[发明专利]一种电磁回波激励放大的无线能量传输系统

说明书

本发明涉及一种电磁回波激励放大的无线能量传输系统，该系统包括用以形成自适应的无线能量传输通道的发射端和接收端，该无线能量传输通道将往返传输电磁回波的能量约束在设定的横向范围内。与现有技术相比，本发明具有远距离可移动、保证人体安全、高功率传输等优点。

技术领域

本发明涉及能量无线传输领域，尤其是涉及一种电磁回波激励放大的无线能量传输系统。

背景技术

随着移动通信和计算技术迅猛发展，有线快充与能量收集等传统供能方案已不能完全满足万物互联时代移动设备的续航供电新需求；因此，远距离无线能量传输技术成为了当前亟待发展的重要供能方案。

传统远距离无线能量传输技术存在“高功率电磁波在远距离传输过程中无法保证人体安全”的问题，不能同时满足“远距离、高功率、人体安全”三大指标。目前广泛应用的磁感应式无线充电技术，主要遵循无线充电联盟(Wireless Power Consortium，WPC)制定的Qi标准，其人体安全条件下的典型充电功率15W、典型充电距离1cm；磁共振式无线充电技术应用较少，主要遵循AirFuel联盟制定的行业标准AirFuel Resonant，其人体安全条件下的典型充电功率15W，典型充电距离5cm，生产成本相对磁感应技术较高；射频与激光无线充电技术可实现5m以上的充电距离，但是难以在人体安全条件下提供2W以上的无线移动供能，如尚未投入市场的Cota技术、Wattup技术、Primove技术、Wi-Charge技术。

前期研究中，电子科技大学、南京航空航天大学已有基于单个方向回溯天线的无线能量传输系统的相关工作，但是这些研究方案未采用双方向回溯器，无法在移动充电的同时实现无线传输功率的安全可控激励放大，且人体安全的充电功率较低；清华大学公开了一种基于单个角反射器阵列的激光谐振腔耦合无线能量传输装置，在空间上将光波场约束在发射端和接收端之间从而提高能量传输效率，但是仅限于视距范围内实现能量传输，也未提供可移动的人体安全供电设计；Ossia公司公开一种运行回向无线电力传输系统的方法，该方法采用单端方向回溯器和虚拟地图技术实现回向无线电力传输，但是其单端的方向回溯器设计导致安全控制逻辑复杂；Wi-Charge公司公开了一种使用回复反射元件的分布式共振器激光器系统用于无线充电，该系统光学设计复杂，抗环境污损能力弱，仅限于视距范围内实现能量传输，高功率密度传输时散热困难。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电磁回波激励放大的无线能量传输系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电磁回波激励放大的无线能量传输系统，该系统包括用以形成自适应的无线能量传输通道的发射端和接收端，该无线能量传输通道将往返传输电磁回波的能量约束在设定的横向范围内。

所述的发射端包括激励源、功率放大器和第一方向回溯模块、所述的接收端包括依次连接的第二方向回溯模块、能量耦合单元和功率匹配单元，所述的第一方向回溯模块和第二方向回溯模块用以实现电磁波的接收与反向回溯发射，所述的功率放大器对经过第一方向回溯模块的电磁波进行功率放大，并由激励源提供能源，所述的能量耦合单元将第二方向回溯模块的电磁波耦合成输出电流，经过功率匹配单元输出设备负载的供电电流。