CN114977539A - 微波发送方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种微波发送方法及装置。该方法包括:基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域。其中,基于发射天线阵列向目标区域发射波束的激励信号控制相位为第一控制相位。基于第一控制相位控制发射天线阵列持续向目标区域发射第一微波,并接收目标接收端基于第一微波反馈的第二功率指示信息。根据第二功率指示信息和第一功率指示信息确定目标接收端的运动状态,根据目标接收端的运行状态确定发射天线阵列发射波束的第二控制相位,并基于第二控制相位控制发射天线阵列持续发射第二微波。采用本申请实施例提供的方法,可提高无线能量传输的效率,增强适用性,且降低成本。
Description
技术领域
本申请涉及无线充电领域,尤其涉及一种微波发送方法及装置。
背景技术
目前,能源问题正在受到人们越来越多的重视,微波无线能量传输(microwavepower transfer,MPT)是实现能量无线传输的一项关键技术,引起了国内外广泛研究。MPT系统将电能转化为微波,经过空间传输,由接收端将微波接收并转化为直流电能。根据天线阵理论,微波发射端的发射天线阵列中各个天线阵列单元(为方便描述,可简称为发射端阵元,或天线单元,或天线振子)辐射的相位差异决定了波束合成和波束指向,会影响系统的传输效率。因此,需要调整发射端阵元的相位,以实现微波功率定向发射,从而提高无线能量传输的效率。然而,微波功率定向发射通常需要知晓接收端的位置坐标信息,以使得发射端阵元通过位置坐标信息确定该发射端阵元间的相差,以改变微波功率发射方向。本申请的发明人在研究和实践过程中发现,现有技术是通过接收端主动向发射端阵元发送引导信号,以使得发射端阵元基于接收到的引导信号确定接收端的位置坐标信息(即采用方向回溯技术获得接收端的位置信息),进而通过位置坐标信息改变发射端阵元中各阵元的相位,以实现定向发射。然而,采用方向回溯技术获得接收端的位置信息需要在接收端上安装额外的定向阵列,用于发送引导信号,增大了接收端体积,实现成本高,适用性差。
发明内容
本申请实施例提供了一种微波发送方法及装置,可提高无线能量传输的效率,增强适用性,且降低实现成本。
下面从不同的方面介绍本申请,应理解的是,下面的不同方面的实施方式和有益效果可以互相参考。
第一方面,本申请提供一种微波发送方法。该方法包括:基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域,其中,所述第一功率指示信息用于指示所述目标接收端的接收功率,基于发射的波束扫描所述目标区域时所述目标接收端的接收功率大于扫描除所述目标区域之外的其他区域时所述目标接收端的接收功率,所述发射天线阵列向所述目标区域发射波束的激励信号控制相位为第一控制相位;基于所述第一控制相位控制所述发射天线阵列持续向所述目标区域发射第一微波,并接收所述目标接收端基于所述第一微波反馈的第二功率指示信息;根据所述第二功率指示信息和所述第一功率指示信息确定所述目标接收端的运动状态,根据所述目标接收端的运行状态确定所述发射天线阵列发射波束的第二控制相位,并基于所述第二控制相位控制所述发射天线阵列持续发射第二微波。
在本申请实施例中,区别于相关技术中通过接收端安装额外的定向阵列以发射引导信号用于定位目标区域,本申请基于微波发送装置(或称为微波发射端或发射端)的发射天线阵列主动发射波束进行区域扫描,并基于接收到的目标接收端反馈的接收功率用于确定目标区域,可降低成本。进一步地,通过目标接收端反馈的接收功率大小确定目标接收端的运动状态,并根据目标接收端不同的运动状态进行相位优化,可提高无线能量传输的效率,以及增强方案的适用性。
结合第一方面,在一种可行的实现方式中,所述基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域,包括:当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,所述指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时所述目标接收端的接收功率,i为大于1的整数;根据所述至少两个功率指示信息,从所述至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为所述第i次区域扫描确定出的第一区域;当所述第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与所述第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值不大于所述第一预设功率阈值时,将所述第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,j为大于0的整数。
在本申请实施例中,微波发送装置通过划分区域进行区域扫描,并逐步缩小所划分的区域面积,以在连续两次划分并进行区域扫描时,每次扫描确定出的最大接收功率之间的功率差值小于给定阈值(即第一预设功率阈值)时,停止扫描,并根据最近一次区域扫描时得到的最大接收功率确定接收端所在的目标区域,即目标接收端所处的大致位置,有利于快速定位目标区域,以及有利于提高后续无线能量传输的效率。
结合第一方面,在一种可行的实现方式中,所述基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域,包括:当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,所述指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时所述目标接收端的接收功率,i为大于1的整数;根据所述至少两个功率指示信息,从所述至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为所述第i次区域扫描确定出的第一区域;当所述第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与所述第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值,且所述第i次区域扫描对应的指定区域的面积大于第一预设面积时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应接收功率的功率差值不大于所述第一预设功率阈值时,和/或第i+j次区域扫描对应的指定区域的面积不大于所述第一预设面积时,将所述第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,i为大于1的整数,j为大于0的整数。
在本申请实施例中,微波发送装置通过对划分出的子区域进行区域扫描,并逐步缩小所划分的区域面积,以在连续两次划分并进行区域扫描时,每次扫描确定出的最大接收功率之间的功率差值小于给定阈值(即第一预设功率阈值)时,和/或最近一次划分得到的子区域的区域面积过小(例如,小于第一预设面积)时,停止扫描,并根据接收功率确定出接收端所在的目标区域,即目标接收端所处的大致位置,有利于提高无线能量传输的效率。可理解的,根据连续两次扫描时,每次扫描确定出的最大接收功率以及最近一次划分得到的子区域的面积确定是否终止扫描,有利于减少区域扫描的时间,进一步提高处理效率。
结合第一方面,在一种可行的实现方式中,所述根据所述第二功率指示信息和所述第一功率指示信息确定所述目标接收端的运动状态,包括:确定接收到的各第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值;当接收到的连续n个第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值均不大于第二预设功率阈值时,确定所述目标接收端的运动状态为静止状态。
在本申请实施例中,通过判断接收到的每个第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值与第二预设功率阈值之间的大小关系,并在确定出连续n个第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值均不大于第二预设功率阈值时,确定目标接收端的运动状态为静止状态,可操作性强。
结合第一方面,在一种可行的实现方式中,所述根据所述第二功率指示信息和所述第一功率指示信息确定所述目标接收端的运动状态,包括:确定接收到的各第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值;当任一第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值大于所述第二预设功率阈值时,确定所述目标接收端的运动状态为移动状态。
在本申请实施例中,通过判断接收到的每个第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值与第二预设功率阈值之间的大小关系,并在确定出任一第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值大于第二预设功率阈值时,确定目标接收端的运动状态为移动状态,易于操作,适用性高。
结合第一方面,在一种可行的实现方式中,所述根据所述目标接收端的运行状态确定所述发射天线阵列发射波束的第二控制相位,包括:当确定所述目标接收端的运动状态为静止状态时,获取第一预设相位值,根据所述第一控制相位和所述第一预设相位值,确定相位扫描区间;从所述相位扫描区间中确定出第二控制相位。
在本申请实施例中,当确定所述目标接收端的运动状态为静止状态时,获取第一预设相位值,根据所述第一控制相位和所述第一预设相位值,确定相位扫描区间,以在相位扫描区间中确定出第二控制相位,缩小了相位优化范围,使针对静止接收端的相位迭代优化速度大大提升,有利于提高无线能量传输的效率。
结合第一方面,在一种可行的实现方式中,所述根据所述第一控制相位和所述第一预设相位值,确定相位扫描区间,包括:将所述第一控制相位与所述第一预设相位值之差确定为相位下限值,将所述第一控制相位与所述第一预设相位值之和确定为相位上限值;根据所述相位下限值和所述相位上限值确定相位扫描区间。
在本申请实施例中,根据相位下限值和相位上限值确定相位扫描区间,易于理解,适用性强。
结合第一方面,在一种可行的实现方式中,所述发射天线阵列包括m个天线振子,所述相位扫描区间包括m个相位区间,一个天线振子对应一个相位区间;所述第一控制相位包括m个第一相位;所述从所述相位扫描区间中确定出第二控制相位之前,所述方法还包括:从所述m个天线振子中确定出任一天线振子作为第一天线振子,并关闭除所述第一天线振子之外的其他m-1个天线振子的激励信号输入;所述从所述相位扫描区间中确定出第二控制相位,包括:将所述其他m-1天线振子中每个天线振子依次作为待优化天线振子,并从所述m个相位区间中确定出所述待优化天线振子对应第一相位区间;基于所述第一相位区间包括的各控制相位控制所述待优化天线振子发射第三微波,并接收所述目标接收端基于所述各控制相位的第三微波反馈的各第三功率指示信息;根据所述各第三功率指示信息从所述第一相位区间中确定出第二相位,并根据所述m个第一相位中第一天线振子对应的第一相位,以及所述其他m-1天线振子中每个天线振子作为待优化天线振子时确定的第二相位,确定第二控制相位。
在本申请实施例中,结合相位扫描区间逐个优化天线振子的控制相位,可提升迭代优化速度,增强了方案的实用性。
结合第一方面,在一种可行的实现方式中,所述根据所述各第三功率指示信息从所述第一相位区间中确定出第二相位,包括:从所述各第三功率指示信息中确定出目标第三功率指示信息,目标第三功率指示信息所指示的接收功率为各第三功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率;从第一相位区间中,将目标第三功率指示信息对应的控制相位确定为第二相位。
在本申请实施例中,目标第三功率指示信息所指示的接收功率为各第三功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率,因此,针对作为待优化天线振子的每个天线振子,通过从第一相位区间中,将目标第三功率指示信息对应的控制相位确定为第二相位,提高了各个天线振子的相位优化速度,进而提升了方案实现的整体效率,适用性强。
结合第一方面,在一种可行的实现方式中,所述根据所述目标接收端的运行状态确定所述发射天线阵列发射波束的第二控制相位,包括:当确定所述目标接收端的运动状态为移动状态时,基于所述发射天线阵列向所述目标区域以及所述目标区域的关联区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的各第四功率指示信息;根据所述各第四功率指示信息确定第二控制相位。
在本申请实施例中,当确定目标接收端的运动状态为移动状态时,基于发射天线阵列向目标区域以及目标区域的关联区域发射波束,以用于动态追踪目标接收端,可提高无线能量传输的效率,适用性强。
