KR20090038027A - Rf power transmission network and method - Google Patents

Rf power transmission network and method Download PDF

Info

Publication number
KR20090038027A
KR20090038027A KR1020097004289A KR20097004289A KR20090038027A KR 20090038027 A KR20090038027 A KR 20090038027A KR 1020097004289 A KR1020097004289 A KR 1020097004289A KR 20097004289 A KR20097004289 A KR 20097004289A KR 20090038027 A KR20090038027 A KR 20090038027A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
tapping component
antenna
transmitter
electrically connected
Prior art date
Application number
KR1020097004289A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
찰스 이. 그린
다니엘 더블유. 해리스트
마이클 티. 맥엘히니
Original Assignee
파워캐스트 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 파워캐스트 코포레이션 filed Critical 파워캐스트 코포레이션
Publication of KR20090038027A publication Critical patent/KR20090038027A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04TPC
    • H04W52/38TPC being performed in particular situations
    • H04W52/42TPC being performed in particular situations in systems with time, space, frequency or polarisation diversity
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/001Energy harvesting or scavenging
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/20Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24Inductive coupling
    • H04B5/26Inductive coupling using coils
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Disclosed is an RF power transmission network. The network includes at least one RF power transmitter, at least one power tapping component, and at least one load. The at least one RF power transmitter, the at least one power tapping component, and the at least one load are connected in series. The RF power transmitter sends power through the network. The power is radiated from the network to be received by a device to be charged, re-charged, or directly powered by the power.

Description

RF 전력 전송 회로망 및 방법{RF POWER TRANSMISSION NETWORK AND METHOD}RF power transmission network and method {RF POWER TRANSMISSION NETWORK AND METHOD}

본 발명은 직렬 무선 주파수(RF) 전력 전송 회로망에 관한 것이다.The present invention relates to a serial radio frequency (RF) power transmission network.

프로세서 성능이 확장되고 전력 요건이 완화됨에 따라 유선 또는 전력 코드와는 완전히 무관한 장치들이 현재 폭발적으로 증가하고 있다. 이들 "무제한적인(untethered)" 장치는 셀 폰이나 무선 키보드에서 빌딩 센서나 능동형 RFID(Radio Frequency Identification) 태그에 이르기까지 다양하다.As processor performance expands and power requirements are relaxed, devices that are completely unrelated to wires or power cords are exploding. These "untethered" devices range from cell phones or wireless keyboards to building sensors or active Radio Frequency Identification (RFID) tags.

이러한 무제한적인 장치의 엔지니어나 설계자는 주로 배테리를 이용하는 휴대형 전원의 한계를 중요한 설계 변수로서 계속해서 다루어야 한다. 프로세서와 휴대형 장치의 성능은 (무어(Moore)의 법칙에 따라) 18 내지 27개월 마다 배가되고 있지만 배터리 용량은 매년 6%만 증가하고 있다.Engineers or designers of these unlimited devices must continue to address the limitations of portable power supplies that use batteries as an important design variable. The performance of processors and handheld devices doubles every 18 to 27 months (according to Moore's law), but battery capacity is growing only 6 percent annually.

전력을 많이 고려한 설계나 최신 배터리 기술에도 불구하고 많은 장치는 물류나 빌딩 자동화와 같이 많은 무제한적인 장치를 필요로 하는 응용 분야에 대한 수명 비용과 유지 요건을 충족시키지 못한다. 양방향 통신을 필요로 하는 오늘날의 장치는 3 내지 18개월마다 장치의 전원(통상적으로 배터리)을 교체 또는 재충전하는 예정된 유지 보수 관리를 필요로 한다. 자동화된 설비 계량기 판독기와 같이 그 상태를 송출하기만 하고 신호를 수신하지는 않는 단방향 장치는 통상적으로 10 년 내에 교체하는 더 양호한 배터리 수명을 갖고 있다. 양 장치 타입에 있어서 예정된 전원 유지 관리는 비용이 많이 들며 장치가 모니터 및/또는 제어하도록 된 전체 시스템에는 번거로울 수 있다. 예정에 없는 유지 관리는 훨씬 더 비용이 많이 들고 번거롭다. 크게 보면 내부 배터리와 연관된 비교적 고비용도 전개될 수 있는 실제적인, 즉 경제적으로 실행가능한 장치의 수를 감소시킨다.Despite the power-intensive design and the latest battery technology, many devices do not meet the lifespan cost and maintenance requirements for applications that require many unlimited devices, such as logistics or building automation. Today's devices that require two-way communication require scheduled maintenance management that replaces or recharges the device's power supply (typically a battery) every three to eighteen months. Unidirectional devices, such as automated facility meter readers that only send their status but do not receive a signal, typically have better battery life to replace within 10 years. Scheduled power maintenance for both device types is expensive and can be cumbersome for the entire system in which the device is intended to be monitored and / or controlled. Unscheduled maintenance is much more expensive and cumbersome. At large, the relatively high cost associated with internal batteries also reduces the number of practical, economically viable devices that can be deployed.

무제한적인 장치의 전력 문제에 대한 이상적인 해결책은 주위로부터 충분한 에너지를 모으고 이용할 수 있는 장치 또는 시스템이다. 그러면 이용되는 에너지는 무제한적인 장치에 전력을 직접 공급하거나 전원 장치를 확장할 것이다. 그러나, 이러한 이상적인 해결책은 주위에서의 에너지가 낮고 또 전용의 에너지 공급 장치를 이용하는 능력을 제한하는 장소적 제약때문에 항상 실제적으로 구현할 수 있는 것은 아니다.The ideal solution to the power problem of an unlimited number of devices is a device or system that can collect and use enough energy from the environment. The energy used will then directly power the unlimited device or expand the power supply. However, this ideal solution may not always be practical in practice due to the low energy in the environment and local constraints that limit the ability to use a dedicated energy supply.

이러한 요인들을 고려하여 이상적인 상황과 더욱 제한된 환경에 맞는 해결책을 제공하는 시스템이 필요하다.Considering these factors, there is a need for a system that provides a solution for ideal situations and more limited environments.

예컨대 미국 가특허출원 제60/683,991호와 제60/763,582호(모두 발명의 명칭이 전력 전송 회로망이며, 본 명세서에 참조 인용됨)와 같은 종래의 발명들은 전력 분배용 병렬 회로망에 초점을 맞추었다. 이들 발명은 이 기술을 이용하는 많은 응용 분야에 있어서 전송 라인, 직렬 스위치, 방향성 커플러(DC) 및 커넥터들로부터의 손실이 허용될 수 없기 때문에 직렬 회로망을 이용하지 못했다. 그러나, 데스크 영역 등과 같은 동축 케이블 기반 설비를 구비하거나 RF 전력을 분배하기 위한 빌딩 내의 새로운 또는 기존의 저손실 동축 케이블 기반 설비를 이용하는 작은 회 로망과 같은 특정 응용 분야에서는 이러한 손실은 허용되거나 최소화될 수 있다.Conventional inventions, such as, for example, U.S. Provisional Patent Application Nos. 60 / 683,991 and 60 / 763,582, both of which are named power transmission networks and are incorporated herein by reference, focused on parallel network for power distribution. . These inventions do not make use of serial circuitry because the loss from transmission lines, series switches, directional couplers (DCs) and connectors cannot be tolerated in many applications using this technology. However, in certain applications such as small circuit networks with coaxial cable infrastructure, such as desk area, or using new or existing low loss coaxial cable infrastructure in a building for distributing RF power, this loss may be acceptable or minimized. .

본 발명의 목적은 장치를 충전 또는 재충전하거나 장치에 전력을 직접 공급하기 위하여 장치에 RF 전력을 공급하는 시스템의 일부로서 적절히 구현될 수 있는 직렬 RF 전력 회로망을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a serial RF power network that can be suitably implemented as part of a system for supplying RF power to a device for charging or recharging the device or directly powering the device.

직렬 회로망은 특정 응용 분야에서 병렬 회로망에 비해 몇 가지 장점을 갖고 있다. 예컨대, 직렬 회로망을 이용하면 전송 라인의 량을 줄일 수 있다. 병렬 회로망에서는 전송 라인은 통상적으로 RF 전력 송신기에서 각 안테나로 연결된다. 직렬 회로망에서는 각 안테나는 직렬 연결된 전송 라인으로부터 소정의 전력량을 제거한다. 직렬 RF 전력 전송 회로망의 다른 장점은 이 회로망이 쉽게 확장/축소될 수 있다는 것이다. 예컨대 추가적인 전력 탭핑 컴포넌트를 직렬로 추가하거나 추가적인 전력 탭핑 컴포넌트를 회로망의 종단에 추가함으로써 회로망에 추가적인 안테나를 추가하여 직렬의 길이를 증가시킬 수 있다.Serial networks have several advantages over parallel networks in certain applications. For example, using a serial network can reduce the amount of transmission lines. In a parallel network, transmission lines are typically connected to each antenna in an RF power transmitter. In a serial network, each antenna removes a certain amount of power from a serially connected transmission line. Another advantage of the serial RF power transfer network is that it can be easily expanded / collapsed. For example, by adding additional power tapping components in series or adding additional power tapping components at the end of the network, additional antennas can be added to the network to increase the length of the series.

본 발명에 의해 분배된 RF 전력을 수신하는데 적합한, 각종 부하에 대한 고효율 정류 방법 및 장치에 대해서는 미국 가특허출원 제60/729,792호(본 명세서에 참조 인용됨)에 상세히 설명되어 있다.High efficiency rectification methods and apparatus for various loads suitable for receiving the RF power distributed by the present invention are described in detail in US Provisional Patent Application 60 / 729,792, incorporated herein by reference.

본 발명은 RF 전력 전송 회로망에 관한 것이다. 이 회로망은 전력을 발생하기 위한 제1 RF 전력 송신기를 포함한다. 이 회로망은 제1 RF 전력 송신기에 전기적으로 직렬 연결되어 제1 RF 전력 송신기로부터 수신된 전력을 적어도 제1 부분과 제2 부분으로 분리하기 위한 적어도 하나의 전력 탭핑(power tapping) 컴포넌트를 포함한다. 이 회로망은 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 연결되어 제1 부분을 수신하고 전력을 전송하기 위한 적어도 하나의 안테나를 포함한다.The present invention relates to an RF power transmission network. This network includes a first RF power transmitter for generating power. The network includes at least one power tapping component electrically connected in series to the first RF power transmitter to separate power received from the first RF power transmitter into at least a first portion and a second portion. The network includes at least one antenna electrically connected to the at least one power tapping component to receive the first portion and transmit power.

본 발명은 전력 전송 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 전력을 발생하기 위한 제1 RF 전력 송신기를 포함한다. 이 시스템은 제1 RF 전력 송신기에 전기적으로 직렬 연결되어 제1 RF 전력 송신기로부터 수신된 전력을 적어도 제1 부분과 제2 부분으로 분리하기 위한 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트를 포함한다. 이 시스템은 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 연결되어 제1 부분을 수신하고 전력을 전송하기 위한 적어도 하나의 안테나를 포함한다. 이 시스템은 전력이 공급될 장치를 포함한다. 이 시스템은 장치에 전기적으로 연결되고 전송된 전력을 수신하도록 구성된 수신 안테나를 포함한다.The present invention relates to a power transmission system. The system includes a first RF power transmitter for generating power. The system includes at least one power tapping component electrically connected in series to the first RF power transmitter to separate power received from the first RF power transmitter into at least a first portion and a second portion. The system includes at least one antenna electrically connected to the at least one power tapping component to receive the first portion and transmit power. The system includes a device to be powered. The system includes a receive antenna electrically connected to the device and configured to receive the transmitted power.

본 발명은 RF 전력 전송 방법에 관한 것이다. 이 방법은 제1 RF 전력 송신기를 가지고 전력을 발생하는 단계를 포함한다. 제1 RF 전력 송신기에 전기적으로 직렬 연결된 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트를 가지고 제1 RF 전력 송신기로부터 수신된 전력을 적어도 제1 부분과 제2 부분으로 분리한다. 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 안테나가 제1 부분을 수신한다. 적어도 하나의 안테나를 가지고 전력을 전송한다.The present invention relates to an RF power transmission method. The method includes generating power with a first RF power transmitter. Split the power received from the first RF power transmitter into at least a first portion and a second portion with at least one power tapping component electrically connected in series with the first RF power transmitter. At least one antenna electrically connected to the at least one power tapping component receives the first portion. Transfer power with at least one antenna.

본 발명은 직류를 생성하는 무선 전력 하베스터를 구비한 수신기에 무선으로 전력을 전송하는 장치에 관한 것이다. 이 장치는 제1 전력을 가진 제1 입력부를 구비한 결합기를 포함한다. 이 장치는 제2 전력을 가진 제2 입력부를 포함한다. 이 장치는 제1 전력과 제2 전력의 결합으로서 제1 전력과 제2 전력 각각 보다도 큰 출력 전력을 가진 출력부를 포함한다. 이 장치는 출력부에 전기적으로 연결되어 출력 전력을 수신기에 전송하는 안테나를 포함한다.The present invention relates to an apparatus for wirelessly transmitting power to a receiver having a wireless power harvester for generating direct current. The apparatus includes a coupler having a first input with a first power. The apparatus includes a second input having a second power. The apparatus includes an output having a greater output power than each of the first and second powers as a combination of the first and second powers. The device includes an antenna electrically connected to the output and transmitting output power to the receiver.

