[发明专利]一种高频时分多目标微波无线能量传输系统

权利要求书

1.一种高频时分多目标微波无线能量传输系统，其特征在于，包括：

RF功率源，输出基准射频功率信号至功分模块；

功分模块，输出K路相位幅值相等的功率信号；

K个T模块，每一个T模块接收功分模块输出的一路功率信号，接收主控单元输出的功率分配方案数据序列，所述功率分配方案数据以与发射波束指向切换频率相关的发射波束向各目标设备辐射电磁波的持续时长为间隔切换，实时解析功率分配方案数据获取发射波束的幅值和相位调节信息，依据发射波束的幅值和相位调节信息对接收到的功率信号进行调制，发送调制后的功率信号至一个发射天线阵元；

K个发射天线阵元组成的发射天线模块，将每个发射天线阵元接收到的功率信号转换为电磁波波束后向指定位置的自由空间辐射，并以发射波束指向切换频率切换电磁波波束向自由空间辐射的位置；

M个接收天线模块，收集到发射天线模块辐射的电磁波波束的接收天线模块，输出感应到的与基准射频功率信号同频的正弦功率信号到至少一个目标设备；及，

主控单元，收集各接收天线模块接收的功率信息、接收端各目标设备的直流输出电压信息以及负载电流信息，计算接收端各目标设备的瞬时功率信息，从各目标设备的瞬时功率信息中解析出目标设备的位置信息以及发射波束的相位调节信息，根据各目标设备的最大传输功率以及实际所需功率调节发射波束的功率、发射波束向各目标设备辐射电磁波的持续时长，根据发射波束向各目标设备辐射电磁波的持续时长生成包含发射波束幅值和相位调节信息的功率分配方案数据序列，在发射波束向各目标设备辐射电磁波的持续时长内同步传输对应的功率分配方案至K个T模块。

2.根据权利要求1所述一种高频时分多目标微波无线能量传输系统，其特征在于，所述根据各目标设备的最大传输功率以及实际所需功率调节发射波束的功率、发射波束向各目标设备辐射电磁波的持续时长的具体方法为：

在当前目标设备的实际所需功率小于最大传输功率时，增大发射波束的功率或延长发射波束向该目标设备辐射电磁波的持续时长；

在当前目标设备的实际所需功率大于最大传输功率时，减小发射波束的功率或缩短发射波束向该目标设备辐射电磁波的持续时长。

3.根据权利要求2所述一种高频时分多目标微波无线能量传输系统，其特征在于，在当前目标设备的实际所需功率小于最大传输功率时，依据如下方法增大发射波束的功率或延长发射波束向该目标设备辐射电磁波的持续时长：

向当前目标设备供电的接收天线模块接收的功率大于该目标设备RF整流器件的最优工作功率时，延长发射波束向该目标设备辐射电磁波的持续时长；

向当前目标设备供电的接收天线模块接收的功率小于该目标设备RF整流器件的最优工作功率时，增大发射波束的功率。

4.根据权利要求2所述一种高频时分多目标微波无线能量传输系统，其特征在于，在当前目标设备的实际所需功率大于最大传输功率时，依据如下方法减小发射波束的功率或缩短发射波束向该目标设备辐射电磁波的持续时长：

向当前目标设备供电的接收天线模块接收的功率大于该目标设备RF整流器件的最优工作功率时，减小发射波束的功率；

向当前目标设备供电的接收天线模块接收的功率小于该目标设备RF整流器件的最优工作功率时，缩短发射波束向该目标设备辐射电磁波的持续时长。

5.根据权利要求1所述一种高频时分多目标微波无线能量传输系统，其特征在于，所述目标设备包括：

RF整流器，收集接收天线模块感应到的与基准射频功率信号同频的正弦功率信号，输出与发射波束指向切换频率同频的方波信号；

直流滤波器，接收与发射波束指向切换频率同频的方波信号，输出直流电压；

采样通讯模块，采集各接收天线模块接收的功率信息、直流滤波器的输出电压信息、目标设备的负载电流信息、目标设备的实际所需功率；及，

无线通信模块，上传采样通讯模块采集的数据至主控单元。

6.根据权利要求2或3或4所述一种高频时分多目标微波无线能量传输系统，其特征在于，依据系统实际传输功率满足最大发射功率的约束增大发射波束的功率或减小发射波束的功率，所述最大发射功率为所有目标设备最大传输功率之和。