结合第一方面,在一种可行的实现方式中,所述根据所述各第四功率指示信息确定第二控制相位,包括:从所述各第四功率信息中确定出目标第四功率指示信息,所述目标第四功率指示信息所指示的接收功率为所述各第四功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率;当所述第一功率指示信息所指示的接收功率与所述目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值小于第三预设功率阈值时,将所述目标第四功率指示信息对应的控制相位确定为第二控制相位。
在本申请实施例中,目标第四功率指示信息所指示的接收功率为各第四功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率,因此,针对移动接收端,通过将所述目标第四功率指示信息对应的控制相位确定为第二控制相位,可实现对移动接收端的追踪,进而提高无线能量传输的效率,适用性强。
第二方面,本申请提供一种微波发送装置。该微波发送装置包括:区域扫描模块,用于基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域,其中,所述第一功率指示信息用于指示所述目标接收端的接收功率,基于发射的波束扫描所述目标区域时所述目标接收端的接收功率大于扫描除所述目标区域之外的其他区域时所述目标接收端的接收功率,所述发射天线阵列向所述目标区域发射波束的激励信号控制相位为第一控制相位;控制模块,用于基于所述第一控制相位控制所述发射天线阵列持续向所述目标区域发射第一微波,并接收所述目标接收端基于所述第一微波反馈的第二功率指示信息;处理模块,用于根据所述第二功率指示信息和所述第一功率指示信息确定所述目标接收端的运动状态,根据所述目标接收端的运行状态确定所述发射天线阵列发射波束的第二控制相位;所述控制模块,还用于基于所述第二控制相位控制所述发射天线阵列持续发射第二微波。
结合第二方面,在一种可行的实现方式中,所述区域扫描模块具体用于:当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,所述指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时所述目标接收端的接收功率,i为大于1的整数;根据所述至少两个功率指示信息,从所述至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为所述第i次区域扫描确定出的第一区域;当所述第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与所述第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值不大于所述第一预设功率阈值时,将所述第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,j为大于0的整数。
结合第二方面,在一种可行的实现方式中,所述区域扫描模块具体用于:当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,所述指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时所述目标接收端的接收功率,i为大于1的整数;根据所述至少两个功率指示信息,从所述至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为所述第i次区域扫描确定出的第一区域;当所述第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与所述第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值,且所述第i次区域扫描对应的指定区域的面积大于第一预设面积时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应接收功率的功率差值不大于所述第一预设功率阈值时,和/或第i+j次区域扫描对应的指定区域的面积不大于所述第一预设面积时,将所述第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,i为大于1的整数,j为大于0的整数。
结合第二方面,在一种可行的实现方式中,所述处理模块具体用于:确定接收到的各第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值;当接收到的连续n个第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值均不大于第二预设功率阈值时,确定所述目标接收端的运动状态为静止状态。
结合第二方面,在一种可行的实现方式中,所述处理模块具体用于:确定接收到的各第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值;当任一第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值大于所述第二预设功率阈值时,确定所述目标接收端的运动状态为移动状态。
结合第二方面,在一种可行的实现方式中,所述处理模块具体还用于:当确定所述目标接收端的运动状态为静止状态时,获取第一预设相位值,根据所述第一控制相位和所述第一预设相位值,确定相位扫描区间;从所述相位扫描区间中确定出第二控制相位。
结合第二方面,在一种可行的实现方式中,所述处理模块具体还用于:将所述第一控制相位与所述第一预设相位值之差确定为相位下限值,将所述第一控制相位与所述第一预设相位值之和确定为相位上限值;根据所述相位下限值和所述相位上限值确定相位扫描区间。
结合第二方面,在一种可行的实现方式中,所述发射天线阵列包括m个天线振子,所述相位扫描区间包括m个相位区间,一个天线振子对应一个相位区间;所述第一控制相位包括m个第一相位;所述处理模块具体还用于:从所述m个天线振子中确定出任一天线振子作为第一天线振子,并基于所述控制模块关闭除所述第一天线振子之外的其他m-1个天线振子的激励信号输入;将所述其他m-1天线振子中每个天线振子依次作为待优化天线振子,并从所述m个相位区间中确定出所述待优化天线振子对应第一相位区间;所述控制模块,还用于基于所述第一相位区间包括的各控制相位控制所述待优化天线振子发射第三微波,并接收所述目标接收端基于所述各控制相位的第三微波反馈的各第三功率指示信息;所述处理模块,还用于根据所述各第三功率指示信息从所述第一相位区间中确定出第二相位,并根据所述m个第一相位中第一天线振子对应的第一相位,以及所述其他m-1天线振子中每个天线振子作为待优化天线振子时确定的第二相位,确定第二控制相位。
结合第二方面,在一种可行的实现方式中,所述处理模块具体还用于:从所述各第三功率指示信息中确定出目标第三功率指示信息,所述目标第三功率指示信息所指示的接收功率为所述各第三功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率;从所述第一相位区间中,将所述目标第三功率指示信息对应的控制相位确定为第二相位。
结合第二方面,在一种可行的实现方式中,所述控制模块,还用于当确定所述目标接收端的运动状态为移动状态时,基于所述发射天线阵列向所述目标区域以及所述目标区域的关联区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的各第四功率指示信息;所述处理模块,还用于根据所述各第四功率指示信息确定第二控制相位。
结合第二方面,在一种可行的实现方式中,所述处理模块具体还用于:从所述各第四功率信息中确定出目标第四功率指示信息,所述目标第四功率指示信息所指示的接收功率为所述各第四功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率;当所述第一功率指示信息所指示的接收功率与所述目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值小于第三预设功率阈值时,将所述目标第四功率指示信息对应的控制相位确定为第二控制相位。
第三方面,本申请实施例提供了一种无线充电设备。该无线充电设备包括存储器、发射天线阵列和控制器;其中,该存储器、发射天线阵列和控制器通过通信总线连接,或者控制器和发射天线阵列用于与存储器耦合。该存储器用于存储一组程序代码,该控制器用于调用该存储器中存储的程序代码执行上述第一方面和/或第一方面中任意一种可能的实现方式所提供的微波发送方法,因此也能实现第一方面提供的方法所具备的有益效果。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有指令,当该指令在无线充电设备上运行时,使得无线充电设备执行上述第一方面和/或第一方面中任意一种可能的实现方式所提供的微波发送方法,也能实现第一方面提供的方法所具备的有益效果。
第五方面,本申请实施例提供了一种微波发送装置,该微波发送装置可以是一块芯片或多块协同工作的芯片,该微波发送装置中包括与微波发送装置(例如芯片)耦合的输入设备,用于执行本申请实施例第一方面提供的技术方案。应理解,这里“耦合”是指两个部件彼此直接或间接地结合。这种结合可以是固定的或可移动性的,这种结合可以允许流动液、电、电信号或其它类型信号在两个部件之间通信。
第六方面,本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当该计算机程序产品在无线充电设备上运行时,使得无线充电设备执行上述第一方面提供的微波发送方法,也能实现第一方面提供的方法所具备的有益效果。
在本申请提供的微波发送方法中,基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域。其中,第一功率指示信息用于指示目标接收端的接收功率,基于发射的波束扫描目标区域时目标接收端的接收功率大于扫描除目标区域之外的其他区域时目标接收端的接收功率,发射天线阵列向目标区域发射波束的激励信号控制相位为第一控制相位。基于第一控制相位控制发射天线阵列持续向目标区域发射第一微波,并接收目标接收端基于第一微波反馈的第二功率指示信息。根据第二功率指示信息和第一功率指示信息确定目标接收端的运动状态,根据目标接收端的运行状态确定发射天线阵列发射波束的第二控制相位,并基于第二控制相位控制发射天线阵列持续发射第二微波。采用本申请实施例提供的方法,可提高无线能量传输的效率,增强适用性,且降低成本。
附图说明
图1是微波无线能量传输系统的架构示意图;
图2是不同相位差对应的波束合成方向的示意图;
图3是MPT定向发射系统的架构示意图;
图4是本申请实施例提供的微波发送方法的一流程示意图;
图5是本申请实施例提供的发射天线阵列的结构示意图;
图6是本申请实施例提供的发射天线阵列的主波束方向的示意图;
图7是本申请实施例提供的不同划分方式的示意图;
图8是不同发射天线阵列的示意图;
图9是基于区域扫描确定目标区域的应用场景示意图;
图10是本申请实施例提供的波束叠加结果的示意图;
图11是本申请实施例提供的相位优化的场景示意图;
图12是本申请实施例提供的一种关联区域的示意图;
图13是本申请实施例提供的微波发送方法的另一流程示意图;
图14是本申请实施例提供的一种微波发送装置的结构示意图;
图15是本申请实施例提供的一种无线充电设备的结构示意图。
具体实施方式
近年来,随着电子科学技术的发展,消费类电子产品在我们生活中占有越来越重要的地位,而现有的充电方式大都是通过电缆接触的方式来充电,远远不能满足人们生活的需求。而且,随着近些年来物联网技术的发展,无线感知网络越来越成为一种趋势。由于无线感知网络中拥有众多的节点(例如,传感器节点),并且这些众多的节点需要实时监测,然后对监测的数据进行处理,如果采用电池对众多的节点进行供电,由于电池的容量和使用时间有限,对众多的节点的能量补充会产生巨大的挑战。基于上述的应用需求,无线电能传输技术(wireless power transmission,WPT)近年来越来越受到越来越多的关注。可理解的,无线电能传输技术即通过无线的方式传输电能。
目前,无线电能传输技术根据实现原理的不同可以分为:电磁感应式、磁共振式、微波辐射式(即MPT)、电场耦合式这四种基本方式。相较于其他几种方式,微波辐射式具有:传输距离远、可以自动随时随地的传输、方向灵活可控、容易小型化等优势。请参见图1,图1是微波无线能量传输系统的架构示意图。如图1所示,微波无线能量传输系统主要包括发射端和接收端。其中,发射端通过将直流电转化为微波,以射频能量的形式通过发射端的发射天线将微波信号发射到空中,经自由空间传输,接收端将接收到的微波信号转换为直流电。也就是说,微波无线能量传输系统就是直流电-微波-直流电的输电系统。
可理解的,微波无线能量传输的核心技术包括:高效率微波功率源、高增益强定向微波发射天线、接收端高效率整流天线。其中,要实现发射端微波能量的定向波束传输(或称为微波功率定向发射),以及任意控制传输方向,可以采用相控阵技术来实现。可理解的,相控阵天线中的每一路天线均可独立供电,多路叠加可实现很大功率的输出,同时通过控制每一路天线馈电的幅值和相位,可调节天线对于微波功率的辐射方向,因此最终可以实现大功率、远距离、可定向的电能传输。具体地,根据天线阵理论,微波发射端的发射天线阵列中各天线阵列单元辐射的相位差异决定了波束合成和波束指向,会影响系统的传输效率。因此,需要调整微波发射端天线阵元的相位,提升接收功率,从而提高无线能量传输的效率。