본 발명은 직류를 생성하는 무선 전력 하베스터를 구비한 수신기에 무선으로 전력을 전송하는 장치에 관한 것이다. 이 장치는 메인 라인과 메인 라인으로부터 거리 d만큼 떨어진 2차 라인을 가지며, 전력을 원하는 레벨로 증가 또는 감소시키는 필드 조정 커플러를 포함한다. 이 장치는 거리(d)를 변화시키는 조정 기구를 포함한다. 이 장치는 전력을 수신기에 전송하는 안테나를 포함한다.The present invention relates to an apparatus for wirelessly transmitting power to a receiver having a wireless power harvester for generating direct current. The device has a main line and a secondary line separated by a distance d from the main line and includes a field adjust coupler that increases or decreases power to a desired level. The device includes an adjustment mechanism for changing the distance d. The device includes an antenna for transmitting power to the receiver.

도 1은 본 발명에 따른 간단한 직렬 회로망을 도시한 도면;1 shows a simple series network in accordance with the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 다중 입력 직렬 회로망을 도시한 도면;2 illustrates a multiple input series network in accordance with the present invention;

도 3은 본 발명에 이용될 수 있는 커플러를 도시한 도면;3 illustrates a coupler that may be used in the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 3-송신기 회로망을 도시한 도면;4 shows a three-transmitter network according to the invention;

도 5는 본 발명에 이용하는 전력 분배기를 도시한 도면;5 shows a power divider used in the present invention;

도 6은 본 발명에 이용될 수 있는 조정가능한 방향성 커플러를 도시한 도면;6 illustrates an adjustable directional coupler that may be used in the present invention;

도 7 및 8은 본 발명에 따른 다중 경로 회로망을 도시한 도면;7 and 8 illustrate a multipath network in accordance with the present invention;

도 9는 본 발명에 따른 스위칭 회로망을 도시한 도면;9 shows a switching network according to the invention;

도 10은 본 발명에 따른 제2 스위칭 회로망을 도시한 도면;10 shows a second switching network according to the invention;

도 11은 본 발명의 데스크탑 설비를 도시한 도면.11 illustrates a desktop installation of the present invention.

본 발명은 도면 전체에 걸쳐 동일 구성요소에 대해 동일 도면부호가 병기된 첨부 도면을 참조하여 하기의 상세한 설명으로부터 완전하게 이해될 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be fully understood from the following detailed description with reference to the accompanying drawings, in which like reference characters designate like elements throughout the figures.

이하의 설명을 위해 "상부", "하부", "오른쪽", "왼쪽", "수직", "수평", "상단", "하단" 및 이들의 파생어들은 도면에서 배향되는 대로 본 발명에 관계한다. 그러나, 본 발명은 명시적으로 달이 규정한 경우를 제외하고는 여러 가지 대안적인 변형과 단계 순서를 취할 수 있음을 알아야 한다. 또한 첨부 도면에 도시되고 하기의 명세서에서 기술된 특정 장치와 프로세스는 단순히 본 발명의 예시적인 실시예임을 알아야 한다. 따라서 여기서 설명된 실시예들과 관련된 특정 치수나 기타 다른 물리적 특성은 한정적인 것으로 보아서는 안된다."Top", "bottom", "right", "left", "vertical", "horizontal", "top", "bottom", and derivatives thereof are related to the present invention as oriented in the drawings for the following description. do. However, it should be understood that the present invention may take a number of alternative variations and step sequences except as expressly defined by the moon. It is also to be understood that the specific apparatus and processes shown in the accompanying drawings and described in the following specification are merely exemplary embodiments of the invention. Accordingly, specific dimensions or other physical characteristics related to the embodiments described herein are not to be considered as limiting.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 RF 전력 전송 회로망(10)에 관한 것이다. 회로망(10)은 전력을 발생하는 제1 RF 전력 송신기(12a)를 포함한다. 회로망(10)은 제1 RF 전력 송신기(12a)에 전기적으로 직렬 연결되어 제1 RF 전력 송신기(12a)로부터 수신된 전력을 적어도 제1 부분과 제2 부분으로 분리하는 적어도 하나의 전력 탭핑(tapping) 컴포넌트(14a)를 포함한다. 이 회로망은 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)에 전기적으로 연결되어 제1 부분을 수신하고 전력을 송신하는 적어도 하나의 안테나(20a)를 포함한다.The present invention relates to an RF power transmission network 10 as shown in FIG. The network 10 includes a first RF power transmitter 12a for generating power. The network 10 is electrically connected in series to the first RF power transmitter 12a to at least one power tapping that separates the power received from the first RF power transmitter 12a into at least a first portion and a second portion. ) Component 14a. This network includes at least one antenna 20a electrically connected to at least one power tapping component 14a for receiving a first portion and transmitting power.

적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)는 도 3에 도시된 바와 같이 방향성 커플러(coupler)일 수 있다. 회로망(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)에 전기적으로 직렬 연결된 제2 RF 전력 송신기(12b)를 포함할 수 있다. 회로망(10)은 제1 RF 전력 송신기(12a), 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a), 적어도 하나의 안테나(20a) 및 제2 RF 전력 송신기(12b) 중 하 나 또는 그 이상에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 컨트롤러(74a)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)는 양방향성 커플러(36)일 수 있다. 이와 달리, 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트는 도 4에 도시된 바와 같이 전력 분배기(52)일 수 있다.At least one power tapping component 14a may be a directional coupler, as shown in FIG. 3. Circuitry 10 may include a second RF power transmitter 12b electrically connected in series to at least one power tapping component 14a as shown in FIG. 2. The network 10 is electrically connected to one or more of the first RF power transmitter 12a, the at least one power tapping component 14a, the at least one antenna 20a, and the second RF power transmitter 12b. At least one controller 74a may be included. At least one power tapping component 14a may be a bidirectional coupler 36. Alternatively, the at least one power tapping component can be a power divider 52 as shown in FIG. 4.

회로망(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)에 전기적으로 직렬 연결된 적어도 하나의 추가적인 RF 전력 송신기(12b)를 포함할 수 있다. 회로망(10)은 제1 RF 전력 송신기(12a), 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a), 적어도 하나의 안테나(20a) 및 적어도 하나의 추가적인 RF 전력 송신기(12b) 중 하나 또는 그 이상에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 컨트롤러(74a)를 포함할 수 있다. 회로망(10)은 종단 부하(16)를 포함할 수 있다. 회로망(10)은 적어도 하나의 전송 라인(18)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 제1 RF 전력 송신기(12a)로부터 전송된 전력은 데이터를 포함하지 않는다.The network 10 may include at least one additional RF power transmitter 12b electrically connected in series with at least one power tapping component 14a as shown in FIG. 2. The network 10 is electrically connected to one or more of the first RF power transmitter 12a, at least one power tapping component 14a, at least one antenna 20a and at least one additional RF power transmitter 12b. At least one controller 74a may be connected. The network 10 may include a termination load 16. The network 10 may include at least one transmission line 18. In one embodiment, the power transmitted from the first RF power transmitter 12a does not include data.

회로망(10)은 제1 RF 전력 송신기(12a), 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a) 및 적어도 하나의 안테나(20a) 중 하나 또는 그 이상에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 컨트롤러(74a)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 컨트롤러들 중 적어도 하나의 컨트롤러(74a)는 적어도 하나의 컨트롤러들 중 적어도 하나의 다른 컨트롤러(74b)에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로망(10)은 펄스 형태의 전력을 적어도 하나의 안테나(20a)를 통해 전송하도록 구성될 수 있다.The network 10 may include at least one controller 74a electrically connected to one or more of the first RF power transmitter 12a, at least one power tapping component 14a, and at least one antenna 20a. Can be. At least one controller 74a of the at least one controller may be electrically connected to at least one other controller 74b of the at least one controller. The network 10 may be configured to transmit power in the form of pulses through at least one antenna 20a.

적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a) 중 적어도 하나는 도 9에 도시된 바와 같이 스위치(82a)일 수 있다. 스위치(82a)는 제어 라인을 통해 제어될 수 있 다. 스위치(82a)는 전력을 감지함으로써 제어될 수 있다. 감지된 전력은 펄스 전력일 수 있다. 펄스 전력은 그 지속 기간이 변할 수 있다. 펄스 전력은 그 타이밍이 변할 수 있다. 스위치(82a)는 통신 신호를 통해 제어될 수 있다. 통신 신호는 동축 케이블을 통해 전송될 수 있다.At least one of the at least one power tapping component 14a may be a switch 82a as shown in FIG. 9. The switch 82a can be controlled via a control line. The switch 82a can be controlled by sensing power. The sensed power may be pulse power. The pulse power can vary in duration. The pulse power can vary in timing. The switch 82a may be controlled via a communication signal. The communication signal can be transmitted via a coaxial cable.

안테나(20a)는 도 1에 도시된 바와 같이 전송 라인(18)일 수 있다. 제1 RF 전력 송신기(12a)로부터 수신된 전력 중 적어도 일부는 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)에 의해 동작 전력으로서 이용될 수 있다. 회로망(10)은 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)에 전기적으로 직렬 연결된 제2 전력 탭핑 컴포넌트(14b)를 포함할 수 있으며, 이 경우에 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)는 제1 RF 전력 송신기(12a)와 제2 전력 탭핑 컴포넌트(14b) 사이에 배치된다. 제2 전력 탭핑 컴포넌트(14b)는 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)로부터 제2 부분을 수신하여 이를 적어도 제3 부분과 제4 부분으로 분리한다.Antenna 20a may be a transmission line 18 as shown in FIG. 1. At least some of the power received from the first RF power transmitter 12a may be used as operating power by the at least one power tapping component 14a. The network 10 may include a second power tapping component 14b electrically connected in series with at least one power tapping component 14a, in which case the at least one power tapping component 14a is a first RF power source. Disposed between the transmitter 12a and the second power tapping component 14b. The second power tapping component 14b receives a second portion from the at least one power tapping component 14a and separates it into at least a third portion and a fourth portion.

제1 RF 전력 송신기(12a)는 제1 RF 전력 송신기(12a)를 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)에 전기적으로 연결하는 제1 커넥터를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)는 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트를 제2 전력 탭핑 컴포넌트(14b)에 전기적으로 연결하는 제2 커넥터를 포함한다.The first RF power transmitter 12a may include a first connector that electrically connects the first RF power transmitter 12a to at least one power tapping component 14a, wherein the at least one power tapping component 14a Includes a second connector that electrically connects the at least one power tapping component to the second power tapping component 14b.

본 발명은 도 11에 도시된 바와 같이 전력 전송을 위한 시스템(100)에 관한 것이다. 이 시스템은 전력을 발생하는 제1 RF 전력 송신기(12a)를 포함한다. 이 시스템은 제1 RF 전력 송신기(12a)에 전기적으로 직렬 연결되어 제1 RF 전력 송신기(12a)로부터 수신된 전력을 적어도 제1 부분과 제2 부분으로 분리하는 적어도 하 나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)를 포함한다. 이 시스템은 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)에 전기적으로 연결되어 제1 부분을 수신하고 전력을 송신하는 적어도 하나의 안테나(20a)를 포함한다. 이 시스템은 전력이 공급될 장치(94)를 포함한다. 이 시스템은 장치(94)에 전기적으로 연결되고, 전송된 전력을 수신하도록 구성된 수신 안테나(92)를 포함한다.The present invention relates to a system 100 for power transfer as shown in FIG. The system includes a first RF power transmitter 12a for generating power. The system has at least one power tapping component 14a electrically connected in series to the first RF power transmitter 12a to separate power received from the first RF power transmitter 12a into at least a first portion and a second portion. It includes. The system includes at least one antenna 20a electrically connected to at least one power tapping component 14a for receiving a first portion and transmitting power. The system includes a device 94 to be powered. The system includes a receive antenna 92 electrically connected to the apparatus 94 and configured to receive the transmitted power.

회로망(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 RF 전력 송신기, 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a) 및 적어도 하나의 안테나(20a) 중 하나 또는 그 이상에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 컨트롤러(74a)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트들 중 적어도 하나는 도 9에 도시된 바와 같이 스위치(82a)일 수 있다. 시스템(100)은 펄스 형태의 전력을 적어도 하나의 안테나(20a)를 통해 전송되도록 구성될 수 있다. 제1 RF 전력 송신기(12a)로부터 수신된 전력 중 적어도 일부는 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)에 의해 동작 전력으로서 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 RF 전력 송신기(12a)로부터 전송된 전력은 데이터를 포함하지 않는다. The network 10 includes at least one controller 74a electrically connected to one or more of an RF power transmitter, at least one power tapping component 14a and at least one antenna 20a as shown in FIG. It may include. At least one of the at least one power tapping components may be a switch 82a as shown in FIG. 9. The system 100 may be configured to transmit power in the form of pulses through at least one antenna 20a. At least some of the power received from the first RF power transmitter 12a may be used as operating power by the at least one power tapping component 14a. In one embodiment, the power transmitted from the first RF power transmitter 12a does not include data.

회로망(10)은 도 11에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)에 전기적으로 직렬 연결된 제2 전력 탭핑 컴포넌트(14b)를 포함할 수 있으며, 이 경우에 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)는 제1 RF 전력 송신기(12a)와 제2 전력 탭핑 컴포넌트(14b) 사이에 배치된다. 제2 전력 탭핑 컴포넌트(14b)는 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)로부터 제2 부분을 수신하여 이를 적어도 제3 부분과 제4 부분으로 분리하며, 제1 안테나(20b)는 제2 전력 탭핑 컴포넌 트(14b)에 전기적으로 연결된 제3 부분을 수신하고 전력을 전송한다.The network 10 may include a second power tapping component 14b electrically connected in series with at least one power tapping component 14a as shown in FIG. 11, in which case at least one power tapping component ( 14a) is disposed between the first RF power transmitter 12a and the second power tapping component 14b. The second power tapping component 14b receives the second portion from the at least one power tapping component 14a and separates it into at least a third portion and a fourth portion, and the first antenna 20b has a second power tapping component. Receives and transmits a third portion electrically connected to the track 14b.

