室内空间中无线供电的最优发射天线部署与功率分配

随着物联网（IoT）设备的激增，为其供能的可持续方法变得不可或缺。无线供电实现了无电池运行，并对满足重量与尺寸限制至关重要。为使这些设备的能量收集（EH）组件小巧，高工作频率是必要的。结合大型发射天线，接收机可能位于辐射近场（菲涅尔）区域，例如室内场景。本文中，我们提出一种无线能量传输（WPT）系统，确保对任意数量、未知三维长方体房间内位置、移动低功率单天线接收机的可靠供电。我们建立最大最小优化问题以确定最优发射功率分布。我们严格证明最优发射功率分布的支撑集维度低于其定义域维度，因此在所考虑的 WPT 问题中，全息 MIMO（HMIMO）所用的连续孔径天线并无必要。实际上，部署离散发射天线架构（即发射天线阵列）已足够，我们所提方案给出了最优发射天线部署与功率分配。此外，对于一维发射天线架构，证明了有限数量发射天线是最优的。所提最优解通过计算机仿真得到验证。仿真结果表明，最优发射天线架构需要有限数量发射天线，并依赖于环境几何与发射天线阵列维度。