举例来说,请参见图2,图2是不同相位差对应的波束合成方向的示意图。如图2中(a)所示,当发射天线阵列中各天线阵列单元辐射的相位差为0°时,波束合成的方向(或称为发射天线阵列的主波束方向或称为发射天线角度)为0°,当发射天线阵列中各天线阵列单元辐射的相位差为70°时,波束合成的方向为20°,当发射天线阵列中各天线阵列单元辐射的相位差为-70°时,波束合成的方向为-15°。如图2中(b)所示,当发射天线阵列中各天线阵列单元辐射的相位差为0°时,波束合成的方向为0°,当发射天线阵列中各天线阵列单元辐射的相位差为50°时,波束合成的方向为10°,当发射天线阵列中各天线阵列单元辐射的相位差为-50°时,波束合成的方向为-20°。
可理解的,对具有相位控制功能的MPT系统来说,实现微波功率定向发射的方法有很多,如可采用方向回溯技术或者图像处理技术获得接收端目标的位置信息,进而改变微波功率发射方向(可采用机械转动方式或者电气控制方式)实现定向发射,也可利用其他信息判定目标的是否位于定向发射设定角度上。但无论是何种方式,总体而言,MPT定向发射系统具有如图3所示的架构。请参见图3,图3是MPT定向发射系统的架构示意图。如图3所示,发射端将直流输入转换为微波功率输出,通过发射天线实现功率的对外发射,接收天线和接收端将捕获得到的能量转换为直流电供给负载。为实现定向发射,相关技术需要接收端通过无线方式反馈回必要的信息,如方向回溯技术采用额外的天线发送导航信号/引导信号,接收端同样安排额外的天线接收该信号计算相对位置信息,因此接收端必须提供手段(或发射端必须具备手段)获得实现特定定向发射算法所需要的反馈信息。然而,这种根据获取的位置坐标信息确定波束发射角度的方案增大了接收端体积,实现成本高,适用性差。特别针对物联网(Internet of Things,IOT)场景中小体积的接收端而言,为接收端安装能主动发射引导信号的天线并不现实。因此,如何在未知接收端的位置坐标信息的情况下进行微波功率定向发射,以提高无线能量传输的效率成为当前亟待解决的问题之一。
基于此,本申请提出了一种微波发送方法,其基于发射天线阵列主动发射波束进行区域扫描,并基于接收到的目标接收端反馈的接收功率用于确定目标区域,可降低成本。进一步地,通过目标接收端反馈的接收功率大小确定目标接收端的运动状态,并根据目标接收端不同的运动状态进行相位优化,可提高无线能量传输的效率,增强了方案的适用性。
具体的,参见图4,图4是本申请实施例提供的微波发送方法的一流程示意图。可理解的,本申请提供的微波发送方法适用于微波发射端,或称为发射端。如图4所示,该微波发送方法包括但不限于以下步骤:
S401、基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域。
在一些可行的实施方式中,发射端可基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域。其中,第一功率指示信息用于指示目标接收端的接收功率,基于发射的波束扫描目标区域时目标接收端的接收功率大于扫描除目标区域之外的其他区域时目标接收端的接收功率。其中,发射天线阵列向目标区域发射波束的激励信号控制相位为第一控制相位。其中,发射天线阵列可以为相控阵天线,或者,其他任何具备独立相位控制功能的MPT发射阵列。也就是说,本申请是通过控制发射天线阵列中的每个天线振子的相位,从而实现的控制发射天线主波束的方向。请参见图5,图5是本申请实施例提供的发射天线阵列的结构示意图。如图5所示,发射天线阵列包括m个天线振子,分别为天线振子1~天线振子m。其中,基于控制器可向功放阵列中包括的m个功率放大器输入不同控制相位(如图5所示的相位1~相位m)的激励信号,并经过功放阵列进行功率放大后,可基于m个控制相位的激励信号控制发射天线阵列中的m个天线振子的波束发射,进而控制发射天线主波束的方向。请一并参见图6,图6是本申请实施例提供的发射天线阵列的主波束方向的示意图。如图6中(a)为发射天线阵列的主波束方向的侧视图,如图6中(b)为发射天线阵列的主波束方向的俯视图。图6中所示的波束合成方向为垂直发射天线阵列。
可理解的,当本申请实施例的应用场景为针对一个接收端进行充电时,即发射天线阵列的有效扫描区域内仅包括一个接收端时,则目标接收端为该一个接收端。可理解的,当本申请实施例适用于对多个接收端进行充电时,即当发射天线阵列的有效扫描区域内包括2个或者2个以上数量的接收端时,目标接收端为此次进行充电的指向性对象。例如,假设发射天线阵列的有效扫描区域内包括3个接收端,分别为接收端1,接收端2和接收端3。其中,若充电对象为接收端1,则目标接收端即为接收端1,若充电对象为接收端2,则目标接收端即为接收端2,若充电对象为接收端3,则目标接收端即为接收端3。具体实现时,当存在多个接收端(即至少2个接收端)时,可根据各个接收端向发射端反馈的剩余电量信息从该多个接收端中依次确定出目标接收端,或者,根据各个接收端的充电优先级依次确定出目标接收端等,在此不做限制。例如,当发射端获取到多个接收端中每个接收端发送的剩余电量信息时,可根据每个接收端发送的剩余电量信息从多个接收端中确定出剩余电量最少的接收端,作为目标接收端,并在后续过程中确定作为目标终端的接收端满足充电完成条件时,从剩余未充电接收端中确定出新的目标接收端,以持续性向有效扫描区域内包括的所有接收端提供充电服务。可理解的,针对发射端的发射天线阵列而言,其发射天线阵列的有效扫描区域是固定的。其中,不同发射天线阵列的有效扫描区域可以不同。
可理解的,本申请中接收端反馈的功率指示信息可以为接收端的接收功率值大小,也可以为接收端反馈的包括调制信息的散射信号。其中,若接收端反馈的功率指示信息可以为接收端的接收功率值大小,则发射端可根据接收到接收功率值大小,确定接收端的接收功率。若接收端反馈的功率指示信息为包括调制信息的散射信号,则发射端可通过检测散射信号的强度以大致判断接收功率的大小。也就是说,接收端可通过Wi-Fi传输,或蓝牙传输等通信方式向发射端发送其剩余电量信息、接收端身份标识信息和接收功率值大小等一项或多项信息。或者,接收端也可以无需与发射端通信,而是通过接收端反射的散射信号以用于表示接收端的接收功率大小。其中,接收端反射的散射信号的强度与接收端的接收功率成正比,即散射信号的信号强度越强,则说明接收端的接收功率越大;散射信号的信号强度越弱,则说明接收端的接收功率越小。可理解的,当通过散射信号间接反应接收端的接收功率大小时,接收端的接收端身份标识信息、剩余电量信息等信息可通过调制的方式携带在散射信号中。
具体地,在一些可行的实施方式中,上述基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域可理解为:当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收目标接收端反馈的至少两个功率指示信息。其中,指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,且一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时目标接收端的接收功率。根据至少两个功率指示信息,从至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为第i次区域扫描确定出的第一区域。当第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值不大于第一预设功率阈值时,将第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域。其中,不大于可理解为小于或者等于,即当第i+j次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值小于或者等于第一预设功率阈值时,将第i+j次区域扫描确定出的第一区域作为目标接收端所在的目标区域。可选的,当第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值不小于(即大于或者等于)第一预设功率阈值时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值小于第一预设功率阈值时,将第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域。其中,i为大于1的整数,j为大于0的整数。
可理解的,当i=1时,即进行第1次区域扫描时,所扫描的指定区域为对发射天线阵列的有效扫描区域进行划分后得到的至少两个子区域。其中,将有效扫描区域划分为至少两个子区域的划分方式不做限定。例如,请参见图7,图7是本申请实施例提供的不同划分方式的示意图。其中,针对发射天线阵列的有效扫描区域,可将有效扫描区域仅沿着水平方向划分为至少两个子区域,如图7中(a)中所示的子区域1~子区域4。可选的,针对发射天线阵列的有效扫描区域,还可以将有效扫描区域仅沿着垂直方向划分为至少两个子区域,如图7中(b)中所示的子区域1~子区域4。可选的,针对发射天线阵列的有效扫描区域,可将有效扫描区域既沿着水平方向进行划分,又沿着垂直方向进行划分以得到至少两个子区域,如图7中(c)中所示的子区域1~子区域4,在此不做限制。
可理解的,针对不同类型的发射天线阵列,其扫描能力不同,例如,请参见图8,图8是不同发射天线阵列的示意图。如图8中(a)所示的发射天线阵列为二维贴片发射阵列,基于该二维贴片发射阵列发射的波束可以沿着两个垂直的方向进行扫描。通常而言,这种二维贴片发射阵列适用于接收目标移动范围大且有纵向移动的场景。如图8中(b)所示的发射天线阵列为串馈发射阵列。通常而言,串馈发射阵列可以实现水平方向的扫描,或称为横向扫描,其适用于大多数的室内传能需求。因此,当所采用的发射天线阵列为二维贴片发射阵列时,在区域扫描阶段,区域划分方式可以是仅沿着水平方向划分,或者,也可以是仅沿着垂直方向划分,或者,也可以是既沿着水平方向划分,同时沿着垂直方向进行划分,在此不做限制。当所采用的发射天线阵列为串馈发射阵列时,在区域扫描阶段,区域划分方式通常为仅沿着水平方向划分。为方便描述,在本申请实施例中,当发射天线阵列为二维贴片发射阵列时,以区域划分方式为既沿着水平方向划分,同时沿着垂直方向进行划分为例进行说明。
可理解的,当i为大于1的整数时,例如,当i=2时,即进行第2次区域扫描时,所扫描的指定区域为第1次扫描确定出的第一区域包括的至少两个子区域。其中,第1次区域扫描确定出的第一区域为扫描组成有效扫描区域的至少两个子区域时,使得目标接收端反馈最大接收功率的子区域。也就是说,第1次区域扫描确定出的第一区域为组成有效扫描区域的至少两个子区域中的一个子区域,且扫描该子区域时,目标接收端反馈的接收功率大于扫描组成有效扫描区域的至少两个子区域中的其他子区域时的接收功率。可理解的,在进行第i次区域扫描时,对第i-1次区域扫描时确定出的第一区域的划分方式可以与前i-1次的划分方式和划分出的子区域个数相同,也可以与前i-1次的划分方式和/或划分出的子区域个数不同,在此不做限制。例如,以i=2为例,在进行第2次区域扫描时,所扫描的指定区域为对第1次扫描确定出的第一区域进行划分后得到的至少两个子区域。其中,假设发射天线阵列为二维贴片发射阵列,且第1次区域扫描时,对有效扫描区域的划分方式为将有效扫描区域划分为一个4宫格(即沿着水平方向将有效扫描区域均等划分为2个区域,同时沿着垂直方向将有效扫描区域均等划分为2个区域,以得到4个等大的子区域,如图7中(c)所示),则在对第1次扫描确定出的第一区域进行划分时,可将第1次扫描确定出的第一区域仅沿水平方向均等划分为4个子区域,或仅沿水平方向划分为6个子区域,或将第1次扫描确定出的第一区域划分为4宫格或9宫格等,在此不做限制。为方便描述,以下本申请实施例以每次区域扫描时,区域的划分方式和划分出的子区域个数相同为例进行说明。
举例来说,请参见图9,图9是基于区域扫描确定目标区域的应用场景示意图。其中,以发射天线阵列为二维贴片发射阵列为例进行说明。如图9所示,该发射天线阵列的有效扫描区域为有效扫描面积S。其中,在进行第1次区域扫描时,可将有效扫描区域划分为9个子区域(如图9中基于线条1划分出的九宫格区域)。也就是说,第1次区域扫描的指定区域为如图9所示的线条1划分出的9个子区域。因此,可基于发射天线阵列分别向指定区域发射波束,并接收目标接收端反馈的9个功率指示信息。其中,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时目标接收端的接收功率。可理解的,在对每个子区域进行定向发射波束时,可以是对准每个子区域的中心位置发射波束,并接收向每个子区域定向发射波束时,目标接收端反馈的功率指示信息。因此,根据接收到的9个功率指示信息,可从上述线条1划分出的9个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为第1次区域扫描确定出的第一区域。如图9所示,假设第1次区域扫描确定出的第一区域为第一行第二列的子区域,则在进行第2次区域扫描时,可将该第一区域进一步划分为9个子区域(如图9中基于线条2划分出的九宫格),进而基于发射天线阵列分别向线条2划分出的九宫格中的每个子区域的中心位置发射波束,并接收目标接收端基于第2次区域扫描时反馈的9个功率指示信息。进一步地,根据第2次区域扫描时接收到的9个功率指示信息,从线条2划分出的九宫格中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为第2次区域扫描确定出的第一区域。当第2次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值不大于(即小于或者等于)第一预设功率阈值时,将第2次区域扫描确定出的第一区域作为目标接收端所在的目标区域。相应地,当第2次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值时,基于发射天线阵列发射波束进行第3次区域扫描。可理解的,在进行第3次区域扫描时,可将第2次区域扫描确定出的第一区域进一步划分为一个9宫格,以对新划分出的9宫格中的每个宫格(即子区域)的中心位置定向发射波束,并接收目标接收端基于第3次区域扫描反馈的9个功率执行信息,其中,确定第3次区域扫描对应的第一区域的方式可参见上述第1次区域扫描对应的第一区域的确定方式或第2次区域扫描对应的第一区域的确定方式,在此不再进行赘述,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值不大于第一预设功率阈值时,将第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,i为大于1的整数,j为大于0的整数。