도 3에 도시된 바와 같이 직류를 생성하는 무선 전력 하베스터(harvester)를 구비한 수신기에 무선 전력을 전송하는 장치가 있다. 이 장치는 제1 전력을 가진 제1 입력부(40a)를 구비한 결합기(38)를 포함한다. 이 장치는 제2 전력을 가진 제2 입력부(40b)를 포함한다. 이 장치는 제1 전력과 제2 전력의 결합으로서 제1 전력과 제2 전력 각각보다 큰 출력 전력을 가진 출력부를 포함한다. 이 장치는 출력부에 전기적으로 연결되어 출력 전력을 수신기로 전송하는 안테나(20a)를 포함한다.As shown in FIG. 3, there is an apparatus for transmitting wireless power to a receiver having a wireless power harvester generating a direct current. The apparatus includes a combiner 38 having a first input 40a having a first power. The device includes a second input 40b having a second power. The apparatus includes an output having a greater output power than each of the first power and the second power as a combination of the first power and the second power. The device includes an antenna 20a electrically connected to the output to transmit output power to the receiver.

도 6에 도시된 바와 같이 직류를 생성하는 무선 전력 하베스터를 구비한 수신기에 무선 전력을 전송하는 장치가 있다. 이 장치는 전력을 원하는 레벨로 증가 또는 감소시키는 필드 조정 커플러(60)를 포함하며, 이 커플러는 메인라인(62)과 이 메인 라인(62)으로부터 거리 d만큼 떨어진 2차 라인(64)을 갖고 있다. 이 장치는 이 거리(d)를 변화시키는 조정 기구를 포함한다. 이 장치는 전력을 수신기에 전송하는 안테나(20a)를 포함한다.As shown in FIG. 6, there is an apparatus for transmitting wireless power to a receiver having a wireless power harvester generating direct current. The device includes a field adjust coupler 60 that increases or decreases power to a desired level, which coupler has a mainline 62 and a secondary line 64 away from the main line 62 by a distance d. have. The device includes an adjustment mechanism for changing this distance d. The apparatus includes an antenna 20a for transmitting power to the receiver.

본 발명은 RF 전력 전송 방법에 관한 것이다. 이 방법은 도 11에 도시된 바와 같이 제1 RF 전력 송신기(11a)를 가지고 전력을 발생하는 단계를 포함한다. 제1 RF 전력 송신기(12a)에 전기적으로 직렬 연결된 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트를 가지고 제1 RF 전력 송신기(12a)로부터 수신된 전력을 적어도 제1 부분과 제2 부분으로 분리하는 단계가 있다. 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 안테나(20a)가 제1 부분을 수신하는 단계가 있다. 적어도 하나의 안테나(20a)를 가지고 전력을 전송하는 단계가 있다.The present invention relates to an RF power transmission method. The method includes generating power with the first RF power transmitter 11a as shown in FIG. There is a step of separating the power received from the first RF power transmitter 12a into at least a first portion and a second portion with at least one power tapping component electrically connected in series to the first RF power transmitter 12a. There is a step in which at least one antenna 20a electrically connected to at least one power tapping component 14a receives the first portion. There is a step of transmitting power with at least one antenna 20a.

이 방법은 적어도 하나의 안테나(20a)로부터 무선으로 전송된 전력을 장치(94)에 연결되어 전송된 전력을 수신하도록 구성된 수신 안테나(92)에서 수신하고, 장치(94)에 배치되어 이 장치(94)에 전기적으로 연결된 전력 하베스터를 가지고 수신 안테나(92)에 의해 수신된 전력을 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 직렬 연결된 제2 전력 탭핑 컴포넌트를 부가하는 단계로서, 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)가 제1 RF 전력 송신기(12a)와 제2 전력 탭핑 컴포넌트(14b) 사이에 배치되는 단계를 포함할 수 있다. 제2 전력 탭핑 컴포넌트(14b)는 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(14a)로부터 제2 부분을 수신하여 이를 적어도 제3 부분과 제4 부분으로 분리한다. 제3 부분을 제2 전력 탭핑 컴포넌트(14b)에 전기적으로 연결된 제2 안테나(20b)에서 수신하는 단계가 있을 수 있다. 제2 안테나(20b)로부터 전력을 전송하는 단계가 있을 수 있다.The method receives power transmitted wirelessly from at least one antenna 20a at a receiving antenna 92 coupled to the device 94 and configured to receive the transmitted power, and is disposed in the device 94 so that the device ( Converting the power received by the receive antenna 92 with the power harvester electrically connected to 94. The method includes adding a second power tapping component electrically connected in series to the at least one power tapping component, wherein the at least one power tapping component 14a comprises a first RF power transmitter 12a and a second power tapping component ( And 14b). The second power tapping component 14b receives a second portion from the at least one power tapping component 14a and separates it into at least a third portion and a fourth portion. There may be a step of receiving at the second antenna 20b electrically connected to the second power tapping component 14b. There may be a step of transmitting power from the second antenna 20b.

단일 입력 직렬 회로망Single input serial network

도 1을 참조로 개괄적으로 설명하자면, 본 발명에 따른 단일 입력("간단한") 직렬 전력 분배/전송 회로망(10)은 단일 RF 송신기(12a)와 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(PTC)(14a)를 포함한다. 단일 입력 직렬 회로망(10)은 부하(16)로 종단한다. PTC들(14a-14c)은 직렬로 연결되어 있다.Briefly described with reference to FIG. 1, a single input (“simple”) series power distribution / transmission network 10 according to the present invention comprises a single RF transmitter 12a and at least one power tapping component (PTC) 14a. It includes. The single input series network 10 terminates with a load 16. PTCs 14a-14c are connected in series.

전력은 RF 전력 송신기(12a)로부터 방향(D)로 진행한다. 따라서 단일 입력 직렬 회로망(10)에는 하나의 전력 방향만이 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 전력 은 왼쪽에서 오른쪽으로 진행한다.Power proceeds from direction RF D from RF power transmitter 12a. Thus, there is only one power direction in the single input series network 10. As shown in FIG. 1, power proceeds from left to right.

회로망(10)에서 접속부(18)(여기서는 일반적으로 전송 라인이라 함)는 동축 케이블, 전송 라인, 도파관, 또는 기타 적당한 수단을 통해 이루어진다. 부하(16)는 안테나, 종단기(terminator), 커플러, 방향성 커플러, 양방향성 커플러, 분할기, 결합기, 전력 분배기, 서큘레이터(circulator), 감쇄기, 또는 부하로서 작용하는 기타 다른 컴포넌트를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전송 라인(18) 또는 최종 PTC(14c)는 부하(16)를 이용하여 반사를 제거하도록 종단되어야 한다. 분할기와 결합기는 물론 서큘레이터도 반사된 전력을 다시 직렬 접속부로 공급할 수 있음에 유의해야 한다.In the network 10, the connections 18 (generally referred to herein as transmission lines) are made via coaxial cables, transmission lines, waveguides, or other suitable means. The load 16 includes, but is not limited to, antennas, terminators, couplers, directional couplers, bidirectional couplers, dividers, combiners, power dividers, circulators, attenuators, or other components that act as loads. It is not. The transmission line 18 or the final PTC 14c must be terminated using the load 16 to eliminate reflections. It should be noted that the circulator as well as the divider and combiner can supply the reflected power back to the series connection.

PTC(14a)는 전송 라인(18)(또는 다른 접속부)으로부터 전력을 제거하고, 이 제거된 전력을 부하(16), 안테나(20a) 또는 기타 다른 전송 라인(18)과 같은 다른 컴포넌트에 공급한다. 바람직하게, PTC(14a)는 나머지 전력을 부하(16), 안테나(20a), 다른 PTC(14b) 또는 다른 전송 라인(18)과 같이 직렬 연결된 다음 컴포넌트로 보낸다.PTC 14a removes power from transmission line 18 (or other connections) and supplies this removed power to other components such as load 16, antenna 20a or other transmission line 18. . Preferably, PTC 14a sends the remaining power to the next component in series, such as load 16, antenna 20a, other PTC 14b, or other transmission line 18.

바람직하게, PTC(14a)는 전력이 입력, 출력(수용) 및/또는 출력(통과)되는 3개 또는 그 이상의 입/출력부(커넥터)를 갖고 있다. 예컨대 PTC(14a)는 입력부, 수용된 전력을 위한 제1 출력부 및 통과된 전력을 위한 제2 출력부를 갖고 있다. PTC(14a)는 입력부에서 전력을 수신한다. PTC(14a)는 전력을 제1 부분과 제2 부분으로 분리한다. 제1 부분은 "수용되고", 제1 출력부, 예컨대 안테나(20a)로 보내진다(후술함). 제2 부분은 "통과되고", 직렬 연결된 다음 컴포넌트, 예컨대 다른 PTC(14b)로 보내진다.Preferably, the PTC 14a has three or more input / output sections (connectors) through which power is input, output (receive) and / or output (pass). For example, PTC 14a has an input, a first output for received power and a second output for passed power. PTC 14a receives power at its input. PTC 14a separates power into a first portion and a second portion. The first portion is "accepted" and sent to a first output, such as antenna 20a (to be described later). The second part is " passed " and is connected in series to the next component, such as another PTC 14b.

PTC(14a)는 도 1에 도시된 바와 같이 방향성 커플러일 수 있다. 방향성 커플러는 분할기 또는 결합기로 구현될 수 있다.PTC 14a may be a directional coupler as shown in FIG. 1. The directional coupler can be implemented with a divider or coupler.

각 PTC(14a-14c)의 일 출력부는 바람직하게, 각각 안테나(20a-20c)에 연결된다. 각 안테나(20a-20c)는 전력을 커버리지(coverage) 영역(또는 체적) 내로 방사한다. 커버리지 영역은 최소 전기장 및/또는 자기장 강도에 의해 정해진다. 예컨대, 커버리지 영역은 방사된 전기장 강도가 미터당 2볼트(2 V/m) 이상인 영역(또는 공간)으로 정의될 수 있다. 주어진 안테나(20a)로부터의 커버리지 영역은 다른 안테나(20b, 20c)로부터의 다른 커버리지 영역들과 중첩될 수도 있고 안될 수도 있다. 각 PTC(14a-14c)의 다른 출력부들은 부하(16) 및 다른 전송 라인(18)에 연결될 수 있다.One output of each PTC 14a-14c is preferably connected to an antenna 20a-20c, respectively. Each antenna 20a-20c radiates power into a coverage area (or volume). The coverage area is defined by the minimum electric field and / or magnetic field strength. For example, a coverage area may be defined as an area (or space) where the radiated electric field intensity is at least 2 volts (2 V / m) per meter. The coverage area from a given antenna 20a may or may not overlap with other coverage areas from other antennas 20b and 20c. Other outputs of each PTC 14a-14c may be connected to a load 16 and other transmission line 18.

PTC(14a-14c)가 방향성 커플러로 구현되면, 이 방향성 커플러는 전송 라인(18)으로부터 특정 비율(dB)을 탭핑(또는 제거)하도록 설계될 수 있다. 예컨대 -20dB 커플러와 1000 와트(W) 입력은 종단 부하(16)에 10W 출력으로 나타난다. 회로망(10)에서 방향성 커플러들은 모두 동일한 커플링(예컨대 -20dB)을 가질 수 있으며, 또는 경우에 따라서는 표준 커플링(예컨대 -3, -6, -10dB) 또는 비표준 커플링(예컨대 -3.4, -8, -9.8dB)을 이용하도록 설계될 수 있다.If PTC 14a-14c is implemented as a directional coupler, the directional coupler can be designed to tap (or remove) a certain percentage (dB) from transmission line 18. For example, a -20dB coupler and a 1000 Watt (W) input appear as a 10W output to the termination load 16. In the network 10 the directional couplers may all have the same coupling (eg -20dB), or in some cases standard coupling (eg -3, -6, -10dB) or nonstandard coupling (eg -3.4, -8, -9.8 dB).

서큘레이터(22a) 또는 절연체는 RF 전력 송신기(12a)에 손상을 입힐 수 있는 반사 전력을 방지하기 위하여 RF 전력 송신기(12a)와 제1 PTC(14a) 사이에 직렬로 연결될 수 있다.The circulator 22a or insulator may be connected in series between the RF power transmitter 12a and the first PTC 14a to prevent reflected power that may damage the RF power transmitter 12a.

도 1은 RF 전력 송신기(12a), 서큘레이터(22a), 각각 안테나(20a-20c)에 연결된 3개의 PTC(14a-14c)(방향성 커플러로서 구현됨), 및 종단 부하(16)를 구비한 단일 입력 직렬 회로망(10)을 보여준다.1 shows an RF power transmitter 12a, a circulator 22a, three PTCs 14a-14c (implemented as directional couplers) connected to antennas 20a-20c, respectively, and a termination load 16 A single input serial network 10 is shown.

사용 시에 RF 전력 송신기(12a)는 전력을 전송 라인(들)(18)을 따라 회로망(10) 내의 각 PTC(14a-14c)에 공급한다. 각 PTC(14a-14c)는 전송 라인으로부터 전력을 탭핑하고 이 전력을 각각에 연결된 안테나(20a-20c)와 부하(16)로 보낸다. 안테나(20a-20c)와 부하(16)는 각 안테나(20a-20c)와 부하(16)에 해당하는 커버리지 영역에 전력을 방사한다. 전력이 공급될 어떤 장치는 커버리지 영역 내에 있으면 그 방사된 전력을 수신한다. 수신된 전력은 그 장치를 충전 또는 재충전하거나 그 장치를 직접적으로 동작시키는데 사용된다.In use, the RF power transmitter 12a supplies power along each transmission line (s) 18 to each PTC 14a-14c in the network 10. Each PTC 14a-14c taps power from the transmission line and sends this power to each of the connected antennas 20a-20c and load 16. The antennas 20a-20c and the load 16 radiate power to the coverage areas corresponding to each of the antennas 20a-20c and the load 16. Any device to be powered receives the radiated power if it is within the coverage area. The received power is used to charge or recharge the device or to operate the device directly.

