，导致射频到直流的能量转换效率降低。抛物面天线组成接收天线阵列，外部连接较多且路径较长，导致较大能量损失，降低了系统整流效率。
[0136]图2的(b)所示的整流天线形式，具有结构紧凑等优点，然而由于没有考虑能量的不均匀分布等因素而采用均匀的接收方式，导致大部分整流电路没有达到最佳效率状态，从而难以获得最佳的整流效率。微带接收天线单元均匀布局，组成接收天线阵列，均匀布局导致馈入整流电路的能量难以满足整流最佳效率要求，降低了系统整流效率。
[0137]如图3所示，距离发射天线口径不同处能量分布不同，根据此规律选择最佳的传输距离，以便提升系统传输效率。
[0138]如图4所示，在距离发射天线12米的位置，接收天线口径面的电场强度分布，图4的(a)为电场强度仿真曲线，横坐标的O点为接收天线的中心，2R为正方形的接收天线口径面的变长，横坐标R为接收天线口径面的一半，纵坐标为接收天线口径面的电场强度，也为发射天线的发出的能量在接收天线口径面所在的位置的电场强度；
[0139]图4的(b)为发射天线馈入50W功率情况下接收天线口径面的电场强度的测试值，口径面为矩形，每个数字为接收天线的口径面在这一位置的电场强度测试值，该图表示出了整个接收天线的口径面在各个位置(子单元)的电场强度测试值。
[0140]如图5所示，整流电路的整流效率与输入功率有关，存在一个最佳效率区域，图5的(a)为本发明的一种传输系统的接收部分，包括:接收天线、整流电路、直流负载；接收天线从空间接收到射频信号送至整流电路，整流电路对接收天线馈入的射频信号进行整流处理后，将射频能量转换为直流能量，送至直流合成模块，直流合成模块对该直流能量进行合成处理，得到最终的直流输出功率送至外部负载，实现将射频RF恢复为直流DC (DC输出)。
[0141]图5的(b)为仿真结果，横坐标为馈入整流电路的功率，纵坐标为整流效率(从整流电路输入RF到整流电路输出DC的转化效率)。
[0142]如图6所示，为三种天线单元与整流电路的连接形式，(a)为单个单元接整流电路，适用于接收功率密度较大的区域；(b)为2个2单元组阵后再整流，适用于接收功率稍微降低的区域；(c)为I个4单元组阵后再整流，适用于接收功率密度较低的边缘区域。
[0143]根据功率分布规律进行布局:标识为I的区域:含4个微带天线单元，且每I个单元直接与整流电路连接，如图6(a)所示；
[0144]标识为2的区域:含4个微带天线单元，每2个单元接收到的功率合成后分别馈入2路整流电路，如图6(b)所示；
[0145]标识为3的区域:含4个微带天线单元，且4个单元接收到的功率合成后馈入I路整流电路，如图6(c)所示，；
[0146]如图7所示，为微带接收阵列天线的分布示意图，为了便于区分，设计中采用不同的数字标识不同的单元天线合成形式，其中，标识为I的区域为接收微波能量最大的区域，边缘标识为3的区域为接收微波能量最小的区域，中间标识为2的区域接收的能量介于二者之间。
[0147]如图8所示，根据本发明中提出的技术方案形成的微波无线能量传输系统，估算出电源给微波发射机供电的直流功率到直流合成模块输出的直流功率，即系统DC到DC (直流到直流)能量传输链路效率，该系统包括:电源、微波发射机、发射天线、接收天线、整流电路、直流合成模块；
[0148]电源给微波发射机供电后，微波发射机产生射频能量，实现直流DC (DC供电输入)到射频RF的转换，形成射频信号馈入发射天线，通过发射天线向自由空间发射射频信号；
[0149]接收天线从空间接收到射频信号送至整流电路，整流电路对接收天线馈入的射频信号进行整流处理后，将射频能量转换为直流能量，送至直流合成模块，直流合成模块对该直流能量进行合成处理，得到最终的直流输出功率送至外部负载，实现将射频RF恢复为直流DC (DC输出)。
[0150]如图9所示，根据本发明的技术方案的微波无线能量传输系统，测试得到电源给微波发射机供电的直流功率到直流合成模块输出的直流功率(即DC到DC)的传输效率均优于16%，与理论估算吻合较好，达到了预期目标。横坐标为外部直流负载的阻值，纵坐标为传输效率(电源给微波发射机供电的直流功率到直流合成模块输出的直流功率)。
[0151]如图10所示，为根据本发明提供的技术方案形成的高效率微波无线能量传输系统的技术流程。
[0152]本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
【主权项】
1.一种基于能量分布特性的提高能量传输效率的系统，其特征在于包括:电源、微波发射机、发射天线、接收天线、整流电路、直流合成模块； 接收天线包括多个接收天线单元； 电源给微波发射机供电后，微波发射机产生射频能量，形成射频信号馈入发射天线，通过发射天线向空间发射射频信号； 接收天线的口径面划分为多个子区域，每个子区域设置4个接收天线单元，从空间接收射频信号； 若接收天线的子区域的每I个接收单元从空间接收到的射频信号功率与设定的整流电路的最佳输入功率相对比，射频信号的功率达到设定的整流电路的最佳输入功率，则该接收天线单元将接收到的射频信号送至整流电路； 若接收天线的子区域的每I个接收单元从空间接收到的射频信号功率达不到设定的整流电路的最佳输入功率，将子区域的4个接收天线单元分为2组，每组的2个接收天线单元接收的射频信号的功率合成后，得到合成信号1，将合成信号I与设定的整流电路的最佳输入功率相对比，若合成信号I达到设定的整流电路的最佳输入功率，则将该合成信号I送至整流电路； 若接收天线的子区域的每2个接收单元从空间接收到的射频信号功率合成后的合成信号I达不到设定的整流电路的最佳输入功率，则将子区域的4个接收天线单元接收的射频信号的功率合成后，得到合成信号2，将合成信号2与设定的整流电路的最佳输入功率相对比，若合成信号2达到设定的整流电路的最佳输入功率，则将该合成信号2送至整流电路；若合成信号2达不到设定的整流电路的最佳输入功率，则此处天线单元空置； 整流电路，对接收天线馈入的射频信号进行整流处理后，将射频能量转换为直流能量，送至直流合成模块，直流合成模块对该直流能量进行合成处理，得到最终的直流输出功率送至外部负载。2.