可选的,在一些可行的实施方式中,上述基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域还可以理解为:当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收目标接收端反馈的至少两个功率指示信息。其中,指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时目标接收端的接收功率,i为大于1的整数。根据至少两个功率指示信息,从至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为第i次区域扫描确定出的第一区域。当第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值,且第i次区域扫描对应的指定区域的面积大于第一预设面积时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应接收功率的功率差值不大于第一预设功率阈值时,和/或第i+j次区域扫描对应的指定区域的面积不大于第一预设面积时,将第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,j为大于0的整数。不难理解的是,通过将每次区域扫描时划分出的子区域的面积大小作为是否结束区域扫描的条件,可进一步加快区域扫描的效率,进一步提高处理效率。
可选的,在一些可行的实施方式中,为弥补可能因第i-1次区域扫描精度差而导致的偏差,本申请实施例中还可以在进行第i次区域扫描时,对第i-1次区域扫描确定出的第一区域稍作扩大后,再基于扩大后的第一区域继续划分为至少2个子区域,以进行第i次区域扫描。其中,针对第i-1次区域扫描确定出的第一区域的扩大面积可根据实际应用场景确定,在此不做限制。
S402、基于第一控制相位控制发射天线阵列持续向目标区域发射第一微波,并接收目标接收端基于第一微波反馈的第二功率指示信息。
在一些可行的实施方式中,在确定出目标区域后,发射端可以基于第一控制相位控制发射天线阵列持续向该目标区域发射第一微波,并接收目标接收端基于第一微波反馈的第二功率指示信息。也就是说,当确定出目标区域后,发射端可基于发射天线阵列向目标区域的中心位置持续性发射波束,以接收目标接收端反馈的功率指示信息,即第二功率指示信息。其中,该第二功率指示信息指示了目标接收端的当前的接收功率的大小。
可理解的,由于发射天线阵列包括的m个天线振子中的每个天线振子(或称为每一路天线)均可独立供电,多路叠加可实现很大功率的输出,同时通过控制每一路天线馈电的幅值和相位,可调节天线对于微波功率的辐射方向,因此实现了大功率、远距离、可定向的电能传输。因此,第一控制相位中包括了m个第一相位,且一个第一相位用于控制发射天线阵列中的一个天线振子发射波束。其中,m个天线振子发射的m个波束的叠加结果,确定了发射天线阵列的主波束方向。也就是说,本申请中通过第一控制相位中各个第一相位控制对应的天线振子发射波束,进而可使得发射天线阵列的主波束方向指向目标区域的中心位置。其中,m为大于1的整数。
S403、根据第二功率指示信息和第一功率指示信息确定目标接收端的运动状态,根据目标接收端的运行状态确定发射天线阵列发射波束的第二控制相位,并基于第二控制相位控制发射天线阵列持续发射第二微波。
在一些可行的实施方式中,发射端可以根据第二功率指示信息和第一功率指示信息确定目标接收端的运动状态,进而根据目标接收端的运行状态确定发射天线阵列发射波束的第二控制相位,以基于第二控制相位控制发射天线阵列持续发射第二微波。可理解的,当目标接收端采用通信的方式向发射端反馈接收功率的大小时,目标接收端可按照预先设定的频率向发射端反馈其接收功率的功率值(即第二功率指示信息),例如,目标接收端可每隔1s向发射端反馈一次接收功率的大小等,在此不做限制。可选的,当目标接收端采用非通信的方式向发射端反馈接收功率的大小(即通过反射散射信号间接表示接收功率的大小)时,目标接收端可以持续性地向发射端反馈散射信号(即第二功率指示信息)。相应地,发射端可接收目标接收端反馈的各个第二功率指示信息,并针对接收到的每个第二功率指示信息,确定每个第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值。其中,当确定接收到的连续n个第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值均不大于(即小于或者等于)第二预设功率阈值时,确定目标接收端的运动状态为静止状态。当确定接收到的任一第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值大于第二预设功率阈值时,确定目标接收端的运动状态为移动状态。或者,当确定接收到的连续n个第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值均小于第二预设功率阈值时,确定目标接收端的运动状态为静止状态。当确定接收到的任一第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值不小于(即大于或等于)第二预设功率阈值时,确定目标接收端的运动状态为移动状态。也就是说,针对接收到的每个第二功率指示信息,可确定该第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值,即计算该第二功率指示信息所指示的接收功率大小与第一功率指示信息所指示的接收功率大小之间的功率差值的绝对值。举例来说,假设发射端所接收到的任一第二功率指示信息所指示的接收功率大小为10瓦,第一功率指示信息所指示的接收功率大小为18瓦,则可确定该第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值为8瓦。进而,判断确定出的功率差值绝对值与预先设定的第二预设功率阈值的大小关系。通常而言,当确定接收到的连续n个第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值均不大于第二预设功率阈值时,确定目标接收端的运动状态为静止状态。或者,当确定任一第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值大于第二预设功率阈值时,确定目标接收端的运动状态为移动状态。
在一些可行的实施方式中,当确定目标接收端的运动状态为静止状态时,可获取第一预设相位值,根据第一控制相位和第一预设相位值,确定相位扫描区间。进而从相位扫描区间中确定出第二控制相位。也就是说,当发射端确定目标接收端为静止接收端时,发射端可在第一控制相位的基础上调整发射天线阵列的控制相位,以使得基于发射天线阵列发射的波束更加精准地对准目标接收端。例如,请参见图10,图10是本申请实施例提供的波束叠加结果的示意图。如图10所示,假设发射端基于某个控制相位控制发射天线阵列发射出的波束的叠加结果为如图10中(a)所示,由图10中(a)可知,其波束叠加结果比较混乱(即波束叠加后不够集中对准正前方),则通过对发射天线阵列的控制相位进行优化后,可使得发射出的波束的叠加结果更加规整,如图10中(b)所示,波束叠加后能够更加集中对准正前方。
可理解的,发射天线阵列包括的m个天线振子中的每个天线振子(或称为每一路天线)均可独立供电,多路叠加可实现很大功率的输出,同时通过控制每一路天线馈电的幅值和相位,可调节天线对于微波功率的辐射方向,因此最终可以实现大功率、远距离、可定向的电能传输。其中,本申请实施例对通过控制每个天线振子馈电的相位,进而调节发射天线主波束的方向,以实现微波定向发射的方案进行了讨论。具体地,根据天线阵理论,微波发射端的发射天线阵列中各天线振子辐射的相位差异决定了波束合成和波束指向,因此,在进行相位优化时,需要对各天线振子的控制相位进行逐个优化。
可理解的,上述根据第一控制相位和第一预设相位值,确定相位扫描区间可理解为:将第一控制相位与第一预设相位值之差确定为相位下限值,将第一控制相位与第一预设相位值之和确定为相位上限值,进而根据相位下限值和相位上限值确定相位扫描区间。其中,发射天线阵列包括m个天线振子,第一控制相位包括m个第一相位。因此,基于m个第一相位,可确定出m个相位区间,即相位扫描区间包括m个相位区间,且一个天线振子对应一个相位区间。举例来说,假设m=9,即发射天线阵列包括9个天线振子,分别为天线振子1~天线振子9,假设基于发射天线阵列向目标区域的中心位置发射波束时,天线振子1对应的第一相位为0°,天线振子2对应的第一相位为30°,天线振子3对应的第一相位为60°,天线振子4对应的第一相位为30°,天线振子5对应的第一相位为60°,天线振子6对应的第一相位为90°,天线振子7对应的第一相位为60°,天线振子8对应的第一相位为90°,天线振子9对应的第一相位为120°。又假设第一预设相位值为5,则天线振子1对应的相位区间为[-5°,5°],天线振子2对应的相位区间为[25°,35°],天线振子3对应的相位区间为[55°,65°],天线振子4对应的相位区间为[25°,35°],天线振子5对应的相位区间为[55°,65°],天线振子6对应的相位区间为[85°,95°],天线振子7对应的相位区间为[55°,65°],天线振子8对应的相位区间为[85°,95°],天线振子9对应的相位区间为[115°,125°]。
在一些可行的实施方式中,在对发射天线阵列包括的m个天线振子进行相位优化前,首先需要从m个天线振子中确定出任一天线振子作为第一天线振子,并关闭除第一天线振子之外的其他m-1个天线振子的激励信号输入。或者,先关闭对m个天线振子的激励信号输入,然后从m个天线振子中确定出任一个天线振子作为第一天线振子,并基于该第一天线振子对应的第一相位控制该第一天线振子发射该第一相位对应的波束。其中,从相位扫描区间中确定出第二控制相位可理解为:将其他m-1天线振子中每个天线振子依次作为待优化天线振子,并从m个相位区间中确定出待优化天线振子对应第一相位区间。基于第一相位区间包括的各控制相位控制待优化天线振子发射第三微波,并接收目标接收端基于各控制相位的第三微波反馈的各第三功率指示信息。根据各第三功率指示信息从第一相位区间中确定出第二相位,并根据m个第一相位中第一天线振子对应的第一相位,以及其他m-1天线振子中每个天线振子作为待优化天线振子时确定的第二相位,确定第二控制相位。其中,根据各第三功率指示信息从第一相位区间中确定出第二相位可理解为:从各第三功率指示信息中确定出目标第三功率指示信息。其中,目标第三功率指示信息所指示的接收功率为各第三功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率。从第一相位区间中,将目标第三功率指示信息对应的控制相位确定为第二相位。不难理解的是,本申请实施例中发射天线阵列中的第一天线振子和已优化天线振子在后续其他未优化天线振子进行相位优化时,第一天线振子将以第一天线振子对应的第一相位,已优化天线振子将以其优化后得到的控制相位(即第二相位)持续性发送波束。也就是说,被开启的天线振子在后续过程中将一直处于开启状态。