이중 입력 직렬 회로망Dual input series network

도 2를 참조로 개괄적으로 설명하면, 본 발명에 따른 이중 입력 직렬 전력 분배/전송 회로망(10)은 회로망(10)의 제1 종단(32)에 있는 제1 RF 전력 송신기(12a)와 회로망(10)의 제2 종단(34)에 있는 제2 RF 전력 송신기(12b)를 포함한다. 하나 또는 그 이상의 PTC(14)는 제1 RF 전력 송신기(12a)와 제2 RF 전력 송신기(12b) 사이에 직렬로 연결된다.2, the dual input series power distribution / transmission network 10 according to the present invention is characterized by a first RF power transmitter 12a and a network (at the first end 32 of the network 10). A second RF power transmitter 12b at the second end 34 of 10). One or more PTCs 14 are connected in series between the first RF power transmitter 12a and the second RF power transmitter 12b.

바람직하게, 각 PTC(14)는 또한 각자의 안테나(20a-20c)에 연결된다. 각 안테나(20a-20c)는 커버리지 영역에 전력을 방사한다. 주어진 안테나(20a)로부터의 커버리지 영역은 다른 안테나(20b, 20c)로부터의 다른 커버리지 영역과 중첩될 수도 있고 안될 수도 있다. Preferably, each PTC 14 is also connected to its own antenna 20a-20c. Each antenna 20a-20c radiates power to a coverage area. The coverage area from a given antenna 20a may or may not overlap with other coverage areas from other antennas 20b and 20c.

PTC(14a-14c)는 파들을 양방향에서 결합하는 양방향성 커플러일 수 있다. 이에 의해 이중 전력 방향, 즉 제1 RF 전력 송신기(12a)에서 유래하는 제1 전력 방향(A)과 제2 RF 전력 송신기(12b)에서 유래하는 제2 전력 방향(B)이 가능하다.PTC 14a-14c may be a bidirectional coupler that couples the waves in both directions. Thereby, the dual power direction, that is, the first power direction A derived from the first RF power transmitter 12a and the second power direction B derived from the second RF power transmitter 12b are possible.

제1 서큘레이터(22a)는 제1 RF 전력 송신기(12a)에 손상을 입힐 수 있는 반사 전력을 방지하기 위하여 제1 RF 전력 송신기(12a)와 PTC(14a) 사이에서 제1 RF 전력 송신기(12a) 다음에 직렬 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제2 서큘레이터(22b)는 제2 RF 전력 송신기(12b)와 대응 PTC(14b) 사이에 직렬로 배치될 수 있다.The first circulator 22a is a first RF power transmitter 12a between the first RF power transmitter 12a and the PTC 14a to prevent reflected power that may damage the first RF power transmitter 12a. ) Can then be connected in series. Similarly, the second circulator 22b may be disposed in series between the second RF power transmitter 12b and the corresponding PTC 14b.

제1 RF 전력 송신기(12a)와 제2 RF 전력 송신기(12b)는 동일 주파수를 가질 수 있다. 그러나, 이들은 컴포넌트 공차때문에 실제로는 약간 다른 주파수를 가질 것이며 위상이 드리프트하여 서로 어긋나고 어떤 유한값으로 평균될 것이다. 이 문제는 미국 특허출원 제11/699,148호와 미국 가특허출원 제60/763,582호(양 출원 모두 발명의 명칭이 전력 전송 회로망이며, 본 명세서에 참조 인용됨)에 상세히 설명되어 있다. 제1 RF 전력 송신기(12a)와 제2 RF 전력 송신기(12b)는 서로 다른 주파수를 갖거나 독립적인 채널을 갖도록 설계될 수도 있다.The first RF power transmitter 12a and the second RF power transmitter 12b may have the same frequency. However, they will actually have slightly different frequencies due to component tolerances and will drift out of phase and average to some finite value. This problem is described in detail in U.S. Patent Application No. 11 / 699,148 and U.S. Provisional Patent Application No. 60 / 763,582, both of which are named power transmission networks and are incorporated herein by reference. The first RF power transmitter 12a and the second RF power transmitter 12b may be designed to have different frequencies or have independent channels.

이중(또는 다중, 이하에 설명됨) RF 전력 송신기(12a, 12b)를 가진 회로망(10)의 이점은 이 회로망(10)이 (단일 입력 직렬 회로망(10)에서 처럼) 손실을 일 종단에 집중시키는 것이 아니라 손실을 전송 라인(18)을 따라 분산시킨다는 것이다. 다른 이점은 각 RF 전력 송신기(12a, 12b)에 필요한 전력이 적다는 것이다. 예컨대, 하나의 송신기(12a)가 1000W를 입력할 수 있고, 또는 2개의 송신기(12a, 12b)가 각각 500W를 입력할 수 있다. 이 2개의 500W 입력을 이용하면 회로망(10) 의 전력이나 컴포넌트 비용 등이 더 저렴하게 될 것이다. RF 전력 송신기(12a, 12b)는 유리하다면 서로 다른 전력 레벨을 가질 수 있다.The advantage of the network 10 with dual (or multiple, described below) RF power transmitters 12a, 12b is that the network 10 concentrates losses at one end (as in the single input series network 10). Rather than spreading the losses along the transmission line 18. Another advantage is that less power is required for each RF power transmitter 12a, 12b. For example, one transmitter 12a may input 1000W, or two transmitters 12a and 12b may each input 500W. Using these two 500 W inputs will result in lower power, component cost, etc. of the network 10. The RF power transmitters 12a and 12b may have different power levels if advantageous.

도 2는 제1 RF 전력 송신기(12a), 제1 서큘레이터(22a), 각각 안테나(20a-20c)에 연결된 3개의 PTC(14a-14c)(양방향성 커플러로서 구현됨), 제2 서큘레이터(22b), 및 제2 RF 전력 송신기(12b)를 구비한 이중 입력 직렬 회로망(10)을 보여준다.2 shows a first RF power transmitter 12a, a first circulator 22a, three PTCs 14a-14c (implemented as bidirectional couplers) connected to antennas 20a-20c, respectively, and a second circulator ( 22b), and a dual input series network 10 with a second RF power transmitter 12b.

사용 시에 RF 전력 송신기(12a, 12b)는 전력을 전송 라인(들)(18)을 따라 회로망(10) 내의 각 PTC(14a-14c)에 공급한다. 각 PTC(14a-14c)는 전송 라인으로부터 전력을 탭핑하고 이 전력을 각각에 연결된 안테나(20a-20c)로 보낸다. 안테나(20a-20c)는 각 안테나(20a-20c)에 해당하는 커버리지 영역에 전력을 방사한다. 전력이 공급될 어떤 장치는 커버리지 영역 내에 있으면 그 방사된 전력을 수신한다. 수신된 전력은 그 장치를 충전 또는 재충전하거나 그 장치를 직접적으로 동작시키는데 사용된다.In use, the RF power transmitters 12a, 12b supply power along each transmission line (s) 18 to each PTC 14a-14c in the network 10. Each PTC 14a-14c taps power from the transmission line and sends this power to each of the connected antennas 20a-20c. The antennas 20a-20c radiate power to the coverage area corresponding to each antenna 20a-20c. Any device to be powered receives the radiated power if it is within the coverage area. The received power is used to charge or recharge the device or to operate the device directly.

도 3을 참조로 설명하면 주어진 양방향성 커플러(36)는 각 전력 방향(A, B)으로부터의 전력을 결합하는 결합기(38)를 필요로 할 수 있다. 제1 초기 전력을 가진 제1 입력(40a)은 제1 전력 방향(A)으로부터 양방향성 커플러(36)로 들어간다. 제2 초기 전력을 가진 제2 입력(40b)은 제2 전력 방향(B)으로부터 양방향성 커플러(36)로 들어간다. 제1 입력(예컨대 -20dB)의 탭과 제2 입력(예컨대 -20dB)의 탭은 결합기(38)에서 결합되고, 이 결합기는 결합된 전력(42)을 안테나(22a) 또는 다른 전송 라인(18)(또는 이들 둘의 조합)으로 출력한다.Referring to FIG. 3, a given bidirectional coupler 36 may require a combiner 38 that couples the power from each power direction A, B. The first input 40a with the first initial power enters the bidirectional coupler 36 from the first power direction A. The second input 40b with the second initial power enters the bidirectional coupler 36 from the second power direction B. The tap of the first input (eg -20dB) and the tap of the second input (eg -20dB) are coupled at the combiner 38, which couples the combined power 42 to the antenna 22a or other transmission line 18. (Or a combination of both).

양방향성 커플러(36)를 떠나는 제1 입력(다른 양방향성 커플러(36)로의 입력일 수 있음)은 탭핑된 전력량만큼 그리고 커플러(36) 그 자체로부터의 손실량(삽입 손실) 만큼 감소되었다. 이것은 양방향성 커플러(36)를 떠나는 제2 입력에 대해서도 그대로 적용된다. 즉, 제1 입력(40a)이 양방향성 커플러(36)를 빠져나가면 현재 존재하는 전력량은 초기 전력 마이너스 탭핑된 전력 마이너스 커플러(36) 내에서 손실된 전력(삽입 손실)과 같다.The first input leaving bidirectional coupler 36 (which may be an input to another bidirectional coupler 36) has been reduced by the amount of power tapped and by the amount of loss (insertion loss) from the coupler 36 itself. This also applies to the second input leaving the bidirectional coupler 36. That is, when the first input 40a exits the bidirectional coupler 36, the amount of power currently present is equal to the power lost in the initial power minus tapped power minus coupler 36 (insertion loss).

이와 달리, 양방향성 커플러(36)는 전력 방향을 감지하지 않도록, 따라서 결합기(38)를 필요로 하지 않도록 설계될 수 있다. 그러므로, PTC(14a)(이 경우, 양방향성 커플러)는 간단히 커플러라고 부를 수 있다.Alternatively, the bidirectional coupler 36 may be designed to not sense the power direction, and thus not require the combiner 38. Therefore, the PTC 14a (in this case, the bidirectional coupler) may simply be called a coupler.

다중 입력 직렬 회로망Multi-input serial network

도 4를 참조로 개괄적으로 설명하자면, 본 발명에 따른 다중 입력 직렬 전력 분배/전송 회로망(10)은 예컨대 스타 또는 클러스터 패턴으로 전력 분배기(52)를 통해 연결된 제1 RF 전력 송신기(12a), 제2 RF 전력 송신기(12b) 및 적어도 하나의 제3 전력 송신기(12c)를 포함한다. 제1, 제2 및/또는 제3 RF 전력 송신기(12a-12c)와 전력 분배기(52) 사이에는 하나 또는 그 이상의 PTC(14a)가 직렬로 배치될 수 있다.4, the multi-input serial power distribution / transmission network 10 according to the present invention may include a first RF power transmitter 12a, first connected through a power divider 52 in a star or cluster pattern, for example. 2 RF power transmitter 12b and at least one third power transmitter 12c. One or more PTCs 14a may be disposed in series between the first, second and / or third RF power transmitters 12a-12c and the power divider 52.

바람직하게, 각 PTC(14a-14c)는 또한 각자의 안테나(20a-20c)에 연결된다. 각 안테나(20a-20c)는 커버리지 영역에 전력을 방사한다. 주어진 안테나(20a)로부터의 커버리지 영역은 다른 안테나(20b, 20c)로부터의 다른 커버리지 영역과 중첩될 수도 있고 안될 수도 있다.Preferably, each PTC 14a-14c is also connected to its respective antenna 20a-20c. Each antenna 20a-20c radiates power to a coverage area. The coverage area from a given antenna 20a may or may not overlap with other coverage areas from other antennas 20b and 20c.

PTC(14a-14c)는 두 방향의 파들을 결합하는 양방향성 커플러일 수 있다. 전력 분배기(52)는 복수의 방향에서 파들을 결합한다(또는 전력을 라우트한다). 이에 따라 복수의 전력 방향, 즉 제1 RF 전력 송신기(12a)로부터 유래하는 제1 전력 방향(A), 제2 RF 전력 송신기(12b)로부터 유래하는 제2 전력 방향(B), 및 제3 RF 전력 송신기(12c)로부터 유래하는 제3 전력 방향(C)이 가능하다. 전력 분배기(52)는 결합기 또는 분할기일 수 있다. (도 2에 도시된) 이중 입력 직렬 회로망(10)과 비교해서 다중 입력 직렬 회로망(10)에서, 회로망(10)은 제1 RF 전력 송신기(12a)로부터의 제1 입력(40a)과 제2 RF 전력 송신기(12b)로부터의 제2 입력(40b) 뿐만 아니라 제3 RF 전력 송신기(12c)로부터의 적어도 제3 입력(40c)도 포함한다.PTC 14a-14c may be a bidirectional coupler that couples waves in two directions. The power divider 52 combines (or routes power) the waves in a plurality of directions. Accordingly, a plurality of power directions, that is, a first power direction A derived from the first RF power transmitter 12a, a second power direction B derived from the second RF power transmitter 12b, and a third RF A third power direction C originating from the power transmitter 12c is possible. The power divider 52 can be a combiner or divider. In the multi-input serial network 10 as compared to the dual-input serial network 10 (shown in FIG. 2), the network 10 is connected to the first input 40a and the second from the first RF power transmitter 12a. It includes not only the second input 40b from the RF power transmitter 12b but also at least the third input 40c from the third RF power transmitter 12c.