根据权利要求1所述的一种基于能量分布特性的提高能量传输效率的系统，其特征在于包括:选择空气微带天线作为所述接收天线的接收天线单元，多个接收天线单元组成微带天线阵列，将微带天线阵列的口径面分为中心区域、次外围区域，外围区域，次外围区域在中心区域与外围区域之间，将微带天线阵列的中心区域分为多个区域，每个子区域放置4个微带接收天线单元，每I个微带天接收线单元直接与整流电路连接；将微带天线阵列的次外围区域分为多个子区域，每个子区域放置4个微带接收天线单元，将4个微带接收天线单元分成两组，每组微带接收天线单元接收到的功率合成后分别馈入I路整流电路；将微带天线阵列的外围区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率合成后馈入I路整流电路；接收天线阵列的口径尺寸选为2.4米*2.4米。3.根据权利要求1所述的一种基于能量分布特性的提高能量传输效率的系统，其特征在于包括:选择空气微带天线作为所述接收天线的接收天线单元，微带天线阵列的口径为正方形，将微带天线阵列的口径划分为十三行和十三列的子单元，划分后产生多个大小相同的子单元，多个大小相同的子单元组成微带天线阵列； 将第一行第一列至第四列的子区域、第一行的第五列左半部分的子区域、第一行的第九列右半部分的子区域和第一行第十列至第十三列的子区域空置，将第一行的第五列的右半部分子单元至第一行的第九列左半部分的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率合成后馈入I路整流电路； 将第二行第一列至第三列的子区域和第二行第十一列至第十三列的子区域空置，将第二行的第四列至第十列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率合成后馈入I路整流电路； 将第三行第一列至第二列的子区域和第三行第十二列至第十三列的子区域空置，将第三行的第三列至第五列和第三行的第九列至第十一列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率合成后馈入I路整流电路；将第三行的第六列至第八列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，将这4个微带接收天线单元分成两组，每组微带接收天线单元接收到的功率合成后分别馈入I路整流电路； 将第四行第一列的子区域和第四行第十三列的子区域空置，将第四行的第二列至第四列和第四行的第十列至第十二列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率合成后馈入I路整流电路；将第四行的第五列至第六列和第八列至第九列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，将这4个微带接收天线单元分成两组，每组微带接收天线单元接收到的功率合成后分别馈入I路整流电路；将第四行的第七列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率分别馈入4路整流电路； 将第五行第一列的子区域的上半部分、第十三列的子区域的上半部分的子区域空置，将第五行的第二列至第三列和第十一列至第十二列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率合成后馈入I路整流电路；将第五行的第四列至第五列和第九列至第十列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，将这4个微带接收天线单元分成两组，每组微带接收天线单元接收到的功率合成后分别馈入I路整流电路；将第五行的第六列至第八列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率分别馈入4路整流电路； 将第一列的第五行子区域的下半部分至第九行子区域的上半部分的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率合成后馈入I路整流电路；将第十三列的第五行子区域的下半部分至第九行子区域的上半部分的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率合成后馈入I路整流电路；将第六行的第二列至第三列和第十一列至第十二列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率合成后馈入I路整流电路；将第六行的第四列和第十列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，将这4个微带接收天线单元分成两组，每组微带接收天线单元接收到的功率合成后分别馈入I路整流电路；将第六行的第五列至第九列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率分别馈入4路整流电路； 将第七行的第二列至第三列和第十一列至第十二列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率合成后馈入I路整流电路；将第七行的第四列和第十列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，将这4个微带接收天线单元分成两组，每组微带接收天线单元接收到的功率合成后分别馈入I路整流电路；将第七行的第五列至第九列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率分别馈入4路整流电路； 将第八行的第二列至第三列和第十一列至第十二列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率合成后馈入I路整流电路；将第八行的第四列和第十列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，将这4个微带接收天线单元分成两组，每组微带接收天线单元接收到的功率合成后分别馈入I路整流电路；将第八行的第五列至第九列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率分别馈入4路整流电路； 将第九行第一列的子区域的下半部分、第十三列的子区域的下半部分的子区域空置，将第九行的第二列至第三列和第十一列至第十二列的每个子区域放置4个微带接收天线单元，这4个微带接收天线单元接收的功率合成后馈入