举例来说,请参见图11,图11是本申请实施例提供的相位优化的场景示意图。假设目标区域为第2次区域扫描时确定出的第一区域(如图11所示的目标区域)。其中,为使得发射天线阵列的波束叠加结果对准目标区域的中心位置,发射天线阵列包括的天线振子1~天线振子9对应的控制相位分别0°,30°,90°,30°,60°,90°,60°,90°,120°。即第一控制相位包括的9个第一相位分别为天线振子1对应的第一相位0°,天线振子2对应的第一相位30°,天线振子3对应的第一相位60°,天线振子4对应的第一相位30°,天线振子5对应的第一相位60°,天线振子6对应的第一相位90°,天线振子7对应的第一相位60°,天线振子8对应的第一相位90°,天线振子9对应的第一相位120°。其中,在进行相位优化时,首先需要关闭对发射天线阵列所有天线振子的激励,并在关闭所有激励后,从m个天线振子中确定出一个天线振子作为第一天线振子,这里假设第一天线振子为天线振子9,则可基于天线振子9关闭前的控制相位(即120°)控制该天线振子1发射波束。进而,将其他8个天线振子(即天线振子1~天线振子8)中每个天线振子依次作为待优化天线振子。例如,假设待优化天线振子为天线振子3,则可从天线振子3对应的相位区间中确定出天线振子3对应的控制相位。可理解的,天线振子3对应的相位区间为[55°,65°]。具体地,可基于相位区间[55°,65°]中包括的各个控制相位控制天线振子3发射第三微波,并接收目标接收端基于各控制相位的第三微波反馈的各第三功率指示信息。例如,可分别基于控制相位55°,55.5°,56°,56.5°,57°,57.5°,58°,58.5°,59°,59.5°,60°,60.5°,61°,61.5°,62°,62.5°,63°,63.5°,64°,64.5°,65°这21个控制相位控制该天线振子3发射波束,并接收目标接收端基于上述21个控制相位的第三微波所反馈的21个第三功率指示信息。进而,根据接收到的21个功率指示信息从上述21个控制相位中确定出使得目标接收端反馈最大接收功率的控制相位为第二相位。例如,假设上述21个第三功率指示信息中的最大接收功率为目标接收端基于控制相位60°的第三微波所反馈的接收功率,因此,可将控制相位60°确定为天线振子3对应的第二相位,即天线振子3对应的第二相位为60°。进一步地,可从剩余7个关闭的天线振子(即天线振子1,天线振子2,天线振子4~天线振子8)中确定出一个天线振子作为待优化天线振子,并参见对天线振子3的相位优化方式进行相位优化,在此不再进行赘述。以此类推,逐个完成对发射天线阵列中包括的所有天线振子的相位优化。假设天线振子1~天线振子8分别对应的第二相位为2°,31°,60°,34°,59°,92.5°,61.5°,93.5°,则可根据天线振子9对应的第一相位120°,以及天线振子1~天线振子8中每个天线振子作为待优化天线振子时确定的第二相位,确定出第二控制相位。这里,发射天线阵列对应的第二控制相位分别为天线振子1对应的控制相位2°,天线振子2对应的控制相位31°,天线振子3对应的控制相位60°,天线振子4对应的控制相位34°,天线振子5对应的控制相位59°,天线振子6对应的控制相位92.5°,天线振子7对应的控制相位61.5°,天线振子8对应的控制相位93.5°,天线振子9对应的控制相位120°。
在一些可行的实施方式中,当确定目标接收端的运动状态为移动状态时,可基于发射天线阵列向目标区域以及目标区域的关联区域发射波束,并接收目标接收端反馈的各第四功率指示信息,进而根据各第四功率指示信息确定第二控制相位。其中,根据各第四功率指示信息确定第二控制相位可理解为:从各第四功率信息中确定出目标第四功率指示信息。当第一功率指示信息所指示的接收功率与目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值小于第三预设功率阈值时,将目标第四功率指示信息对应的控制相位确定为第二控制相位。相应地,当第一功率指示信息所指示的接收功率与目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值不小于(即大于或者等于)第三预设功率阈值时,可默认发射端在追踪过程中丢失了对目标接收端的跟踪,因此,无法为目标接收端提供大功率的电能传输。或者,当第一功率指示信息所指示的接收功率与目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值不大于(即小于或者等于)第三预设功率阈值时,将目标第四功率指示信息对应的控制相位确定为第二控制相位。相应地,当第一功率指示信息所指示的接收功率与目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值大于第三预设功率阈值时,默认发射端在追踪过程中丢失了对目标接收端的跟踪。其中,上述目标第四功率指示信息所指示的接收功率为各第四功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率。也就是说,当确定目标接收端为移动接收端时,可即时调整对发射天线阵列的控制相位,以实现对该目标接收端的追踪。通常而言,目标区域的关联区域为目标区域周围的相邻等大区域。
举例来说,请参见图12,图12是本申请实施例提供的一种关联区域的示意图。如图12所示,若目标区域为如图12中的阴影区域,则该目标区域的关联区域为如图12中的区域①~区域⑧。也就是说,对应发射端而言,目标区域的关联区域为以目标区域为中心区域,其周围相邻的8个区域皆可作为目标区域的关联区域。再换句话说,对于发射端而言,当确定目标接收端为运动的接收端时,为实现对目标接收端的追踪,需要尝试对不同方位的区域进步波束发射,以确定目标接收端移动后所处的区域。可理解的,由于不同类型的发射天线阵列的扫描能力不同,如上述图8所示的二维贴片发射阵列既可以沿水平方向进行扫描,又可以沿垂直方向进行扫描,因此,实际实现时,若发射天线阵列为二维贴片发射阵列,则目标区域的关联区域即为上述区域①~区域⑧。若发射天线阵列为串馈发射阵列,则由于串馈发射阵列本身扫描能力的限制,即串馈发射阵列只能沿一个方向进行扫描,如上述图8所示的串馈发射阵列只能沿水平方向进行扫描,因此,目标区域的关联区域可以为区域④和区域⑤。
可理解的,上述基于发射天线阵列向目标区域以及目标区域的关联区域发射波束可理解为向目标区域的中心位置以及其关联区域的中心位置发射波束。进而根据接收到的目标接收端反馈的各第四功率指示信息,从各第四功率指示信息中确定出表示最大接收功率的目标第四功率指示信息,以将使得目标接收端反馈目标第四功率指示信息的激励信号的控制相位确定为第二控制相位。因此,可以基于第二控制相位控制发射天线阵列持续发射第二微波。进一步地,当基于第二控制相位控制发射天线阵列持续发射第二微波时,可接收目标接收端基于第二微波反馈的功率指示信息,为方便描述,下述将该功率指示信息称为第五功率指示信息。根据第五功率指示信息和第一功率指示信息进一步确定目标接收端的运动状态,以根据目标接收端的运动状态不断调整发射天线阵列的控制相位,以实现对目标接收端大功率的电能传输。
在本申请实施例中,发射端基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域。其中,基于发射天线阵列向目标区域发射波束的激励信号控制相位为第一控制相位。基于第一控制相位控制发射天线阵列持续向目标区域发射第一微波,并接收目标接收端基于第一微波反馈的第二功率指示信息。根据第二功率指示信息和第一功率指示信息确定目标接收端的运动状态,根据目标接收端的运行状态确定发射天线阵列发射波束的第二控制相位,并基于第二控制相位控制发射天线阵列持续发射第二微波。采用本申请实施例提供的方法,可提高无线能量传输的效率,增强适用性,且降低成本。
示例性地,请参见图13,图13是本申请实施例提供的微波发送方法的另一流程示意图。如图13所示,本申请实施例提供的方法包括:
步骤131、当基于发射天线阵列发射波束进行第1次区域扫描时,基于发射天线阵列向发射端的有效扫描区域包括的至少两个子区域发射波束,并接收目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,根据该至少两个功率指示信息,从有效扫描区域包括的至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为第1次区域扫描确定出的第一区域。
在一些可行的实施方式中,当基于发射天线阵列发射波束进行第1次区域扫描时,可以基于发射天线阵列向发射端的有效扫描区域包括的至少两个子区域发射波束,并接收目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,根据该至少两个功率指示信息,从有效扫描区域包括的至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为第1次区域扫描确定出的第一区域。可理解的,第1次区域扫描时,所扫描的指定区域为对发射天线阵列的有效扫描区域进行划分后得到的至少两个子区域。其中,将有效扫描区域划分为至少两个子区域的划分方式不做限定。也就是说,第1次区域扫描时,可针对有效扫描区域划分得到N0个小区域或子区域,并计算每个子区域的中心位置坐标。其中,N1为大于1的整数。可理解的,当发射端需要向某个指定位置定向发射时,可根据该指定位置的位置坐标确定出定位发射的激励信号控制相位。也就是说,针对N1个子区域中任一个子区域而言,可根据该任一子区域的中心位置坐标,确定出对发射天线阵列各天线振子的控制相位,以基于确定出的控制相位控制发射天线阵列向该任一子区域定向发射,并接收向该任一子区域定向发射时,反馈得到的接收功率大小,即功率指示信息。因此,发射端可根据获取到的N1个功率指示信息,选出最大功率出现的区域,记录其编号为n1max,此时完成第1次区域扫描。通常而言,目标接收端应位于子区域n1max内。
步骤132、当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收目标接收端反馈的至少两个功率指示信息。
步骤133、根据第i次区域扫描时获取到的至少两个功率指示信息,从第i-1次区域扫描确定出的第一区域所包括的至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为第i次区域扫描确定出的第一区域。
步骤134、判断第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值是否小于第一预设功率阈值。
步骤135、若第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值不小于第一预设功率阈值,则执行i=i+1,并重复步骤132。
步骤136、若第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值小于第一预设功率阈值,则将第i次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,将向目标区域发射波束的激励信号控制相位确定为第一控制相位。
可理解的,在进行第i次区域扫描时,所扫描的指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域包括的至少两个子区域,i>1且i为整数。也就是说,当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收目标接收端反馈的至少两个功率指示信息。其中,指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时目标接收端的接收功率,i为大于1的整数。根据至少两个功率指示信息,从至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为第i次区域扫描确定出的第一区域。当第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值不大于第一预设功率阈值时,将第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,j为大于0的整数。或者,当第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值,且第i次区域扫描对应的指定区域的面积大于第一预设面积时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应接收功率的功率差值不大于第一预设功率阈值时,和/或第i+j次区域扫描对应的指定区域的面积不大于第一预设面积时,将第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,j为大于0的整数。
也就是说,在进行第2次区域扫描时,可将n1max所对应的区域继续划分为n2个子区域,并对这些子区域的中心位置继续进行定向发射,记录并选出最大功率出现的子区域,记其编号为n2max,此时完成第2次区域扫描。重复上述步骤,在第(i+j)次区域扫描时,对第i+j-1次区域扫描找到的最大接收功率所对应的子区域进行划分并对划分得到的子区域的中心位置进行定向发射,直到分割得到的子区域的面积过小(例如,小于某个阈值)时,或连续两次扫描确定出的最大接收功率差别不大(例如,连续两次区域扫描得到的最大接收功率的差值小于某个给定阈值)时,可终止扫描,至此找到了能使接收端功率达到最大的区域,并持续向此区域发射功率。
步骤137、基于第一控制相位控制发射天线阵列持续向目标区域发射第一微波,并接收目标接收端基于第一微波反馈的第二功率指示信息。
在一些可行的实施方式中,在确定出目标区域后,发射端可以基于第一控制相位控制发射天线阵列持续向该目标区域发射第一微波,并接收目标接收端基于第一微波反馈的第二功率指示信息。也就是说,当确定出目标区域后,发射端可基于发射天线阵列向目标区域的中心位置持续性发射波束,以接收目标接收端反馈的功率指示信息,即第二功率指示信息。其中,该第二功率指示信息指示了目标接收端的当前的接收功率的大小。
步骤138、根据第二功率指示信息和第一功率指示信息确定目标接收端的运动状态是否为静止状态。
在一些可行的实施方式中,可以根据第二功率指示信息和第一功率指示信息确定目标接收端的运动状态是否为静止状态。具体地,针对接收到的每个第二功率指示信息,可确定接收到的每个第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值。当接收到的连续n个第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值均不大于第二预设功率阈值时,确定目标接收端的运动状态为静止状态。或者,当确定接收到的任一第二功率指示信息与第一功率指示信息之间的功率差值绝对值大于第二预设功率阈值时,确定目标接收端的运动状态为移动状态。
