99《广播电视网络》 2020年第11期 总第371期
工业防护眼镜
福州月中华情因其可为移动设备和物联网应用提供
可靠、方便、安全的供电方式而得到
了广泛应用。然而，当前的WPT 技术
仅能在较短的距离内实现充电，并且
要求无线充电器和接收设备线圈对齐
沈阳农业大学学报才能高效地工作[1]~[3]。为了解决这些
注[4]~[6]。磁波束形成方案可以通过优
化多个发射机的输入电流来实现能量
的聚集，增加发送给接收机的功率。
如何优化所需的激励（电压）以最大
程度地实现功率传输效率是个难点。
文献[6]研究了多发射机（TXs）
中国图学学会和单个接收机（RX）的MISO-WPT 系
统的磁波束形成，利用凸优化和拉格
朗日对偶理论分析了多发射机无线功
率传输系统的传输效率潜力。与传统
的只在发射机侧进行磁波束形成优化
不同，文献[7]中考虑将发射机和接收
机两侧进行优化，提出了一种考虑负
载阻抗优化的接收机侧磁波束形成方
案，进一步增强了传输效率。然而，在文献[6]和[7]中的波束形成设计是基于TXs 和RX 之间完美的磁信道信息。在实际场景中，由于环境和位置偏差的影响，TXs 和RX 之间的磁信道信息可能不是很精确。本文针对以上问题，以一个三发一收的WPT 系统为例，提出了一个波束成形设计，调节所有的TX 电流，以便感应磁场可以最佳地叠加在RX 上，并分析互感估计误差参数对磁束形成鲁棒性的影响，为今后高效地进行多发射线圈WPT 系统的优化设计提供参考。1 MISO-WPT 系统模型本文以一个MISO 磁谐振WPT 系统为例，系统模型如图1所示。该系统模型由3个单线圈发射机和1个单线圈能量接收机组成。对于每个TX，
无线能量传输系统的波束赋形设计及其鲁棒性分析
多西环素邱奋立 林武兴 福州大学物理与信息工程学院
摘要：由于具有多个发射器的无线电力传输系统具有比单发射器系统更高的传输效率和聚焦效果的优点，本神经生长因子
文设计了一种基于磁谐振耦合的无线能量传输系统，在保证接收机最小接收功率以及限制单个发射机功率的前提下，通过波束赋形最小化总的发射功率。利用一定的转换技术，将优化问题转化为可有效求解的松弛半定规划问题（SDP），进一步证明了松弛SDP 问题的解总是秩一的，说明松弛是紧的，因此松弛SDP 问题的解总是原始问题的最优解。数值结果验证了波束形成算法在磁信道状态信息不完
美情况下的性能。同时鲁棒性分析意味着估计误差应该足够小，这是因为大的互感估计误差会导致过大的磁波束赋形误差。在这种情况下，即使使用磁波束赋形技术也无法保证性能。
关键词：磁谐振耦合 无线能量传输 凸优化 鲁棒性
图1 由3个发射机和1个接收机组成的MISO-WPT 系统模型
