可重构智能表面辅助的无线能量传输系统：分析与实现
信号处理
2024-10-28 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
可重构智能表面（RIS）是一项用于射频无线能量传输（WPT）的有前景的技术，因为它能够在无需使用有源且高功耗组件的情况下实现波束赋形与波束聚焦。在本文中，我们提出一种用于为物联网（IoT）设备供电的多瓦片 RIS 波束扫描（MTBS）算法。考虑到 IoT 设备的硬件限制，所提算法仅需功率信息即可实现 RIS 的波束聚焦能力。具体而言，我们首先将 RIS 划分为较小的 RIS 瓦片。然后，迭代扫描并优化所有 RIS 瓦片与相控阵发射机以最大化接收功率。我们详细分析了所提算法并构建了仿真器予以验证。此外，我们搭建了 RIS 辅助 WPT 系统的真实测试平台以验证该算法。实验结果表明，所提 MTBS 算法能够恰当控制发射机的传输相位与 RIS 的反射相位，从而在接收端聚焦功率。因此，在执行该算法后，相较于 RIS 所有单元处于关闭状态的情况，接收功率实现了约 20 dB 的提升。通过实验，我们确认带有 MTBS 算法的 RIS 可大幅提升能量传输效率。
引用
@article{arxiv.2106.11805,
title = {Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Wireless Power Transfer Systems: Analysis and Implementation},
author = {Nguyen Minh Tran and Muhammad Miftahul Amri and Je Hyeon Park and Dong In Kim and Kae Won Choi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.11805},
year = {2024}
}
备注
This work has been submitted to the IEEE for possible publication