步骤139、若确定目标接收端的运动状态为静止状态,则从发射天线阵列包括的m个天线振子中确定出任一天线振子作为第一天线振子,并关闭除第一天线振子之外的其他m-1个天线振子的激励信号输入。
步骤1310、将其他m-1个天线振子中每个天线振子依次作为待优化天线振子,并从m个相位区间中确定出待优化天线振子对应第一相位区间,基于第一相位区间包括的各控制相位控制待优化天线振子发射第三微波,并接收目标接收端基于各控制相位的第三微波反馈的各第三功率指示信息,根据各第三功率指示信息从第一相位区间中确定出第二相位,并根据m个第一相位中第一天线振子对应的第一相位,以及其他m-1天线振子中每个天线振子作为待优化天线振子时确定的第二相位,确定第二控制相位,然后执行步骤1314。
在一些可行的实施方式中,若确定目标接收端的运动状态为静止状态,则从发射天线阵列包括的m个天线振子中确定出任一天线振子作为第一天线振子,并关闭除第一天线振子之外的其他m-1个天线振子的激励信号输入。进一步地,将上述其他m-1个天线振子中每个天线振子依次作为待优化天线振子,并从m个相位区间中确定出待优化天线振子对应第一相位区间,基于第一相位区间包括的各控制相位控制待优化天线振子发射第三微波,并接收目标接收端基于各控制相位的第三微波反馈的各第三功率指示信息,根据各第三功率指示信息从第一相位区间中确定出第二相位,并根据m个第一相位中第一天线振子对应的第一相位,以及其他m-1天线振子中每个天线振子作为待优化天线振子时确定的第二相位,确定第二控制相位。具体地,上述根据各第三功率指示信息从第一相位区间中确定出第二相位时,可首先从各第三功率指示信息中确定出目标第三功率指示信息,目标第三功率指示信息所指示的接收功率为各第三功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率,进而从第一相位区间中,将目标第三功率指示信息对应的控制相位确定为第二相位。
步骤1311、若确定目标接收端的运动状态不是静止状态(即目标接收端的运动状态为移动状态),则基于发射天线阵列向目标区域以及目标区域的关联区域发射波束,并接收目标接收端反馈的各第四功率指示信息,从各第四功率信息中确定出目标第四功率指示信息。
步骤1312、判断第一功率指示信息所指示的接收功率与目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值是否小于第三预设功率阈值,若第一功率指示信息所指示的接收功率与目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值不小于第三预设功率阈值,则结束。
步骤1313、若第一功率指示信息所指示的接收功率与目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值小于第三预设功率阈值,则将目标第四功率指示信息对应的控制相位确定为第二控制相位。
在一些可行的实施方式中,当确定目标接收端的运动状态为移动状态时,基于发射天线阵列向目标区域以及目标区域的关联区域发射波束,并接收目标接收端反馈的各第四功率指示信息。从各第四功率信息中确定出目标第四功率指示信息。目标第四功率指示信息所指示的接收功率为各第四功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率。当第一功率指示信息所指示的接收功率与目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值小于第三预设功率阈值时,将目标第四功率指示信息对应的控制相位确定为第二控制相位。相应地,当第一功率指示信息所指示的接收功率与目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值大于或者等于第三预设功率阈值时,则说明发射端对目标接收端追踪失败,即发射端无法对目标接收端进行定向发射,无法实现对目标接收端的高效地能量传输。
步骤1314、基于第二控制相位控制发射天线阵列持续发射第二微波。
在一些可行的实施方式中,当确定出第二控制相位后,可基于第二控制相位控制发射天线阵列持续发射第二微波,以实现对目标接收端的大功率的能量传输。
可理解的,上述步骤131~步骤136的实现过程可参见如图4中的步骤S601所描述的实现过程,在此不再进行赘述。上述步骤137的实现过程可参见如图4中的步骤S602所描述的实现过程,在此不再进行赘述。上述步骤138~步骤1314的实现过程可参见如图4中的步骤S603所描述的实现过程,在此不再进行赘述。
上述内容详细阐述了本申请提供的方法,为了便于实施本申请实施例的上述方案,本申请实施例还提供了相应的装置或设备。
请参见图14,图14是本申请实施例提供的一种微波发送装置的结构示意图。该微波发送装置140可以包括区域扫描模块1401、处理模块1402和控制模块1403。该微波发送装置140用于实现前述的微波发送方法,例如可以用于实现图4所示的微波发送方法。
需要说明的是,各个单元的实现还可以对应参照图4所示的方法实施例的相应描述。该微波发送装置140可以为图4所示实施例中的微波发射端或发射端,或者为微波发射端的一个或者多个模块。
在一种可能的实施方式中,区域扫描模块1401,用于基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域,其中,所述第一功率指示信息用于指示所述目标接收端的接收功率,基于发射的波束扫描所述目标区域时所述目标接收端的接收功率大于扫描除所述目标区域之外的其他区域时所述目标接收端的接收功率,所述发射天线阵列向所述目标区域发射波束的激励信号控制相位为第一控制相位;
控制模块1403,用于基于所述第一控制相位控制所述发射天线阵列持续向所述目标区域发射第一微波,并接收所述目标接收端基于所述第一微波反馈的第二功率指示信息;
处理模块1402,用于根据所述第二功率指示信息和所述第一功率指示信息确定所述目标接收端的运动状态,根据所述目标接收端的运行状态确定所述发射天线阵列发射波束的第二控制相位;
所述控制模块1403,还用于基于所述第二控制相位控制所述发射天线阵列持续发射第二微波。
在又一种可能的实施方式中,所述区域扫描模块1401具体用于:
当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,所述指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时所述目标接收端的接收功率,i为大于1的整数;
根据所述至少两个功率指示信息,从所述至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为所述第i次区域扫描确定出的第一区域;
当所述第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与所述第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值不大于所述第一预设功率阈值时,将所述第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,j为大于0的整数。
在又一种可能的实施方式中,所述区域扫描模块1401具体用于:
当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,所述指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时所述目标接收端的接收功率,i为大于1的整数;
根据所述至少两个功率指示信息,从所述至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为所述第i次区域扫描确定出的第一区域;
当所述第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与所述第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值,且所述第i次区域扫描对应的指定区域的面积大于第一预设面积时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应接收功率的功率差值不大于所述第一预设功率阈值时,和/或第i+j次区域扫描对应的指定区域的面积不大于所述第一预设面积时,将所述第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,i为大于1的整数,j为大于0的整数。
在又一种可能的实施方式中,所述处理模块1402具体用于:
确定接收到的各第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值;
当接收到的连续n个第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值均不大于第二预设功率阈值时,确定所述目标接收端的运动状态为静止状态。
在又一种可能的实施方式中,所述处理模块1402具体用于:
确定接收到的各第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值;
当任一第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值大于所述第二预设功率阈值时,确定所述目标接收端的运动状态为移动状态。
在又一种可能的实施方式中,所述处理模块1402具体还用于:
当确定所述目标接收端的运动状态为静止状态时,获取第一预设相位值,根据所述第一控制相位和所述第一预设相位值,确定相位扫描区间;
从所述相位扫描区间中确定出第二控制相位。
在又一种可能的实施方式中,所述处理模块1402具体还用于:
将所述第一控制相位与所述第一预设相位值之差确定为相位下限值,将所述第一控制相位与所述第一预设相位值之和确定为相位上限值;
根据所述相位下限值和所述相位上限值确定相位扫描区间。
在又一种可能的实施方式中,所述发射天线阵列包括m个天线振子,所述相位扫描区间包括m个相位区间,一个天线振子对应一个相位区间;所述第一控制相位包括m个第一相位;
所述处理模块1402具体还用于:
从所述m个天线振子中确定出任一天线振子作为第一天线振子,并基于所述控制模块1403关闭除所述第一天线振子之外的其他m-1个天线振子的激励信号输入;
将所述其他m-1天线振子中每个天线振子依次作为待优化天线振子,并从所述m个相位区间中确定出所述待优化天线振子对应第一相位区间;
所述控制模块1403,还用于基于所述第一相位区间包括的各控制相位控制所述待优化天线振子发射第三微波,并接收所述目标接收端基于所述各控制相位的第三微波反馈的各第三功率指示信息;
所述处理模块1402,还用于根据所述各第三功率指示信息从所述第一相位区间中确定出第二相位,并根据所述m个第一相位中第一天线振子对应的第一相位,以及所述其他m-1天线振子中每个天线振子作为待优化天线振子时确定的第二相位,确定第二控制相位。
在又一种可能的实施方式中,所述处理模块1402具体还用于:
从所述各第三功率指示信息中确定出目标第三功率指示信息,所述目标第三功率指示信息所指示的接收功率为所述各第三功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率;
从所述第一相位区间中,将所述目标第三功率指示信息对应的控制相位确定为第二相位。
在又一种可能的实施方式中,所述控制模块1403,还用于当确定所述目标接收端的运动状态为移动状态时,基于所述发射天线阵列向所述目标区域以及所述目标区域的关联区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的各第四功率指示信息;
所述处理模块1402,还用于根据所述各第四功率指示信息确定第二控制相位。
在又一种可能的实施方式中,所述处理模块1402具体还用于:
从所述各第四功率信息中确定出目标第四功率指示信息,所述目标第四功率指示信息所指示的接收功率为所述各第四功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率;
当所述第一功率指示信息所指示的接收功率与所述目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值小于第三预设功率阈值时,将所述目标第四功率指示信息对应的控制相位确定为第二控制相位。
可以理解的,本申请各个装置实施例中,对多个单元或者模块的划分仅是一种根据功能进行的逻辑划分,不作为对装置具体的结构的限定。在具体实现中,其中部分功能模块可能被细分为更多细小的功能模块,部分功能模块也可能组合成一个功能模块,但无论这些功能模块是进行了细分还是组合,装置在微波发射的过程中所执行的大致流程是相同的。通常,每个单元都对应有各自的程序代码(或者程序指令),这些单元各自对应的程序代码在处理器上运行时,使得该单元受处理器控制执行相应的流程从而实现相应功能。
参见图15,图15是本申请实施例提供的一种无线充电设备的结构示意图。如图15所示,该无线充电设备150包括:电源151、微波发送装置152和发射天线阵列153。其中,微波发送装置152包括处理器15201(或称为控制器)、通信接口15202。其中,处理器15201和通信接口15202通过总线15204耦合。可理解的,微波发送装置152用于将电源151的直流输入转换为微波功率输出,并通过发射天线阵列153实现功率的对外发射。
