据右手定则确定垂直于XOY平面的Z轴的正方向，根据聚焦状态下相邻阵元空间相位差和聚焦点与阵列之间的距离以及阵元向聚焦点辐射波束方向的关系以及聚焦点到XOY平面的距离h推算出沿X轴第n个阵元与参考阵元的激励电流相位差ξ_knx、沿Y轴第m个阵元与参考阵元的激励电流相位差ξ_kmy，(n,m)坐标处阵元与参考阵元的激励电流相位差ξ_knm，其中，α为聚焦点与Z轴正半轴的夹角，β为聚焦点在XOY平面的投影与X轴正半轴的夹角。

2.根据权利要求1所述实现微波无线电能传输系统中近场聚焦的方法，其特征在于，在推算相邻阵元激励电流的相位差之前，先根据表达式：推算近远场分界点，再根据近远场分界点筛选出处于近场范围内的聚焦点，R为近远场分界点与天线阵列的距离，L为天线阵列的最大尺寸，λ为微波波长。