도 5를 참조로 설명하면 전력 분배기(52) 상의 포트의 수는 1-N 분할기들을 이용하여 증가될 수 있으며, 이에 따라 전력 분배기(52) 상에는 N+1개의 포트가 주어질 수 있다. 하나의 분할기(54a) 상의 각 출력부는 다른 분할기(54b)들의 출력부들 중 하나에 연결된다. 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이 3-포트 전력 분배기(52)는 3개의 1-3 분할기(54a-54c)를 포함한다. 방향(A)으로부터의 전력은 제1 포트(56a)로 들어가서 분할기(54a)에 의해 분할되어 분할기(54b, 54c)로 향한다. 방향(B)으로부터의 전력은 제2 포트(56b)로 들어가서 분할기(54b)에 의해 분할되어 분할기(54a, 54c)로 향한다. 방향(C)으로부터의 전력은 제3 포트(56c)로 들어가서 분할기(54c)에 의해 분할되어 분할기(54a, 54b)로 향한다.Referring to FIG. 5, the number of ports on the power divider 52 can be increased using 1-N dividers, so that N + 1 ports can be given on the power divider 52. Each output on one divider 54a is connected to one of the outputs of the other dividers 54b. For example, as shown in FIG. 5, the three-port power divider 52 includes three 1-3 dividers 54a-54c. Power from direction A enters first port 56a and is divided by divider 54a and directed to dividers 54b and 54c. Power from direction B enters second port 56b and is split by divider 54b and directed to dividers 54a and 54c. Power from direction C enters third port 56c and is split by divider 54c and directed to dividers 54a and 54b.

도 4에 도시된 다중 입력 직렬 회로망(10)은 여러 가지 구성으로 연결된 추가적인 RF 전력 송신기 및/또는 추가적인 전력 분배기를 포함할 수 있다. 즉 회로 망(10)은 하나 이상의 전력 분배기(52)가 복수의 RF 전력 송신기(12a-12c)를 연결시키도록 확장될 수 있다. 따라서 회로망(10)은 복수의 스타 패턴 또는 클러스터를 포함할 수 있다.The multi-input serial network 10 shown in FIG. 4 may include additional RF power transmitters and / or additional power dividers connected in various configurations. That is, the network 10 may be extended so that one or more power dividers 52 connect the plurality of RF power transmitters 12a-12c. Thus, the network 10 may include a plurality of star patterns or clusters.

도 4는 제1 RF 전력 송신기(12a), 제2 RF 전력 송신기(12b), 제3 RF 전력 송신기(12c) 및 전력 분배기(52)를 구비한 다중 입력 직렬 회로망(10)을 보여준다. (양방향성 커플러로서 구현된) 제1 PTC(14a)는 제1 RF 전력 송신기(12a)와 제2 RF 전력 송신기(12b) 사이에 연결된다. 제2 PTC(14b)는 제2 RF 전력 송신기(12b)와 제3 RF 전력 송신기(12c) 사이에 연결된다. 제3 PTC(14c)는 제3 RF 전력 송신기(12c)와 전력 분배기(52) 사이에 연결된다. 각 PTC(14a-14c)는 안테나(20a)에도 연결된다.4 shows a multiple input serial network 10 having a first RF power transmitter 12a, a second RF power transmitter 12b, a third RF power transmitter 12c and a power divider 52. The first PTC 14a (implemented as a bidirectional coupler) is connected between the first RF power transmitter 12a and the second RF power transmitter 12b. The second PTC 14b is connected between the second RF power transmitter 12b and the third RF power transmitter 12c. The third PTC 14c is connected between the third RF power transmitter 12c and the power divider 52. Each PTC 14a-14c is also connected to the antenna 20a.

사용 시에 RF 전력 송신기(12a-12c)는 전력을 전송 라인(18)을 따라 회로망(10) 내의 각 PTC(14)에 공급한다. 각 PTC(14a-14c)는 전송 라인으로부터 전력을 탭핑하고 이 전력을 각각에 연결된 안테나(20a-20c)로 보낸다. 안테나(20a-20c)는 각 안테나(20a-20c)에 해당하는 커버리지 영역에 전력을 방사한다. 전력이 공급될 어떤 장치는 커버리지 영역 내에 있으면 그 방사된 전력을 수신한다. 수신된 전력은 그 장치를 충전 또는 재충전하거나 그 장치를 직접적으로 동작시키는데 사용된다.In use, the RF power transmitters 12a-12c supply power along each transmission line 18 to each PTC 14 in the network 10. Each PTC 14a-14c taps power from the transmission line and sends this power to each of the connected antennas 20a-20c. The antennas 20a-20c radiate power to the coverage area corresponding to each antenna 20a-20c. Any device to be powered receives the emitted power if it is within the coverage area. The received power is used to charge or recharge the device or to operate the device directly.

조정 PTCAdjustable PTC

일반적으로, PTC(14a)를 빠져나가는 전력량은 PTC(14a)로 들어간 전력량에서 PTC(14a)에 의해 탭핑된 전력량을 뺀 것과 같다. 따라서, RF 전력 송신기(12a)로 부터의 초기 전력량은 전력이 PTC(14a-14c)를 통과할 때마다 감소된다.In general, the amount of power exiting the PTC 14a is equal to the amount of power entering the PTC 14a minus the amount of power tapped by the PTC 14a. Thus, the initial amount of power from the RF power transmitter 12a is reduced each time power passes through the PTCs 14a-14c.

예컨대, 회로망은 -20dB 커플러로서 구현된 2개의 PTC를 포함한다. 제1 커플러로의 입력이 100W라면 탭핑된 량은 1W(즉, 100W/100=1W)가 될 것이고 빠져나가는 전력량은 99W(즉, 100W-1W=99W)가 될 것이다. 99W가 제2 -20dB 커플러에 도달하면 탭핑된 량은 0.99W(99W/100=0.99W)가 될 것이고 제2 커플러를 빠져나가는 량은 98.01W가 될 것이다.For example, the network includes two PTCs implemented as -20 dB couplers. If the input to the first coupler is 100W, the amount tapped will be 1W (i.e. 100W / 100 = 1W) and the amount of power drawn out will be 99W (i.e. 100W-1W = 99W). When 99W reaches the second -20dB coupler, the amount tapped will be 0.99W (99W / 100 = 0.99W) and the amount that exits the second coupler will be 98.01W.

도 6을 참조로 개괄적으로 설명하면 모든 출력이 원하는 레벨이 되게 하기 위해서 필드 조정 PTC(60)가 본 발명에서 이용될 수 있다. 필드 조정 PTC(60)에 의해서 커플링 계수를 변화시킴으로서 전력이 증가 또는 감소될 수 있다.Outlined with reference to FIG. 6, field adjustment PTC 60 may be used in the present invention to ensure that all outputs are at a desired level. The power can be increased or decreased by varying the coupling coefficient by the field adjustment PTC 60.

예컨대, PTC(60)는 양방향성 커플러이다. 이 양방향성 커플러를 조정가능하게 하기 위해서 스크류 또는 전기적 컨트롤러와 같은(이에 한정되는 것은 아님) 조정 기구를 도입하여 거리 또는 전기적 특성을 변화시킨다. 커플링 인자는 양방향성 커플러의 메인 라인(62)과 2차 라인(64) 간의 거리 또는 커플러의 전기적 특성에 따라 다르다. 커플러의 길이를 변화시키면 그 특성도 변화함에 유의한다.For example, PTC 60 is a bidirectional coupler. In order to make this bidirectional coupler adjustable, an adjustment mechanism such as, but not limited to, a screw or an electrical controller is introduced to change the distance or electrical characteristics. The coupling factor depends on the distance between the main line 62 and the secondary line 64 of the bidirectional coupler or the electrical characteristics of the coupler. Note that changing the length of the coupler also changes its characteristics.

회로망(10)에 필드 조정 PTC(60)를 포함시킴으로써 회로망(10) 전체에서 각 안테나에 공급된 전력은 대략 일정한 레벨로 유지될 수 있다.By including the field adjustment PTC 60 in the network 10, the power supplied to each antenna throughout the network 10 can be maintained at a substantially constant level.

도 7과 8을 참조로 설명하면 회로망에는 다중 경로가 존재할 수 있다. 예컨대, 도 7을 참조로 설명하면 회로망(10)은 (방향성 커플러로서 구현된) 제1 PTC(14a)와 (1-2) 전력 분할기(54)에 직렬 연결된 RF 전력 송신기(12a)를 포함한다. 전력 분할기(54)의 제1 출력부는 제2 PTC(14b)에 연결되고 제1 종단 안테나 (부하)(16b)에서 종단한다. 전력 분할기(54)의 제2 출력부는 제4 PTC(14d)에 직렬 연결된 제3 PTC(14c)에 연결되고 제2 종단 안테나(부하)(16d)에서 종단한다. 제1, 제2, 제3 및 제4 PTC(14a-14d)는 각각 안테나(제1 안테나(20a), 제2 안테나(20b), 제3 안테나(20c) 및 제4 안테나(20d) 각각)에 연결되어 여러 가지 커버리지 영역에 전력을 방사하기 위하여 각자의 안테나(20a-20d)에 전력을 공급한다. 전력이 공급될 어떤 장치는 커버리지 영역 내에 있으면 그 방사된 전력을 수신한다. 수신된 전력은 그 장치를 충전 또는 재충전하거나 그 장치를 직접적으로 동작시키는데 사용된다.Referring to FIGS. 7 and 8, multiple paths may exist in a network. For example, referring to FIG. 7, the network 10 includes an RF power transmitter 12a connected in series to a first PTC 14a (implemented as a directional coupler) and a power divider 54 (1-2). . The first output of the power divider 54 is connected to the second PTC 14b and terminates at the first termination antenna (load) 16b. The second output of the power divider 54 is connected to a third PTC 14c connected in series with the fourth PTC 14d and terminates at the second terminated antenna (load) 16d. The first, second, third and fourth PTCs 14a-14d are antennas (first antenna 20a, second antenna 20b, third antenna 20c and fourth antenna 20d, respectively). Connected to the respective antennas 20a-20d to supply power to the various coverage areas. Any device to be powered receives the radiated power if it is within the coverage area. The received power is used to charge or recharge the device or to operate the device directly.

다른 예로서 도 8을 참조로 설명하면 회로망(10)은 (방향성 커플러로서 구현된) 제1 PTC(14a)에 연결된 서큘레이터(22)에 직렬 연결된 RF 전력 송신기(12a)를 포함한다. 제1 PTC(14a)는 제2 PTC(14b)와 제3 PTC(14c)에 직렬 연결되며 제1 종단 안테나(부하)(16c)에서 종단한다. 제1 PTC(14a)는 제4 PTC(14d)와 제5 PTC(14e)에도 직렬 연결되며 제2 종단 안테나(부하)(16e)에서 종단한다. 또한 제4 PTC(14d)는 제6 PTC(14f)에 연결되며 제3 종단 부하(16f)에서 종단한다. 제2, 제3, 제5 및 제6 PTC(14b, 14c, 14e, 14f)는 각각 여러 가지 커버리지 영역에 전력을 방사하기 위하여 안테나(제2 안테나(20b), 제3 안테나(20c), 제5 안테나(20e) 및 제6 안테나(20f) 각각)에 연결된다. 주어진 PTC는 전력 방사를 위한 관련 안테나를 가지지 않을 수 있음에 유의해야 한다. 전력이 공급될 어떤 장치는 커버리지 영역 내에 있으면 그 방사된 전력을 수신한다. 수신된 전력은 그 장치를 충전 또는 재충전하거나 그 장치를 직접적으로 동작시키는데 사용된다.As another example, referring to FIG. 8, the network 10 includes an RF power transmitter 12a in series with a circulator 22 connected to a first PTC 14a (implemented as a directional coupler). The first PTC 14a is connected in series to the second PTC 14b and the third PTC 14c and terminates at the first termination antenna (load) 16c. The first PTC 14a is also connected in series to the fourth PTC 14d and the fifth PTC 14e, and terminates at the second termination antenna (load) 16e. In addition, the fourth PTC 14d is connected to the sixth PTC 14f and terminated at the third termination load 16f. The second, third, fifth, and sixth PTCs 14b, 14c, 14e, and 14f each have an antenna (second antenna 20b, third antenna 20c, third) to radiate power to various coverage areas. Fifth antenna 20e and sixth antenna 20f). Note that a given PTC may not have an associated antenna for power radiation. Any device to be powered receives the radiated power if it is within the coverage area. The received power is used to charge or recharge the device or to operate the device directly.

기타 실시예들Other embodiments

도 9를 참조로 개괄적으로 설명하면 본 발명은 임의의 실시예에 따라서 스위칭 회로망(10)(적어도 하나의 스위치(82)를 포함하는 회로망)으로서 구현될 수 있다. 스위칭 회로망(10)에서, PTC(14a) 또는 PTC들 중 적어도 하나는 스위치(82a)이며 또는 스위치(82a)를 포함한다. 이 컴포넌트들은 직렬로 연결된다.9, the present invention may be implemented as a switching network 10 (network including at least one switch 82) in accordance with any embodiment. In the switching network 10, the PTC 14a or at least one of the PTCs is a switch 82a or includes a switch 82a. These components are connected in series.

스위치(82a)는 각각 계전기(relay)나 PIN 다이오드와 같이 전기 기계적 또는 고체 상태일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 스위치(82a)는 SPST, DPDT, SP3T 등과 같이 회로망(10)에 적합한 구성을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The switch 82a may be in an electromechanical or solid state such as a relay or a PIN diode, respectively, but is not limited thereto. The switch 82a may have a configuration suitable for the network 10 such as SPST, DPDT, SP3T, etc., but is not limited thereto.

바람직하게, 스위치(82a)는 안테나(20a)에도 연결된다. 안테나(20a)는 커버리지 영역에 전력을 방사한다. 주어진 안테나(20a)로부터의 커버리지 영역은 다른 안테나(20b, 20c)로부터의 다른 커버리지 영역과 중첩되거나 중첩되지 않을 수도 있다.Preferably, the switch 82a is also connected to the antenna 20a. Antenna 20a radiates power to the coverage area. The coverage area from a given antenna 20a may or may not overlap with other coverage areas from other antennas 20b and 20c.