处理器15201可以是一个或多个中央处理器(Central Processing Unit,CPU),在处理器15201是一个CPU的情况下,该CPU可以是单核CPU,也可以是多核CPU。
处理器15201用于读取存储器中存储的程序,与通信接口15202配合执行本申请上述实施例中由发射端执行的方法的部分或全部步骤。
可选的,该无线充电设备150的微波发送装置152还可以包括功率放大器、移相器(图中未示出)等。
可选的,该无线充电设备150的微波发送装置152还包括存储器15203。存储器15203可包括但不限于随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable ROM,EPROM)、只读存储器(Read-Only Memory ROM)或便携式只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory,CD-ROM)等等,该存储器15203用于存储程序,处理器15201可以读取存储器15203中存储的程序,执行本申请上述实施例中由发射端执行的方法的部分或全部步骤。
在一种设计中,处理器15201用于:
基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域,其中,所述第一功率指示信息用于指示所述目标接收端的接收功率,基于发射的波束扫描所述目标区域时所述目标接收端的接收功率大于扫描除所述目标区域之外的其他区域时所述目标接收端的接收功率,所述发射天线阵列向所述目标区域发射波束的激励信号控制相位为第一控制相位;
基于所述第一控制相位控制所述发射天线阵列持续向所述目标区域发射第一微波,并接收所述目标接收端基于所述第一微波反馈的第二功率指示信息;
根据所述第二功率指示信息和所述第一功率指示信息确定所述目标接收端的运动状态,根据所述目标接收端的运行状态确定所述发射天线阵列发射波束的第二控制相位,并基于所述第二控制相位控制所述发射天线阵列持续发射第二微波。
在一些可能的实现方式中,当处理器15201基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,所述指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时所述目标接收端的接收功率,i为大于1的整数;
根据所述至少两个功率指示信息,从所述至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为所述第i次区域扫描确定出的第一区域;
当所述第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与所述第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值不大于所述第一预设功率阈值时,将所述第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,j为大于0的整数。
在一些可能的实现方式中,当处理器15201基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,所述指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时所述目标接收端的接收功率,i为大于1的整数;
根据所述至少两个功率指示信息,从所述至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为所述第i次区域扫描确定出的第一区域;
当所述第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与所述第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值,且所述第i次区域扫描对应的指定区域的面积大于第一预设面积时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应接收功率的功率差值不大于所述第一预设功率阈值时,和/或第i+j次区域扫描对应的指定区域的面积不大于所述第一预设面积时,将所述第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,j为大于0的整数。
在一些可能的实现方式中,处理器15201用于:
确定接收到的各第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值;
当接收到的连续n个第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值均不大于第二预设功率阈值时,确定所述目标接收端的运动状态为静止状态。
在一些可能的实现方式中,处理器15201用于:
确定接收到的各第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值;
当任一第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值大于所述第二预设功率阈值时,确定所述目标接收端的运动状态为移动状态。
在一些可能的实现方式中,处理器15201用于:
当确定所述目标接收端的运动状态为静止状态时,获取第一预设相位值,根据所述第一控制相位和所述第一预设相位值,确定相位扫描区间;
从所述相位扫描区间中确定出第二控制相位。
在一些可能的实现方式中,处理器15201用于:
将所述第一控制相位与所述第一预设相位值之差确定为相位下限值,将所述第一控制相位与所述第一预设相位值之和确定为相位上限值;
根据所述相位下限值和所述相位上限值确定相位扫描区间。
在一些可能的实现方式中,所述发射天线阵列包括m个天线振子,所述相位扫描区间包括m个相位区间,一个天线振子对应一个相位区间;所述第一控制相位包括m个第一相位;
上述处理器15201用于:
从所述m个天线振子中确定出任一天线振子作为第一天线振子,并关闭除所述第一天线振子之外的其他m-1个天线振子的激励信号输入;
将所述其他m-1个天线振子中每个天线振子依次作为待优化天线振子,并从所述m个相位区间中确定出所述待优化天线振子对应第一相位区间;
基于所述第一相位区间包括的各控制相位控制所述待优化天线振子发射第三微波,并接收所述目标接收端基于所述各控制相位的第三微波反馈的各第三功率指示信息;
根据所述各第三功率指示信息从所述第一相位区间中确定出第二相位,并根据所述m个第一相位中第一天线振子对应的第一相位,以及所述其他m-1天线振子中每个天线振子作为待优化天线振子时确定的第二相位,确定第二控制相位。
在一些可能的实现方式中,处理器15201用于:
从所述各第三功率指示信息中确定出目标第三功率指示信息,所述目标第三功率指示信息所指示的接收功率为所述各第三功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率;
从所述第一相位区间中,将所述目标第三功率指示信息对应的控制相位确定为第二相位。
在一些可能的实现方式中,处理器15201用于:
当确定所述目标接收端的运动状态为移动状态时,基于所述发射天线阵列向所述目标区域以及所述目标区域的关联区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的各第四功率指示信息;
根据所述各第四功率指示信息确定第二控制相位。
在一些可能的实现方式中,处理器15201用于:
从所述各第四功率信息中确定出目标第四功率指示信息,所述目标第四功率指示信息所指示的接收功率为所述各第四功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率;
当所述第一功率指示信息所指示的接收功率与所述目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值小于第三预设功率阈值时,将所述目标第四功率指示信息对应的控制相位确定为第二控制相位。
基于同一发明构思,本申请实施例中提供的无线充电装置解决问题的原理与有益效果与本申请方法实施例中微波发送方法解决问题的原理和有益效果相似,可以参见方法的实施的原理和有益效果,并且,各个相关模块所执行的各个步骤之间的关系亦可参考前述实施例中相关内容的描述,为简洁描述,在这里不再赘述。
本申请实施例中还提供了一种微波发送装置,该微波发送装置可以是一块芯片或多块协同工作的芯片,该微波发送装置中包括与微波发送装置(例如芯片)耦合的输入设备,用于执行本申请实施例图4中提供的技术方案。应理解,这里“耦合”是指两个部件彼此直接或间接地结合。这种结合可以是固定的或可移动性的,这种结合可以允许流动液、电、电信号或其它类型信号在两个部件之间通信。
本申请实施例中还提供了一种计算机存储介质,可以用于存储图4所示实施例中微波发送装置所用的计算机软件指令,其包含用于执行上述实施例中为微波发送装置所设计的程序。该存储介质包括但不限于快闪存储器、硬盘、固态硬盘。
在本申请实施例中还提供了一种计算机程序产品,该计算机产品被微波发送装置运行时,可以执行上述图15所示实施例中为微波发送装置所设计的微波发送方法。
可理解的,本申请方法实施例中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本申请装置实施例中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
本领域普通技术人员可以理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
基于同一发明构思,本申请实施例中提供的微波发送装置解决问题的原理与有益效果与本申请方法实施例中微波发送方法解决问题的原理和有益效果相似,可以参见方法的实施的原理和有益效果,并且,各个相关模块所执行的各个步骤之间的关系亦可参考前述实施例中相关内容的描述,为简洁描述,在这里不再赘述。
Claims (25)
1.一种微波发送方法,其特征在于,所述方法包括:
基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域,其中,所述第一功率指示信息用于指示所述目标接收端的接收功率,基于发射的波束扫描所述目标区域时所述目标接收端的接收功率大于扫描除所述目标区域之外的其他区域时所述目标接收端的接收功率,所述发射天线阵列向所述目标区域发射波束的激励信号控制相位为第一控制相位;
基于所述第一控制相位控制所述发射天线阵列持续向所述目标区域发射第一微波,并接收所述目标接收端基于所述第一微波反馈的第二功率指示信息;
根据所述第二功率指示信息和所述第一功率指示信息确定所述目标接收端的运动状态,根据所述目标接收端的运行状态确定所述发射天线阵列发射波束的第二控制相位,并基于所述第二控制相位控制所述发射天线阵列持续发射第二微波。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域,包括:
当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,所述指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时所述目标接收端的接收功率,i为大于1的整数;
根据所述至少两个功率指示信息,从所述至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为所述第i次区域扫描确定出的第一区域;
当所述第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与所述第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值不大于所述第一预设功率阈值时,将所述第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,j为大于0的整数。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域,包括:
当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,所述指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时所述目标接收端的接收功率,i为大于1的整数;
根据所述至少两个功率指示信息,从所述至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为所述第i次区域扫描确定出的第一区域;
当所述第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与所述第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值,且所述第i次区域扫描对应的指定区域的面积大于第一预设面积时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应接收功率的功率差值不大于所述第一预设功率阈值时,和/或第i+j次区域扫描对应的指定区域的面积不大于所述第一预设面积时,将所述第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,j为大于0的整数。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述第二功率指示信息和所述第一功率指示信息确定所述目标接收端的运动状态,包括:
