[发明专利]一种基于无衍射相位调制的微波无线电能传输装置

权利要求书

1.一种基于无衍射相位调制的微波无线电能传输装置，其特征在于，包括：微波辐射源(1)、阵列型微波发射天线(2)、无衍射相位调制器(3)、阵列型微波接收天线(7)、微波整流电路模块(5)以及负载(6)；其中：

微波辐射源(1)通过同轴电缆(4)与阵列型微波发射天线(2)相连接，工频市电驱动微波辐射源(1)将电能转化为微波电磁能，微波辐射源(1)辐射出微波电磁波通过同轴电缆(4)传输至阵列型微波发射天线(2)，阵列型微波发射天线(2)将微波进行定向辐射；

无衍射相位调制器(3)将透射通过其口径的微波进行相位调整，使出射微波波束口径场符合贝塞尔函数分布，即在一定距离下呈现聚焦传输特性；

阵列型微波接收天线(7)通过同轴电缆(4)与微波整流电路模块(5)相连接，阵列型微波接收天线(7)设置在一定距离以外，对阵列型微波发射天线(2)辐射的微波进行接收，接收到的微波电磁能量通过微波整流电路模块(5)转换为直流电能供负载(6)使用。

2.根据权利要求1所述的基于无衍射相位调制的微波无线电能传输装置，其特征在于，阵列型微波发射天线(2)和阵列型微波接收天线(7)均为微带阵列贴片天线，采用PCB印制于介质基板上，天线阵元尺寸均相同，且天线阵元呈矩阵式排列在介质基板上。

3.根据权利要求2所述的基于无衍射相位调制的微波无线电能传输装置，其特征在于，天线阵元尺寸为a，a＜20mm。

4.根据权利要求1所述的基于无衍射相位调制的微波无线电能传输装置，其特征在于，无衍射相位调制器(3)为无源的微波无衍射相位调制器，设置在阵列型微波发射天线(2)和阵列型微波接收天线(7)之间，且靠近阵列型微波发射天线(2)的位置；无衍射相位调制器(3)用于改变电磁波传输相位分布，使微波产生聚焦；无衍射相位调制器(3)将透射通过其口径的空间微波相位分布进行人工调控，达到波束聚焦传输的效应，同等传输距离下微波波束的束斑尺寸变小，接收天线阵面获得的电磁能量密度增加。

5.根据权利要求4所述的基于无衍射相位调制的微波无线电能传输装置，其特征在于，无衍射相位调制器为树脂介质材料构成，口径尺寸为D，D＞30cm，棱锥底角γ，γ＜1°。

6.根据权利要求1所述的基于无衍射相位调制的微波无线电能传输装置，其特征在于，同轴电缆(4)为特征阻抗为50欧的低损耗同轴电缆线。

7.根据权利要求1所述的基于无衍射相位调制的微波无线电能传输装置，其特征在于，微波整流电路(5)为高频整流滤波电路装置，通过射频或直流合成将微波电磁能转换为直流电能。

8.根据权利要求1所述的基于无衍射相位调制的微波无线电能传输装置，其特征在于，用电负载(6)是阻抗为100-150欧的负载装置，包括LED负载、电池组负载、可变电子负载。