바람직하게, 스위치(82a)는 전력을 수용하거나 통과시킨다. 전력이 수용되면 이 전력은 안테나(20a)와 같은 회로망(10)의 특정 컴포넌트에 공급된다. 전력이 통과되면 이 전력은 직렬 연결된 다음 컴포넌트에 공급된다. 직접적인 안테나 접속이 없는 PTC(14)에 대해서는 스위치(82a)는 전력을 하나 또는 그 이상의 컴포넌트로 순차적으로 또는 동시에 통과시킬 수 있다.Preferably, switch 82a receives or passes power. When power is received, this power is supplied to specific components of the network 10, such as antenna 20a. When power passes, it is connected to the next connected component in series. For PTC 14 without direct antenna connection, switch 82a can pass power sequentially or simultaneously to one or more components.

각 스위치(82a, 82b)는 전력을 수용하거나 통과시키므로 회로망(10)은 전력을 펄스 형태로 발생하도록 설계될 수 있다. 즉, 스위치(82a, 82b)에 연결된 임의 의 안테나(20a, 20b)는 원하는 대로 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 예컨대, 회로망의 한 안테나(20a)는 한 번에 턴온될 수 있다. 펄싱 회로망에 대해서는 미국 특허출원 제11/356,892호와 미국 가특허출원 제60/758,018호(양 출원 모두 발명의 명칭이 펄싱 전송 회로망이며, 본 명세서에 참조 인용됨)에 설명되어 있다.Each switch 82a, 82b accepts or passes power, so the network 10 can be designed to generate power in the form of a pulse. That is, any antenna 20a, 20b connected to the switches 82a, 82b may be turned on or off as desired. For example, one antenna 20a of the network can be turned on at a time. Pulsing networks are described in US patent application Ser. No. 11 / 356,892 and US provisional patent application Ser. No. 60 / 758,018, both of which are named pulsing transmission networks and are incorporated herein by reference.

스위치(82a)는 임의의 적당한 수단에 의해 제어될 수 있다. 스위치(82a)는 제어 라인(18)을 이용하여 RF 전력 송신기(12a)에 의해 제어될 수 있다. 이 제어 라인은 통신 신호 및/또는 전력을 스위치(82a)에 보낼 수 있다. 스위치(82a)는 타이머 또는 클록(예컨대 "스마트 스위치")을 가질 수 있다. 스위치(82a)에게 스위치할 시기를 알리기 위하여 통신 신호가 동일 주파수 또는 별개의 주파수로 동축 케이블(18)을 통해 보내질 수 있다. DC 전력은 PTC(14a)(이 경우에는 스위치(82a)) 또는 회로망 내의 임의의 다른 컴포넌트에 전력을 공급하기 위하여 전송 라인을 통해 보내질 수 있다. 또한, PTC 또는 전력 분배 컴포넌트는 RF 전력의 일부를 소모함으로써, 바람직하게, RF 전력을 DC 전력으로 정류함으로써 전송 라인으로부터 전력을 도출할 수 있다.The switch 82a can be controlled by any suitable means. The switch 82a may be controlled by the RF power transmitter 12a using the control line 18. This control line may send a communication signal and / or power to the switch 82a. The switch 82a may have a timer or clock (eg, a “smart switch”). A communication signal may be sent through the coaxial cable 18 at the same frequency or at a separate frequency to inform switch 82a when to switch. DC power may be sent over a transmission line to power PTC 14a (in this case switch 82a) or any other component in the network. The PTC or power distribution component may also derive power from the transmission line by consuming a portion of the RF power, preferably by rectifying the RF power to DC power.

스위치(82a)는 스위치 시기를 판단하기 위하여 RF 전력 송신기(12a)로부터 공급된 펄스 전력을 감지할 수 있다. 펄스는 스위치(82a)에게 스위치하라는 신호를 보내는 노드 식별자를 생성하도록 설계될 수 있다. 펄스들은 서로 다른 주파수(타이밍)을 가질 수 있으며 변화하는 지속 기간들(길고 짧은 펄스)로 이루어질 수 있다.The switch 82a may sense pulse power supplied from the RF power transmitter 12a to determine a switch timing. The pulse may be designed to generate a node identifier that signals switch 82a to switch. The pulses can have different frequencies (timings) and can be of varying durations (long and short pulses).

스위치(82a)는 전력을 감지할 수 있다. 입력부에서 전력이 검출되면 스위 치(82a)는 전력 펄스를 발생시키고, 그런 다음에 다시 펄스를 발생시키기 전에 소정 기간 동안 전력을 통과시킬 수 있다.The switch 82a may sense power. When power is detected at the input, the switch 82a generates a power pulse, which may then pass power for a period of time before generating the pulse again.

바람직하게, 스위치(82a)는 스위치(82a) 또는 스위치 컨트롤러(74a)(후술함)에 스위칭 정보를 제공하기 위하여 전송 라인(18)으로부터의 전력의 일부를 탭핑하고 RF 전력을 DC 전력으로 정류함으로써 노드 식별자 또는 전력을 형성하는 공급된 펄스를 감지할 수 있다. 정류된 DC 전력은 RF 전력 송신기(12a)가 펄스를 공급하고 노드 식별자를 보내고 또는 전력을 보내고 있음을 스위치(82a) 또는 스위치 컨트롤러(74a)에게 통지한다.Preferably, switch 82a taps a portion of the power from transmission line 18 and rectifies RF power to DC power to provide switching information to switch 82a or switch controller 74a (described below). The supplied pulse forming the node identifier or power may be detected. The rectified DC power informs switch 82a or switch controller 74a that RF power transmitter 12a is supplying pulses, sending node identifiers, or sending power.

또한, 스위치(82a)는 DC 전력이 RF 전력과 함께 전력 라인(18) 상에서 이용될 수 있는지를 감지할 수 있다. DC 전력은 스위치(82a) 또는 스위치 컨트롤러(74)에 바로 전력을 공급하는데 이용될 수 있으며 또는 스위치 컨트롤러(74a)로의 입력으로서 이용될 수 있다. DC 전력이 스위치(82a)에 바로 전력을 공급하는데 이용된다면 RF 전력 송신기(12a) 내의 컨트롤러는 전송 라인(18)으로부터의 DC 전력을 펄스 방식으로 배치하고 제거함으로써 스위치(들)(82a, 82b)를 제어할 수 있다.In addition, the switch 82a may sense whether DC power may be used on the power line 18 together with the RF power. DC power may be used to directly power switch 82a or switch controller 74 or may be used as an input to switch controller 74a. If DC power is used to power the switch 82a directly, the controller in the RF power transmitter 12a may switch and remove the DC power from the transmission line 18 in a pulsed manner and thereby switch (s) 82a and 82b. Can be controlled.

작동하지 않는(즉 회로망의 안테나 또는 기타 다른 컴포넌트에 연결된) 스위치(82a)의 임의의 출력부는 개회로가 될 수 있으며 또는 작동하지 않는 안테나가 작동하는 안테나로부터의 방사에 별다른 영향을 미치지 않도록 하기 위하여 부하(16)에 연결될 수 있다.Any output of the switch 82a that is not working (i.e., connected to an antenna or other component of the network) may be open circuited or to have little effect on radiation from the working antenna of the inactive antenna. May be connected to the load 16.

도 9에 도시된 바와 같이, 예컨대 단일 입력 직렬 스위칭 회로망(10)은 RF 전력 송신기(12a), 제1 스위치(82a), 제2 스위치(82b) 및 종단 안테나(16)를 포함한다. 제1 스위치(82a)는 제1 안테나(20a)에 연결된다. 제2 스위치(82b)는 제2 안테나(20b)에 연결된다.As shown in FIG. 9, for example, the single input series switching network 10 includes an RF power transmitter 12a, a first switch 82a, a second switch 82b, and an end antenna 16. The first switch 82a is connected to the first antenna 20a. The second switch 82b is connected to the second antenna 20b.

제1 스위치(82a)는 RF 전력 송신기(12a)로부터의 전력을 수용하여 이 전력을 제1 안테나(20a)에 보낼 수 있다. 이와 달리, 제1 스위치(82a)는 전력을 제2 스위치(82b) 쪽으로 통과시킬 수 있다. 제2 스위치(82b)는 전력을 수용하여 이 전력을 제2 안테나(20b)에 보낼 수 있다. 이와 달리, 제2 스위치(82b)는 전력을 종단 안테나(16) 쪽으로 통과시킬 수 있다. 이와 같은 구성에서 임의의 주어진 시각에 제1 안테나(20a), 제2 안테나(20b) 또는 종단 안테나(16)는 RF 에너지를 방사하고 있다. 회로망(10)은 제1 안테나(20a), 제2 안테나(20b) 및 종단 안테나(16) 각각으로부터 펄스 전력을 발생하도록 설계될 수 있다. 회로망(10)은 주어진 기간 동안에는 전력을 전송하고 있는 안테나가 없도록 설계될 수 있다. 이것은 RF 전력 송신기(12a)를 전력 다운 또는 오프시키거나 전력을 부하로 종단시킴으로써 달성될 수 있다.The first switch 82a can receive power from the RF power transmitter 12a and send this power to the first antenna 20a. Alternatively, the first switch 82a may pass power toward the second switch 82b. The second switch 82b can receive power and send this power to the second antenna 20b. Alternatively, the second switch 82b may pass power toward the termination antenna 16. In this configuration, the first antenna 20a, the second antenna 20b, or the termination antenna 16 emits RF energy at any given time. The network 10 may be designed to generate pulsed power from each of the first antenna 20a, the second antenna 20b and the termination antenna 16. The network 10 may be designed such that no antenna is transmitting power for a given period of time. This may be accomplished by powering down or off the RF power transmitter 12a or terminating the power to the load.

회로망(10)은 임의의 주어진 시각에서 하나 또는 그 이상의 안테나로부터 RF 에너지를 방사하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이 단일 입력 직렬 스위칭 회로망(10)은 RF 전력 송신기(12a), 제1 PTC(14a), 제2 PTC(14b) 및 제3 PTC(14c)를 포함한다. 제1 스위치(82a)는 제1 PTC(14a)와 제1 안테나(20a)에 연결된다. 제2 스위치(82b)는 제2 PTC(14b)와 제2 안테나(20b)에 연결된다. 제3 스위치(82c)는 제3 PTC(14c)와 제3 안테나(20c)에 연결된다. 제4 스위치(82d) 도 제3 PTC(14c)에 연결된다. 제4 스위치는 제4 안테나(20d)와 종단 안테나(16)에 연결된다.The network 10 may be configured to radiate RF energy from one or more antennas at any given time. For example, as shown in FIG. 10, a single input series switching network 10 includes an RF power transmitter 12a, a first PTC 14a, a second PTC 14b, and a third PTC 14c. The first switch 82a is connected to the first PTC 14a and the first antenna 20a. The second switch 82b is connected to the second PTC 14b and the second antenna 20b. The third switch 82c is connected to the third PTC 14c and the third antenna 20c. The fourth switch 82d is also connected to the third PTC 14c. The fourth switch is connected to the fourth antenna 20d and the termination antenna 16.

제1 PTC(14a)는 제1 스위치(82a)와 제2 PTC(14b)에 전력을 공급한다. 제1 스위치(82a)는 전력을 수용하여 이 전력을 제1 안테나(20a)에 공급할 수 있다. 이와 달리, 제1 스위치(82a)는 전력을 종단 부하(도시되지 않음) 또는 개회로 쪽으로 통과시킬 수 있다.The first PTC 14a supplies power to the first switch 82a and the second PTC 14b. The first switch 82a may receive power and supply the power to the first antenna 20a. Alternatively, the first switch 82a may pass power to an end load (not shown) or open circuit.

제2 PTC(14b)는 제2 스위치(82b)와 제3 PTC(14c)에 전력을 공급한다. 제2 스위치(82b)는 전력을 수용하여 이 전력을 제2 안테나(20b)에 공급할 수 있다. 이와 달리, 제2 스위치(82b)는 전력을 종단 부하(도시되지 않음) 또는 개회로 쪽으로 통과시킬 수 있다.The second PTC 14b supplies power to the second switch 82b and the third PTC 14c. The second switch 82b may receive power and supply this power to the second antenna 20b. Alternatively, the second switch 82b may pass power to an end load (not shown) or open circuit.

제3 PTC(14c)는 제3 스위치(82c)와 제4 스위치(82d)에 전력을 공급한다. 제3 스위치(82c)는 전력을 수용하여 이 전력을 제3 안테나(20c)에 공급할 수 있다. 이와 달리, 제3 스위치(82c)는 전력을 종단 부하(도시되지 않음) 또는 개회로 쪽으로 통과시킬 수 있다. 제4 스위치(82d)는 전력을 수용하여 이 전력을 제4 안테나(20d)에 공급하거나 이 전력을 종단 안테나(16) 쪽으로 통과시킬 수 있다.The third PTC 14c supplies power to the third switch 82c and the fourth switch 82d. The third switch 82c may receive power and supply this power to the third antenna 20c. Alternatively, the third switch 82c may pass power to an end load (not shown) or open circuit. The fourth switch 82d may receive power to supply this power to the fourth antenna 20d or to pass this power toward the termination antenna 16.

이와 같은 구성에서는 하나 이상의 안테나(20a-20d)가 임의의 주어진 시각에서 작동될 수 있다. 회로망(10)의 주어진 설치에서 PTC와 스위치의 구성은 안테나들로부터 방사하는 RF 에너지로부터 얻어질 원하는 커버리지 영역들에 의해 결정되어야 한다.In such a configuration one or more antennas 20a-20d may be operated at any given time. The configuration of the PTC and the switch in a given installation of the network 10 must be determined by the desired coverage areas to be obtained from the RF energy radiating from the antennas.