确定接收到的各第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值;
当接收到的连续n个第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值均不大于第二预设功率阈值时,确定所述目标接收端的运动状态为静止状态。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述第二功率指示信息和所述第一功率指示信息确定所述目标接收端的运动状态,包括:
确定接收到的各第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值;
当任一第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值大于所述第二预设功率阈值时,确定所述目标接收端的运动状态为移动状态。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标接收端的运行状态确定所述发射天线阵列发射波束的第二控制相位,包括:
当确定所述目标接收端的运动状态为静止状态时,获取第一预设相位值,根据所述第一控制相位和所述第一预设相位值,确定相位扫描区间;
从所述相位扫描区间中确定出第二控制相位。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一控制相位和所述第一预设相位值,确定相位扫描区间,包括:
将所述第一控制相位与所述第一预设相位值之差确定为相位下限值,将所述第一控制相位与所述第一预设相位值之和确定为相位上限值;
根据所述相位下限值和所述相位上限值确定相位扫描区间。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述发射天线阵列包括m个天线振子,所述相位扫描区间包括m个相位区间,一个天线振子对应一个相位区间;所述第一控制相位包括m个第一相位;
所述从所述相位扫描区间中确定出第二控制相位之前,所述方法还包括:
从所述m个天线振子中确定出任一天线振子作为第一天线振子,并关闭除所述第一天线振子之外的其他m-1个天线振子的激励信号输入;
所述从所述相位扫描区间中确定出第二控制相位,包括:
将所述其他m-1个天线振子中每个天线振子依次作为待优化天线振子,并从所述m个相位区间中确定出所述待优化天线振子对应第一相位区间;
基于所述第一相位区间包括的各控制相位控制所述待优化天线振子发射第三微波,并接收所述目标接收端基于所述各控制相位的第三微波反馈的各第三功率指示信息;
根据所述各第三功率指示信息从所述第一相位区间中确定出第二相位,并根据所述m个第一相位中第一天线振子对应的第一相位,以及所述其他m-1天线振子中每个天线振子作为待优化天线振子时确定的第二相位,确定第二控制相位。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述各第三功率指示信息从所述第一相位区间中确定出第二相位,包括:
从所述各第三功率指示信息中确定出目标第三功率指示信息,所述目标第三功率指示信息所指示的接收功率为所述各第三功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率;
从所述第一相位区间中,将所述目标第三功率指示信息对应的控制相位确定为第二相位。
10.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标接收端的运行状态确定所述发射天线阵列发射波束的第二控制相位,包括:
当确定所述目标接收端的运动状态为移动状态时,基于所述发射天线阵列向所述目标区域以及所述目标区域的关联区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的各第四功率指示信息;
根据所述各第四功率指示信息确定第二控制相位。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述根据所述各第四功率指示信息确定第二控制相位,包括:
从所述各第四功率信息中确定出目标第四功率指示信息,所述目标第四功率指示信息所指示的接收功率为所述各第四功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率;
当所述第一功率指示信息所指示的接收功率与所述目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值小于第三预设功率阈值时,将所述目标第四功率指示信息对应的控制相位确定为第二控制相位。
12.一种微波发送装置,其特征在于,所述装置包括:
区域扫描模块,用于基于发射天线阵列发射波束进行区域扫描,并基于目标接收端反馈的第一功率指示信息确定目标区域,其中,所述第一功率指示信息用于指示所述目标接收端的接收功率,基于发射的波束扫描所述目标区域时所述目标接收端的接收功率大于扫描除所述目标区域之外的其他区域时所述目标接收端的接收功率,所述发射天线阵列向所述目标区域发射波束的激励信号控制相位为第一控制相位;
控制模块,用于基于所述第一控制相位控制所述发射天线阵列持续向所述目标区域发射第一微波,并接收所述目标接收端基于所述第一微波反馈的第二功率指示信息;
处理模块,用于根据所述第二功率指示信息和所述第一功率指示信息确定所述目标接收端的运动状态,根据所述目标接收端的运行状态确定所述发射天线阵列发射波束的第二控制相位;
所述控制模块,还用于基于所述第二控制相位控制所述发射天线阵列持续发射第二微波。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述区域扫描模块具体用于:
当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,所述指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时所述目标接收端的接收功率,i为大于1的整数;
根据所述至少两个功率指示信息,从所述至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为所述第i次区域扫描确定出的第一区域;
当所述第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与所述第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值不大于所述第一预设功率阈值时,将所述第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,j为大于0的整数。
14.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述区域扫描模块具体用于:
当基于发射天线阵列发射波束进行第i次区域扫描时,基于发射天线阵列向指定区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的至少两个功率指示信息,所述指定区域为第i-1次区域扫描时确定出的第一区域中的至少两个子区域,一个功率指示信息用于指示扫描一个子区域时所述目标接收端的接收功率,i为大于1的整数;
根据所述至少两个功率指示信息,从所述至少两个子区域中确定出目标接收端的接收功率最大的子区域,作为所述第i次区域扫描确定出的第一区域;
当所述第i次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率与所述第i-1次区域扫描确定的第一区域对应的接收功率的功率差值大于第一预设功率阈值,且所述第i次区域扫描对应的指定区域的面积大于第一预设面积时,基于发射天线阵列发射波束进行第i+1区域扫描,直到第i+j次区域扫描确定的第一区域对应接收功率与第i+j-1次区域扫描确定的第一区域对应接收功率的功率差值不大于所述第一预设功率阈值时,和/或第i+j次区域扫描对应的指定区域的面积不大于所述第一预设面积时,将所述第i+j次区域扫描确定出的第一区域确定为目标区域,其中,i为大于1的整数,j为大于0的整数。
15.根据权利要求12-14任一项所述的装置,其特征在于,所述处理模块具体用于:
确定接收到的各第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值;
当接收到的连续n个第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值均不大于第二预设功率阈值时,确定所述目标接收端的运动状态为静止状态。
16.根据权利要求12-14任一项所述的装置,其特征在于,所述处理模块具体用于:
确定接收到的各第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值;
当任一第二功率指示信息与所述第一功率指示信息之间的功率差值绝对值大于所述第二预设功率阈值时,确定所述目标接收端的运动状态为移动状态。
17.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,所述处理模块具体还用于:
当确定所述目标接收端的运动状态为静止状态时,获取第一预设相位值,根据所述第一控制相位和所述第一预设相位值,确定相位扫描区间;
从所述相位扫描区间中确定出第二控制相位。
18.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述处理模块具体还用于:
将所述第一控制相位与所述第一预设相位值之差确定为相位下限值,将所述第一控制相位与所述第一预设相位值之和确定为相位上限值;
根据所述相位下限值和所述相位上限值确定相位扫描区间。
19.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述发射天线阵列包括m个天线振子,所述相位扫描区间包括m个相位区间,一个天线振子对应一个相位区间;所述第一控制相位包括m个第一相位;
所述处理模块具体还用于:
从所述m个天线振子中确定出任一天线振子作为第一天线振子,并基于所述控制模块关闭除所述第一天线振子之外的其他m-1个天线振子的激励信号输入;
将所述其他m-1天线振子中每个天线振子依次作为待优化天线振子,并从所述m个相位区间中确定出所述待优化天线振子对应第一相位区间;
所述控制模块,还用于基于所述第一相位区间包括的各控制相位控制所述待优化天线振子发射第三微波,并接收所述目标接收端基于所述各控制相位的第三微波反馈的各第三功率指示信息;
所述处理模块,还用于根据所述各第三功率指示信息从所述第一相位区间中确定出第二相位,并根据所述m个第一相位中第一天线振子对应的第一相位,以及所述其他m-1天线振子中每个天线振子作为待优化天线振子时确定的第二相位,确定第二控制相位。
20.根据权利要求19所述的装置,其特征在于,所述处理模块具体还用于:
从所述各第三功率指示信息中确定出目标第三功率指示信息,所述目标第三功率指示信息所指示的接收功率为所述各第三功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率;
从所述第一相位区间中,将所述目标第三功率指示信息对应的控制相位确定为第二相位。
21.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述控制模块,还用于当确定所述目标接收端的运动状态为移动状态时,基于所述发射天线阵列向所述目标区域以及所述目标区域的关联区域发射波束,并接收所述目标接收端反馈的各第四功率指示信息;
所述处理模块,还用于根据所述各第四功率指示信息确定第二控制相位。
22.根据权利要求21所述的装置,其特征在于,所述处理模块具体还用于:
从所述各第四功率信息中确定出目标第四功率指示信息,所述目标第四功率指示信息所指示的接收功率为所述各第四功率指示信息所指示的各接收功率中的最大接收功率;
当所述第一功率指示信息所指示的接收功率与所述目标第四功率指示信息所指示的接收功率的功率差值小于第三预设功率阈值时,将所述目标第四功率指示信息对应的控制相位确定为第二控制相位。
23.一种无线充电设备,其特征在于,所述无线充电设备包括:微波发送装置和发射天线阵列,所述微波发送装置用于读取并运行存储器中的指令,以实现如权利要求1-11任一项所述的微波发送方法。
24.一种包含指令的计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品在无线充电设备上运行时,使得所述无线充电设备执行如权利要求1-11任一项所述的微波发送方法。
25.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储程序指令,当所述程序指令运行时,使得如权利要求1-11任一项所述的微波发送方法被执行。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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