基于OFDM的无线信号与电能反向同步传输方法

来源：电子与信息学报杂志2023年第8期北京时间：

作者：靖永志, 鲁林海, 冯伟, 王森, 孙希聪

单位：1.磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室 成都 6117562.西南交通大学唐山研究院 唐山 0630003.西南交通大学电气工程学院 成都 611756

摘要：无线电能传输系统的稳定运行离不开信息传输技术的实现，该文针对无线信号与电能共享通道传输时存在耦合干扰及频谱利用率低的问题，提出一种基于正交频分复用技术(OFDM)的信号与电能反向同步传输新方法。该方法将电能载波等效为搭载全1信息的信号载波，采用OFDM技术实现信号的同步解耦与高速可靠传输时，即可减少电能传输过程对信号传输过程产生的串扰。电能通道采用串联谐振(S/LCC)补偿拓扑结构，使负载在一定范围内变化时输出电压稳定。松耦合变压器作为电能和信号传输的共同通道，可以同时、反向传输信号与电能两种不同频率的载波。首先介绍了系统的结构和OFDM基本原理；其次，对系统进行数学建模，分析研究信号与电能的传输特性；在此基础上，给出了信号调制与解调的设计方法。最后搭建电能传输功率为20 W、信号传输速率为85 kbit/s的实验平台，验证了所提方法的正确性。

关键词：无线信号传输, 正交频分复用, 信号调制/解调, S/LCC补偿

基金资助：国家自然科学基金(52077183)