도 1, 2, 4 및 7-11을 참조로 개괄적으로 설명하면 본 발명은 임의의 실시예 들에 따라서 회로망의 동작을 제어하는 컨트롤러(74a)를 포함할 수 있다. 도 1을 참조로 설명하면 컨트롤러(74a)는 회로망(10)의 하나 또는 그 이상의 컴포넌트에 연결된다. 컨트롤러(74a)는 주파수, 편광 또는 안테나(20a-20c)의 방사 패턴을 변화시키는데 이용될 수 있다. 컨트롤러(74a)는 회로망(10)으로부터 전력 펄스를 생성하는데 이용될 수 있다.1, 2, 4, and 7-11 will be described in general, the present invention may include a controller 74a for controlling the operation of the network in accordance with certain embodiments. Referring to FIG. 1, the controller 74a is connected to one or more components of the network 10. The controller 74a may be used to change the frequency, polarization or radiation pattern of the antennas 20a-20c. Controller 74a may be used to generate power pulses from network 10.

도 2를 참조로 설명하면 하나 이상의 컨트롤러(74a)는 회로망(10)의 컴포넌트들을 제어하는데 이용된다. 컨트롤러(74a)는 회로망(10)의 하나 또는 그 이상의 다른 컨트롤러(74a)와 통신할 수 있다.Referring to FIG. 2, one or more controllers 74a are used to control the components of the network 10. The controller 74a may communicate with one or more other controllers 74a of the network 10.

도 10을 참조로 설명하면 컨트롤러(74a)는 스위칭 회로망(10)에 연결된다. 컨트롤러(74a)는 스위치(82a-82d)의 스위칭을 제어하는데(또는 제어를 지원하는데) 이용된다.Referring to FIG. 10, the controller 74a is connected to the switching network 10. The controller 74a is used to control (or support control) the switching of the switches 82a-82d.

도 11을 참조로 설명하면 직렬 전력 분배/전송 회로망(1)의 구현이 예시된다. 이 회로망은 제1 PTC(14a), 제2 PTC(14b), 제3 PTC(14c) 및 종단 안테나(16)에 연결된 RF 전력 송신기(12a)를 포함한다. RF 전력 송신기(12a)와 제1, 제2 및 제3 PTC(14a-14c)는 직렬로 연결된다. 제1, 제2 및 제3 PTC(14a-14c)는 각각 각자의 안테나(20a-20c)(여기서는 다이폴로 도시되어 있지만 이 실시예 또는 임의의 실시예에서는 임의의 안테나 또는 방사 장치가 이용될 수 있음)에 연결된다. 안테나(20a-20c, 16)는 전력이 공급될 장치(94)의 수신 안테나(92)(다이폴로서 도시됨)에 전력을 방사한다. 이 장치(94)는 바람직하게, RF 전력을 장치(94)가 이용할 수 있는 형태로 변환하는 전력 하베스터를 포함한다.Referring to FIG. 11, an implementation of a series power distribution / transmission network 1 is illustrated. This network includes an RF power transmitter 12a connected to a first PTC 14a, a second PTC 14b, a third PTC 14c, and a terminating antenna 16. The RF power transmitter 12a and the first, second and third PTCs 14a-14c are connected in series. The first, second and third PTCs 14a-14c are each shown with their respective antennas 20a-20c (here dipoles) but any antenna or radiating device may be used in this or any embodiment. Is connected). Antennas 20a-20c, 16 radiate power to receive antenna 92 (shown as a dipole) of device 94 to be powered. The device 94 preferably includes a power harvester that converts RF power into a form that the device 94 can use.

예컨대, 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 소규모 버전은 단일 안테나에 의해 전송된 평균 전력을 감소시켜 안전 문제를 해소하는데 도움이 된다. 이것은 데스크탑 응용 분야에서는 중요할 수 있다. 예컨대, 장치(94)는 복수의 안테나(20a-20c, 16)로부터 전력을 수신할 수 있다. 안테나(20a-20c, 16)는 U자 형태로 배치되거나, 사용자가 이들을 데스크 영역에 부착할 수 있도록 유연성 유닛 상에 탑재될 수 있다.For example, the small version of the present invention, as shown in FIG. 11, helps to reduce safety issues by reducing the average power transmitted by a single antenna. This can be important in desktop applications. For example, the device 94 may receive power from the plurality of antennas 20a-20c, 16. The antennas 20a-20c, 16 may be arranged in a U-shape or mounted on a flexible unit to allow a user to attach them to the desk area.

본 발명에서는 커넥터 손실을 없애기 위해 탭핑 커플러가 사용될 수 있다. 이것은 미국특허 제6,771,143호에 상세히 설명되어 있으며, 이 특허는 본 명세서에 참조 인용된다.The tapping coupler can be used in the present invention to eliminate connector losses. This is described in detail in US Pat. No. 6,771,143, which is incorporated herein by reference.

본 발명에 따른 회로망은 바람직하게, 저손실 동축 케이블, 전송 라인 또는 도파관(18)을 사용한다.The network according to the invention preferably uses a low loss coaxial cable, transmission line or waveguide 18.

만일 회로망에 누설이 쉬운 동축 케이블(16)이 사용된다면 안테나는 필요하지 않을 수 있다. 이러한 구성에서는 동축 케이블(16)은 전력을 방사할 것이다.If a coaxial cable 16 is used that is easy to leak into the network, an antenna may not be needed. In this configuration coaxial cable 16 will radiate power.

본 발명에 포함되는 전술한 여러 가지 실시예들은 독립적으로 또는 (전체적으로 또는 부분적으로) 서로 조합하여 구현될 수 있다.The above-described various embodiments included in the present invention may be implemented independently or in combination with each other (in whole or in part).

본 발명은 장치가 전력 전송원과 가까운 장치를 필요로 하는 유도성 커플링에 의한 전력 전송과 혼동해서는 안된다. 클라우스 핀켄젤러(Klaus Finkenzeller)가 저술한 RFID 핸드북(RFID Handbook)에서는 이 유도성 커플링 영역을 0.16배 람다(lambda) 이하의 송신기와 수신기(여기서, 람다는 RF파의 파장임) 사이의 거리로서 정의한다. 본 발명은 원거리장(far-field) 영역은 물론 근거리장(near- field)(때로는 유도성이라고 함) 영역에서도 구현될 수 있다. 원거리장 영역은 0.16배 람다보다 먼 거리이다.The present invention should not be confused with power transmission by inductive coupling where the device requires a device close to the power source. In the RFID Handbook by Klaus Finkenzeller, this inductive coupling region is defined as the distance between the transmitter and receiver below 0.16 times lambda (where lambda is the wavelength of the RF wave). define. The invention can be implemented in the far-field region as well as in the near-field (sometimes called inductive) region. The far field is farther than 0.16 times lambda.

본 발명의 임의의 실시예에서 전송된 RF 전력은 전력만을 포함하는 것으로 한정될 수 있다. 즉, 신호에는 데이터가 존재하지 않는다. 만일 응용 분야에서 데이터가 필요하면, 이 데이터는 바람직하게, 별도의 대역으로 전송되거나 별도의 수신기를 갖는다.In any embodiment of the present invention, the transmitted RF power may be limited to including only power. That is, no data exists in the signal. If data is needed in the application, this data is preferably transmitted in a separate band or has a separate receiver.

본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 기술하였지만 당업자들이라면 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않고서 본 발명을 변형, 부가 및 수정할 수 있음을 잘 알 것이다.While preferred embodiments of the invention have been described in detail, those skilled in the art will recognize that modifications, additions, and modifications can be made to the invention without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (40)

전력을 발생시키기 위한 제1 RF 전력 송신기;A first RF power transmitter for generating power; 상기 제1 RF 전력 송신기에 전기적으로 직렬 연결되어 상기 제1 RF 전력 송신기로부터 수신된 전력을 적어도 제1 부분과 제2 부분으로 분리하는 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트(power tapping component); 및At least one power tapping component electrically connected in series with the first RF power transmitter to separate power received from the first RF power transmitter into at least a first portion and a second portion; And 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 연결되어 상기 제1 부분을 수신하고 전력을 전송하는 적어도 하나의 안테나At least one antenna electrically connected to the at least one power tapping component to receive the first portion and transmit power 를 포함하는 RF 전력 전송 회로망.RF power transmission network comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트는 방향성 커플러인 RF 전력 전송 회로망.And said at least one power tapping component is a directional coupler. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 직렬 연결된 제2 RF 전력 송신기를 더 포함하는 RF 전력 전송 회로망.And a second RF power transmitter electrically connected in series with the at least one power tapping component. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제1 RF 전력 송신기, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트, 상기 적 어도 하나의 안테나 및 상기 제2 RF 전력 송신기 중 하나 또는 그 이상에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 컨트롤러를 더 포함하는 RF 전력 전송 회로망.At least one controller electrically connected to one or more of the first RF power transmitter, the at least one power tapping component, the at least one antenna, and the second RF power transmitter. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트는 양방향성 커플러인 RF 전력 전송 회로망.And said at least one power tapping component is a bidirectional coupler. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 방향성 커플러는 필드 조정 방향성 커플러(field adjustable directional coupler)인 RF 전력 전송 회로망.Directional couplers are RF power transmission networks that are field adjustable directional couplers. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트는 전력 분배기인 RF 전력 전송 회로망.And said at least one power tapping component is a power divider. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 직렬 연결된 적어도 하나의 추가적인 RF 전력 송신기를 더 포함하는 RF 전력 전송 회로망.At least one additional RF power transmitter electrically connected in series with the at least one power tapping component. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 RF 전력 송신기, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트, 상기 적어도 하나의 안테나 및 상기 적어도 하나의 추가적인 RF 전력 송신기 중 하나 또는 그 이상에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 컨트롤러를 더 포함하는 RF 전력 전송 회로망.At least one controller electrically connected to one or more of the first RF power transmitter, the at least one power tapping component, the at least one antenna, and the at least one additional RF power transmitter. . 제1항에 있어서,The method of claim 1, 종단 부하(terminating load)를 더 포함하는 RF 전력 전송 회로망.RF power transmission network further comprising a terminating load. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 적어도 하나의 전송 라인을 더 포함하는 RF 전력 전송 회로망.RF power transmission network further comprising at least one transmission line. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 RF 전력 송신기로부터 전송된 전력은 데이터를 포함하지 않는 RF 전력 전송 회로망.The power transmitted from the first RF power transmitter does not include data. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 RF 전력 송신기, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트 및 상기 적어도 하나의 안테나 중 하나 또는 그 이상에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 컨트롤러를 더 포함하는 RF 전력 전송 회로망.And at least one controller electrically connected to one or more of the first RF power transmitter, the at least one power tapping component, and the at least one antenna. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 적어도 하나의 컨트롤러들 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 컨트롤러들 중 적어도 다른 하나에 전기적으로 연결된 RF 전력 전송 회로망.At least one of the at least one controllers is electrically connected to at least another of the at least one controllers. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 회로망은 적어도 하나의 안테나를 통해 상기 전력을 펄스 형태로 전송하도록 구성된 RF 전력 전송 회로망.The network is configured to transmit the power in pulse form via at least one antenna. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트들 중 적어도 하나는 스위치인 RF 전력 전송 회로망.At least one of the at least one power tapping components is a switch. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 스위치는 제어 라인을 통해 제어되는 RF 전력 전송 회로망.The switch is controlled via a control line. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 스위치는 전력을 감지함으로써 제어되는 RF 전력 전송 회로망.And the switch is controlled by sensing power. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 감지된 전력은 펄스 전력인 RF 전력 전송 회로망.And said sensed power is pulse power. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 펄스 전력은 지속 기간이 변하는 RF 전력 전송 회로망.And the pulsed power varies in duration. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 펄스 전력은 타이밍이 변하는 RF 전력 전송 회로망.And the pulsed power is timing changed. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 스위치는 통신 신호를 통해 제어되는 RF 전력 전송 회로망.The switch is controlled via a communication signal. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 통신 신호는 동축 케이블을 통해 전송되는 RF 전력 전송 회로망.And the communication signal is transmitted via a coaxial cable. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 안테나는 전송 라인인 RF 전력 전송 회로망.And the antenna is a transmission line. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 RF 전력 송신기로부터 수신된 전력의 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 의해 동작 전력으로 사용되는 RF 전력 전송 회로망.At least a portion of the power received from the first RF power transmitter is used as operating power by the at least one power tapping component. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 직렬 연결된 제2 전력 탭핑 컴포넌트를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트는 상기 제1 RF 전력 송신기와 상기 제2 전력 탭핑 컴포넌트 사이에 배치되고, 상기 제2 전력 탭핑 컴포넌트는 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트로부터 상기 제2 부분을 수신하고 이를 적어도 제3 부분과 제4 부분으로 분리하는 RF 전력 전송 회로망.A second power tapping component electrically connected in series with the at least one power tapping component, wherein the at least one power tapping component is disposed between the first RF power transmitter and the second power tapping component; And a power tapping component that receives the second portion from the at least one power tapping component and separates it into at least a third portion and a fourth portion. 제26항에 있어서,The method of claim 26, 상기 제1 RF 전력 송신기는 상기 제1 RF 전력 송신기를 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 연결시키는 제1 커넥터를 포함하고, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트는 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트를 상기 제2 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 연결시키는 제2 커넥터를 포함하는 RF 전력 전송 회로망.The first RF power transmitter includes a first connector to electrically connect the first RF power transmitter to the at least one power tapping component, wherein the at least one power tapping component connects the at least one power tapping component to the at least one power tapping component. And a second connector electrically connecting to the second power tapping component. 전력을 발생시키기 위한 제1 RF 전력 송신기;A first RF power transmitter for generating power; 상기 제1 RF 전력 송신기에 전기적으로 직렬 연결되어 상기 제1 RF 전력 송신기로부터 수신된 전력을 적어도 제1 부분과 제2 부분으로 분리하는 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트;At least one power tapping component electrically connected in series with the first RF power transmitter to separate power received from the first RF power transmitter into at least a first portion and a second portion; 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 연결되어 상기 제1 부분을 수신하고 전력을 전송하기 위한 적어도 하나의 안테나;At least one antenna electrically connected to the at least one power tapping component for receiving the first portion and transmitting power; 전력이 공급될 장치; 및A device to be powered; And 상기 장치에 전기적으로 연결되고 전송된 전력을 수신하도록 구성된 수신 안테나A receive antenna electrically connected to the device and configured to receive the transmitted power 를 포함하는 전력 전송 시스템.Power transmission system comprising a. 제28항에 있어서,The method of claim 28, 상기 제1 RF 전력 송신기, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트 및 상기 적어도 하나의 안테나 중 하나 또는 그 이상에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 컨트롤러를 더 포함하는 전력 전송 시스템.At least one controller electrically connected to one or more of the first RF power transmitter, the at least one power tapping component, and the at least one antenna. 제28항에 있어서,The method of claim 28, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트들 중 적어도 하나는 스위치인 전력 전송 시스템.At least one of the at least one power tapping components is a switch. 제28항에 있어서,The method of claim 28, 상기 시스템은 적어도 하나의 안테나를 통해 상기 전력을 펄스 형태로 전송하도록 구성된 전력 전송 시스템.And the system is configured to transmit the power in pulse form via at least one antenna. 없음none 제28항에 있어서,The method of claim 28, 상기 제1 RF 전력 송신기로부터 수신된 전력의 적어도 일부는 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 의해 동작 전력으로 사용되는 전력 전송 시스템.At least a portion of the power received from the first RF power transmitter is used as operating power by the at least one power tapping component. 제28항에 있어서,The method of claim 28, 상기 제1 RF 전력 송신기로부터 전송된 전력은 데이터를 포함하지 않는 전력 전송 시스템.The power transmitted from the first RF power transmitter does not include data. 제28항에 있어서,The method of claim 28, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 직렬 연결된 제2 전력 탭핑 컴포넌트와 상기 제2 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 연결된 제2 안테나를 포함하며, 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트는 상기 제1 RF 전력 송신기와 상기 제2 전력 탭핑 컴포넌트 사이에 배치되고, 상기 제2 전력 탭핑 컴포넌트는 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트로부터 상기 제2 부분을 수신하고 이를 적어도 제3 부분과 제4 부분으로 분리하고, 상기 제2 안테나는 상기 제3 부분을 수신하고 전력을 전송하는 전력 전송 시스템.A second power tapping component electrically connected in series with the at least one power tapping component and a second antenna electrically connected with the second power tapping component, wherein the at least one power tapping component is coupled with the first RF power transmitter. Disposed between the second power tapping component, the second power tapping component receiving the second portion from the at least one power tapping component and separating it into at least a third portion and a fourth portion, and the second antenna Receives the third portion and transmits power. 제1 RF 전력 송신기로 전력을 발생시키는 단계;Generating power with a first RF power transmitter; 상기 제1 RF 전력 송신기에 전기적으로 직렬 연결된 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 의해 상기 제1 RF 전력 송신기로부터 수신된 전력을 적어도 제1 부 분과 제2 부분으로 분리하는 단계;Separating the power received from the first RF power transmitter into at least a first portion and a second portion by at least one power tapping component electrically connected in series with the first RF power transmitter; 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 안테나에 의해 상기 제1 부분을 수신하는 단계; 및Receiving the first portion by at least one antenna electrically connected to the at least one power tapping component; And 상기 적어도 하나의 안테나를 통해 전력을 전송하는 단계Transmitting power through the at least one antenna 를 포함하는 RF 전력 전송 방법.RF power transmission method comprising a. 제36항에 있어서,The method of claim 36, 상기 적어도 하나의 안테나로부터 무선으로 전송된 전력을 장치에 전기적으로 연결되고 상기 전송된 전력을 수신하도록 구성된 수신 안테나에서 수신하는 단계와, 상기 수신 안테나에 의해 수신된 전력을 상기 장치에 전기적으로 연결된 전력 하베스터(power harvester)로 변환하는 단계를 포함하는 RF 전력 전송 방법.Receiving power wirelessly transmitted from the at least one antenna at a receive antenna electrically coupled to the device and configured to receive the transmitted power, and power received by the receive antenna electrically connected to the device RF power transmission method comprising the step of converting to a harvester (power harvester). 제37항에 있어서,The method of claim 37, 상기 제1 RF 전력 송신기와 제2 전력 탭핑 컴포넌트 사이에 배치된 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 직렬 연결된 제2 전력 탭핑 컴포넌트 - 상기 제2 전력 탭핑 컴포넌트는 상기 적어도 하나의 전력 탭핑 컴포넌트로부터 상기 제2 부분을 수신하고 이를 적어도 제3 부분과 제4 부분으로 분리함 - 을 추가하는 단계;A second power tapping component electrically connected in series with at least one power tapping component disposed between the first RF power transmitter and a second power tapping component, wherein the second power tapping component is configured to receive the first power tapping component from the at least one power tapping component; Receiving two portions and separating them into at least a third portion and a fourth portion; 상기 제2 전력 탭핑 컴포넌트에 전기적으로 연결된 제2 안테나에서 상기 제3 부분을 수신하는 단계; 및Receiving the third portion at a second antenna electrically connected to the second power tapping component; And 상기 제2 안테나로부터 전력을 전송하는 단계Transmitting power from the second antenna 를 포함하는 RF 전력 전송 방법.RF power transmission method comprising a. 직류를 생성하는 무선 전력 하베스터를 구비한 수신기에 무선으로 전력을 전송하는 장치로서,An apparatus for wirelessly transmitting power to a receiver having a wireless power harvester for generating direct current, 제1 전력을 가진 제1 입력부를 구비한 결합기;A coupler having a first input having a first power; 제2 전력을 가진 제2 입력부;A second input having a second power; 상기 제1 전력과 상기 제2 전력의 결합이고 상기 제1 전력과 상기 제2 전력 각각 보다도 큰 출력 전력을 가진 출력부; 및An output unit having a combination of the first power and the second power and having an output power greater than each of the first power and the second power; And 상기 출력부에 전기적으로 연결되어 상기 출력 전력을 상기 수신기에 전송하는 안테나An antenna electrically connected to the output to transmit the output power to the receiver 를 포함하는 전력 전송 장치.Power transmission device comprising a. 직류를 생성하는 무선 전력 하베스터를 구비한 수신기에 무선으로 전력을 전송하는 장치로서,An apparatus for wirelessly transmitting power to a receiver having a wireless power harvester for generating direct current, 메인 라인과 상기 메인 라인으로부터 거리 d만큼 떨어진 2차 라인을 가지며, 전력을 원하는 레벨로 증가 또는 감소시키는 필드 조정 커플러;A field adjust coupler having a main line and a secondary line spaced from the main line by a distance d, the field adjusting coupler increasing or decreasing power to a desired level; 상기 거리(d)를 변화시키는 조정 기구; 및An adjustment mechanism for changing the distance d; And 상기 전력을 상기 수신기에 전송하는 안테나An antenna for transmitting the power to the receiver 를 포함하는 전력 전송 장치.Power transmission device comprising a.
KR1020097004289A 2006-07-29 2007-07-26 Rf power transmission network and method KR20090038027A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US83386406P 2006-07-29 2006-07-29
US60/833,864 2006-07-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090038027A true KR20090038027A (en) 2009-04-17

Family

ID=38997645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097004289A KR20090038027A (en) 2006-07-29 2007-07-26 Rf power transmission network and method

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2047611A4 (en)
JP (1) JP2009545295A (en)
KR (1) KR20090038027A (en)
CN (1) CN101517914A (en)
AU (1) AU2007281584A1 (en)
CA (1) CA2659309A1 (en)
MX (1) MX2009001083A (en)
WO (1) WO2008016527A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011074843A2 (en) * 2009-12-14 2011-06-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmission apparatus
WO2011081466A2 (en) * 2009-12-30 2011-07-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmission apparatus using near field focusing

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI389415B (en) 2009-01-14 2013-03-11 Mstar Semiconductor Inc Radio frequency charging system and method
TW201042871A (en) * 2009-05-27 2010-12-01 Cheng Uei Prec Ind Co Ltd Wireless power-supply devices
CN101976868A (en) * 2010-10-20 2011-02-16 深圳桑菲消费通信有限公司 Wireless charging device
KR101950309B1 (en) * 2011-06-07 2019-02-21 삼성전자주식회사 Method for controlling wireless power of receiver in wireless power transmitting/receiving system and the receiver
US9590455B2 (en) 2013-06-26 2017-03-07 Robert Bosch Gmbh Wireless charging system
DE102014202865A1 (en) * 2014-02-17 2015-08-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Antenna device and method of operating the same
CN108847722B (en) * 2018-06-27 2021-08-13 广东工业大学 Multi-antenna energy transmission equipment, method and device

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4766437A (en) * 1983-01-12 1988-08-23 Grumman Aerospace Corporation Antenna apparatus having means for changing the antenna radiation pattern
AU672054B2 (en) * 1992-12-30 1996-09-19 Radio Communication Systems Ltd. Bothway RF repeater for personal communications systems
JPH08265243A (en) * 1992-12-30 1996-10-11 R C S:Kk Base station distribution device
JP3201885B2 (en) * 1992-12-30 2001-08-27 有限会社アール・シー・エス Bidirectional relay amplifier
JPH07245889A (en) * 1994-03-02 1995-09-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Microwave power feeding apparatus
JP3916291B2 (en) * 1997-03-28 2007-05-16 ローム株式会社 Information communication equipment
EP1032964A2 (en) * 1997-11-17 2000-09-06 Lifestyle Technologies Universal power supply
US6192222B1 (en) * 1998-09-03 2001-02-20 Micron Technology, Inc. Backscatter communication systems, interrogators, methods of communicating in a backscatter system, and backscatter communication methods
JP2000138501A (en) * 1998-10-29 2000-05-16 Hitachi Ltd Microwave feeding system
DE19958265A1 (en) * 1999-12-05 2001-06-21 Iq Mobil Electronics Gmbh Wireless energy transmission system with increased output voltage
GB0102882D0 (en) * 2001-02-06 2001-03-21 Koninkl Philips Electronics Nv Signalling system and a transport for use in the system
JP4390525B2 (en) * 2003-03-03 2009-12-24 株式会社神戸製鋼所 Communication wave transmission device
GB0307558D0 (en) * 2003-04-02 2003-05-07 Qinetiq Ltd Phased array antenna system with variable electrical tilt
EP1503447B1 (en) * 2003-07-31 2005-09-14 Alcatel Directional coupler having an adjustment means

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011074843A2 (en) * 2009-12-14 2011-06-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmission apparatus
WO2011074843A3 (en) * 2009-12-14 2011-10-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmission apparatus
CN102656771A (en) * 2009-12-14 2012-09-05 三星电子株式会社 Wireless power transmission apparatus
CN102656771B (en) * 2009-12-14 2014-12-24 三星电子株式会社 Wireless power transmission apparatus
US9178388B2 (en) 2009-12-14 2015-11-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmission apparatus
WO2011081466A2 (en) * 2009-12-30 2011-07-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmission apparatus using near field focusing
WO2011081466A3 (en) * 2009-12-30 2011-11-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmission apparatus using near field focusing
US9013068B2 (en) 2009-12-30 2015-04-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmission apparatus using near field focusing

Also Published As

Publication number Publication date
EP2047611A4 (en) 2013-01-30
WO2008016527A3 (en) 2008-12-11
JP2009545295A (en) 2009-12-17
CA2659309A1 (en) 2008-02-07
AU2007281584A1 (en) 2008-02-07
MX2009001083A (en) 2009-03-10
WO2008016527A2 (en) 2008-02-07
EP2047611A2 (en) 2009-04-15
CN101517914A (en) 2009-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7639994B2 (en) RF power transmission network and method
KR20090038027A (en) Rf power transmission network and method
US20230208200A1 (en) Devices And Methods For Wireless Signaling And Wireless Power Transmission
US6437685B2 (en) Cordless power transmission system, power transmission terminal and electrical appliance
Zhang et al. Near-field wireless power transfer for 6G internet of everything mobile networks: Opportunities and challenges
US9843201B1 (en) Wireless power transmitter that selects antenna sets for transmitting wireless power to a receiver based on location of the receiver, and methods of use thereof
US9450449B1 (en) Antenna arrangement for pocket-forming
KR101891426B1 (en) Wireless power transmission control method and wireless power transmission system
US9413429B2 (en) Wireless power transmission system based on cell division
EP2984735B1 (en) Wireless device charging system having a shared antenna
US20150022008A1 (en) Home base station for multiple room coverage with multiple transmitters
CN102983636A (en) Apparatus for wireless power transmission using multi antenna and method for controlling the same
US10381859B2 (en) Wireless power supply system, power transmitter, and power transmission method
CN105637727A (en) Wireless charging device
CN101711450A (en) Wireless power transmission system
CN104485722A (en) Adaptive power control for wireless charging
JP2022137022A (en) Simplified wireless power receiver architecture
CN107465273B (en) Wireless power supply method and wireless power supply device
US20170063167A1 (en) Wireless power transfer control method and wireless power transfer system
KR101173947B1 (en) Method of sending switching instruction in multi-node wireless power transmission
KR20120077447A (en) Multi-node wireless power transmission system and wirelss chargeable device using magnetic resonance induction
JP2019033626A (en) Light feeding system
CN105375653A (en) Wireless-charging transmitting device and method
CN209861174U (en) Passive indoor distribution system
TW200906077A (en) RF power transmission network and method

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid