KR20180095707A - 무선 전력 전송 시스템에서 전력파를 생성하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

무선 전력 전송 시스템에서 전력파를 생성하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서에 개시된 시스템들 및 방법들은 무선 전력 전송 시스템에 관한 것이다. 일 예시적 방법에 있어서: 전송기는 각 SAR 값이 전송기의 하나 이상의 안테나들로부터 방사된 하나 이상의 전력파들에 대해 전송기의 전송 필드 내의 각 공간 위치에 대응하는, 복수의 SAR(specific absorption rate) 값들을 측정한다. 그 전송기는 또한 복수의 SAR 값들 중 제1 측정 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값 임계치를 충족시키지 못하는 전송 필드 내의 선택 공간 위치를 결정한다. 그 전송기는 전송 필드 내의 선택 공간 위치에 또는 그 근처에 상쇄적으로 수렴하도록 하나 이상의 전력파들을 추가로 전송한다.

Description

무선 전력 전송 시스템에서 전력파를 생성하기 위한 시스템 및 방법
본 출원은 일반적으로 무선 충전 시스템들 및 이러한 시스템들에서 사용되는 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소들에 관한 것이다.
수신자가 전송을 소비하며 그것을 전기적 에너지로 변환할 수 있는 전자 디바이스들에 무선으로 에너지를 전송하기 위한 많은 시도들이 있어왔다. 그러나, 대부분의 종래 기술들은 임의의 의미있는 거리에서 에너지를 전달할 수 없다. 예를 들어, 자기 공진(magnetic resonance)은 전자 디바이스가 전력 공진기에 배선될 필요없이 디바이스들에 전력을 공급한다. 그러나, 전자 디바이스는 전력 공진기의 코일에 근접하게(즉, 자기장 내) 위치될 것이 요구된다. 다른 종래 해법들은 그들의 모바일 디바이스들을 충전하는 사용자들을 위한 사용자 이동성을 고려하지 않을 수 있고, 또는 이러한 해법들은 디바이스들이 좁은 범위의 조작성 밖에 있는 것을 허용하지 않는다.
원격 전자 디바이스에 무선으로 전력을 공급하는 것은 전력 전송 디바이스의전송 필드 내에 전자 디바이스들의 위치를 식별하기 위한 수단들을 요구한다. 종래 시스템들은 전형적으로 전자 디바이스에 근접하게 위치하도록 시도하며, 따라서 예를 들어 큰 커피숍, 가정, 사무실 빌딩 또는 전자 디바이스들이 잠재적으로 주위를 이동할 수 있는 다른 3차원 공간에서 충전하기 위해 이용 가능한 디바이스들의 스펙트럼을 식별하고 매핑하기 위한 기능들이 없다. 게다가, 지향성 및 전력 출력 변조 모두를 위한 전력파 생성을 관리하는 시스템이 필요하다. 많은 종래 시스템들은 그들이 서비스하는 전자 디바이스들의 움직임의 넓은 범위를 고려하지 않기 때문에, 전력 전송 디바이스들에 의해 서비스될 수 있는 전자 디바이스들을 동적으로 그리고 정확하게 추적하기 위한 수단들이 또한 필요하다.
무선 전력 전송은 특정 규제 요건들을 충족시킬 필요가 있다. 무선 에너지를 전송하는 디바이스들은 사람들 또는 다른 생물들에 대한 EMF(electromagnetic field) 노출 보호 표준들을 준수할 필요가 있다. 최대 노출 한도들은 전력 밀도 한도들 및 전기장 한도들(및 자기장 한도들)의 측면에서 미국 및 유럽 표준들에 의해 정의된다. 이러한 한도들의 일부는 MPE(Maximum Permissible Exposure)에 대해 FCC(federal Communications Commission)에 의해 설정되며, 일부 한도들은 방사선 노출에 대해 유럽 규제들에 의해 설정된다. MPE에 대해 FCC에 의해 설정된 한도들은 47 CFR §1.1310에 성문화되어 있다. 마이크로파 범위에 있어서의 EMF 주파수들의 경우, 전력 밀도는 노출의 강도를 표현하는데 사용될 수 있다. 전력 밀도는 단위 면적당 전력으로 정의된다. 예를 들어, 전력 밀도는 일반적으로 제곱미터당 와트(W/m2), 제곱센티미터당 밀리와트(mW/cm2), 또는 제곱센티미터당 마이크로와트(㎼/cm2)의 측면에서 표현될 수 있다.
따라서, 이들의 규제 요건들을 충족시키기 위해 무선 전력 전송을 위한 시스템들 및 방법들을 적당히 관리하는 것이 바람직하다. 전송 필드 내의 사람들 또는 다른 생물들이 대략적인 규제 한도들 또는 다른 공칭 한도들의 또는 그 이상의 EMF 에너지에 대해 노출되지 않도록 보장하기 위해 다양한 안전 기법들을 합체시키는 무선 전력 송신을 위한 수단이 필요하다.
본 기술 분야의 단점들을 해소하고 추가적 또는 대안적 이점들을 또한 제공할 수 있는 시스템들 및 방법들이 본 명세서에 개시된다. 본 명세서에 개시된 실시예들은, 그들의 물리적 파형 특성들(예를 들어, 주파수, 진폭, 위상, 이득, 방향)의 결과로서, 전송 필드 내의 사전 결정된 위치에서 에너지 포켓을 생성하도록 수렴하는 전력파들을 생성하고 전송할 수 있다. 무선 충전 시스템에 의해 전력이 공급되는 전자 디바이스에 관련된 수신기들은 이 에너지 포켓들로부터 에너지를 추출한 후, 수신기와 관련된 전자 디바이스에 대해 사용 가능한 전력으로 그 에너지를 변환할 수 있다. 에너지 포켓들은 3차원 필드(즉, 전송 필드)로서 나타낼 수 있으며, 여기서 에너지는 에너지 포켓 내에 또는 근처에 위치된 수신기들에 의해 수집될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 전송기들은, 센서들로부터 입력된 센서 데이터에 기초한 전력 레벨들을 조절하거나 또는 특정 객체들을 피하기 위해 전력파들의 전송을 조정함으로써 적응형 포켓 형성 프로세서들을 실행시킬 수 있다. 전송 필드 내의 영역들을 식별하기 위한 기법은 에너지 포켓들이 형성되어야 할 곳 및 전력파들이 전송되어야 할 곳을 결정하기 위해 채용될 수 있다. 일 예시에 있어서, 이 기법은 전송 필드 내의 하나 이상의 안테나들로부터 방사된 하나 이상의 전력파들에 대해 전송 필드 내의 각각의 공간 위치에서의 SAR(specific absorption rate) 값의 결정으로 결과할 수 있다. 전송기에 결합된 센서들 또는 전송기 내에 집적화된 센서들에 의해 특정 SAR의 결정이 실행될 수 있다. 이들 센서들은 전송 필드 내의 SAR 측정에 유용한 정보를 포착할 수 있으며, 전송기는, 전송기에 의해 생성된 전력파들의 알려진 전파 특성들에 기초하여 전송 필드에 있어서의 SAR 값들을 결정하는 사전 저장된 계산 및 추정치와 함께 이 정보를 사용할 수 있다. SAR은 RF(radio frequency) 파들로부터의 전자기적 에너지가 인체 또는 다른 생물에 흡수되는 레이트(rate)이다. 다른 예시에 있어서, 히트 맵 데이터는, 추후 참조 또는 계산들을 위해 매핑 메모리에 저장될 수 있는 매핑 데이터의 형태로서 에너지 포켓들이 형성되어야 할 곳을 결정하는데 사용될 수 있다. 또 다른 예시에 있어서, 센서들은 전력파들이 피해야 할 영역들을 식별할 수 있는 센서 데이터를 생성할 수 있다. 이 센서 데이터는 추후 참조 또는 계산을 위해 매핑 메모리 내에 저장될 수 있는 매핑 메모리의 추가적 또는 대안적 형태일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 무선 전력 전송의 방법은, 전송기가, 전송기의 하나 이상의 안테나로부터 방사된 하나 이상의 전력파들에 대해 전송기의 전송 필드 내의 각각의 공간적 위치에서의 SAR(specific absorption rate) 값을 계산하고, 계산된 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값 임계치에 미치지 못하는 전송 필드 내의 선택된 부분을 전송기가 결정하고, 전송기가, 전송 필드 내의 선택된 부분에서 상쇄적으로 수렴하도록 하나 이상의 전력파들을 전송하는 것을 구비한다.
다른 실시예에 있어서, 무선 전력 전송의 방법은, 전송기가, 하나 이상의 안테나들로부터 방사된 하나 이상의 전력파들에 대해 전송기의 전송 필드 내의 각각의 공간 위치에서의 SAR 값을 수신하는 것을 포함한다. 그 방법은, 전송기가, 수신된 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값보다 더 큰 전송 필드 내의 선택된 위치를 결정하는 것을 추가로 포함한다. 그 방법은, 전송기가, 전송 필드 내의 선택된 부분에서 상쇄적으로 수렴하도록 하나 이상의 전력파들을 전송하는 것을 추가로 포함한다. 그 방법은, 전송기가, 하나 이상의 전력파들을 전송하여, 전송 필드 내의 남은 부분들에 널 공간을 형성하기 위해 상쇄적으로 수렴시키는 것을 추가로 포함한다.
다른 실시예들에 있어서, 무선 전력 전송을 위한 시스템은 하나 이상의 전송기들을 포함한다. 하나 이상의 전송기들의 각각은 하나 이상의 안테나들로부터 방사된 하나 이상의 전력파들에 대해 전송기의 전송 필드 내의 각각의 공간 위치에서의 SAR 값을 계산하도록 구성된 마이크로 프로세서를 포함할 수 있으며, 계산된 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값보다 큰 전송 필드 내의 선택된 부분을 결정할 수 있다. 하나 이상의 전송기들의 각각은, 하나 이상의 안테나 배열들을 더 포함할 수 있으며, 하나 이상의 안테나 배열들의 각각은 전력파들을 전송하여, 전송 필드 내의 선택된 부분에 널(null) 공간을 형성하기 위해 상쇄적으로 수렴시키는 구성으로 된 하나 이상의 안테나들을 포함한다.
첨부된 도면들은 본 명세서의 일부를 구성하며 본 발명의 실시예들을 도시한다. 본 개시는 다음의 도면들을 참조함으로써 잘 이해될 수 있다. 도면들에 있어서 구성 요소들은 반드시 축척된 것은 아니며, 대신 본 개시의 원리들을 설명하는 것에 중점을 둔다.
도 1a는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템을 도시한다.
도 1b는 예시적인 실시예에 따른, 시스템의 구성 요소들을 도시한다.
도 1c는 도 1b에 도시된 예시적인 실시예에 따른, 시스템의 구성 요소들을 도시한다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에서 에너지 포켓을 형성하는 방법을 도시한다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에서 널(null) 공간을 형성하기 위한 방법을 도시한다.
이제 도면들에 도시된 예시적인 실시예들을 참조하고, 그들을 설명하기 위해 본 명세서에서 특정 언어가 이용될 것이다. 본 발명의 범주의 한도는 이러한 예시적인 실시예들의 설명들에 의해 의도되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 개시의 통상의 기술자에게 발생할 수 있고 본 개시의 소유권을 가진 자에게 발생할 수 있는, 예시적인 실시예들의 대안들 및 추가적인 수정들과, 본 발명 특성들의 원리들을 구현시키는 추가적인 애플리케이션들은 본 개시의 범주 내인 것으로 간주 되어야 한다.
전력을 무선으로 공급하기 위해 사용되는 에너지 포켓은 전송기에 의해 전송된 전력파들의 보강 간섭 패턴들의 위치들에 형성될 수 있다. 에너지 포켓들은 에너지가 에너지 포켓 내에 또는 근처에 위치한 수신기들에 의해 수집될 수 있는 3차원 필드로서 나타날 수 있다. 동작에 있어서, 포켓 형성 프로세스 동안 전송기들에 의해 생성된 에너지 포켓은 수신기에 의해 수집될 수 있으며, 전기 충전을 위해 변경된 후, 디바이스를 동작시키거나 또는 디바이스 배터리를 충전시키기 위해 수신기와 관련된 전자 디바이스(예를 들어, 랩톱 컴퓨터, 스마트폰, 재충전 가능 배터리)로 공급될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 다수의 전송기들 및/또는 다수의 수신기들은 다양한 전자 디바이스들에 전력을 공급할 수 있다. 수신기는 전자 디바이스로부터 분리 가능하거나 또는 전자 디바이스와 집적화될 수 있다.
보강 간섭은 하나 이상의 전송기들과 관련된 전송 필드 내의 특정 위치에서의 전력파들의 수렴시에 생성될 수 있는 타입의 파형 간섭일 수 있다. 전력파들이 수렴하고, 그들의 각 파형 특성들이 합쳐져서, 전력파들이 수렴하는 특정 위치에 집중된 에너지의 양이 증가할 때 보강 간섭이 발생할 수 있다. 보강 간섭은 특정 파형 특성들을 가진 전력파들의 결과일 수 있으며, 그러한 보강 간섭은 전력파들이 수렴되는 전송 필드 내의 특정 위치에서의 에너지 필드 또는 "에너지 포켓"으로 결과한다. 처프파들 또는 정현파들과 같은, 주기적 신호들의 경우에 있어서, 보강 간섭 패턴은 특정 위치에 도달하는 전력파들의 양의 피크들과 음의 피크들이 동기화될 때 생성된다. 파형들의 상관된 양의 피크들과 음의 피크들은 각각의 개별 전력파들 보다 큰 진폭을 가진 누적 파형을 생성하기 위해 점증적으로 합쳐진다.
상쇄 간섭은 하나 이상의 전송기들과 관련된 전송 필드 내의 특정 위치에서의 전력파들의 수렴 시에 생성될 수 있는 다른 타입의 파형 간섭일 수 있다. 전력파들이 특정 위치에 수렴하고, 그들의 각 파형 특성들이 서로 반대(파형들이 서로 상쇄 제거됨)되어, 특정 위치에 집중된 에너지의 양이 감소될 때 상쇄 간섭이 발생할 수 있다. 보강 간섭은 충분한 에너지가 존재할 때 에너지 포켓들을 생성하지만, 상쇄 간섭은, 전력파들이 상쇄 간섭을 형성하도록 수렴하는 전송 필드 내의 특정 위치에서 무시할 수 있는 에너지의 양 또는 "널(null)"을 생성할 수 있다. 처프파들 또는 정현파들과 같은, 주기적 파들의 경우에 있어서, 상쇄 간섭 패턴은 특정 위치에 도달하는 전력파들의 양의 피크들과 음 피크들이, 점증적으로 가산되는 것이 아니라, 서로 감산될 때 상쇄 간섭 패턴이 발생되며, 그에 따라 작은(이상적으로 0) 진폭 파형 신호이 발생된다.
예를 들어, 전송기는, 전력파들을 생성 및 전송하고, 전송 필드 내의 위치들에 에너지 포켓들을 형성하고, 전송 필드의 상태들을 감시하고, 필요한 곳에 널 공간들을 생성하는 역할을 하는 다양한 구성 요소들 및 회로들을 구비하거나 또는 그것들에 관련된 전자 디바이스일 수 있다. 전송기는 전송기의 전송 필드 내의 하나 이상의 공간 위치들에서의 전송기에 의해 결정된 하나 이상의 SAR 값에 기초하여 포켓 형성 및/또는 널(null) 조향을 위한 전력파들을 생성하거나 전송할 수 있다. SAR 값은 전송기 프로세서에 의해 결정될 수 있으며, RF파에 노출된, 인체와 같은, 생체 조직에 흡수된 전력을 나타낼 수 있다. 전송기는 전송 필드 내의 특정 위치에서의 RF 에너지에 대한 SAR 값이 사전 결정된 SAR 임계 값을 초과하지 않도록 전력파들을 생성하거나 전송할 수 있으며, 또는 조정할 수 있다.
수신기는 하나 이상의 안테나, 하나 이상의 정류 회로, 및 전자 디바이스에 전력을 공급하거나 충전하기 위한 에너지 포켓으로 활용할 수 있는 하나 이상의 전력 변환기를 포함하는 전자 디바이스 일 수 있다. "포켓 형성"은, 전송 필드 내에서 수렴하여 제어 에너지 포켓들 및 널 공간들을 형성하는 하나 이상의 RF파들의 생성을 지칭한다. "에너지 포켓"은 에너지 또는 전력이 지역 또는 영역에서 보강 간섭을 유발하는 파들의 집합점에 기초하여 누적될 수 있는 공간의 지역 또는 영역을 나타낼 수 있다. "널 공간(null space)"은 에너지 포켓들이 형성되지 않는 공간 지역 및 공간 영역들을 지칭하며, 이는 그 공간 지역 또는 공간 영역에서의 파들의 상쇄 간섭에 의해 유발될 수 있다.
전송기는 하나 이상의 샘플링 또는 측정 기법들을 사용하여 전송 필드의 하나 이상의 특정 위치들에서의 RF 에너지의 실제 SAR 값을 결정할 수 있다. 일부 구현들에 있어서, 전송기에는, 전송기에 대해 어느 파형 특성들이 사전 저장된 SAR 임계 값을 초과할 가능성이 있는지를 나타내는 값들(values), 테이블들(tables) 및/또는 알고리즘들(algorithms)이 사전 로드될 수 있다. 예를 들어, 룩업테이블(lookup table)은 공간(V)의 볼륨(volume)에 대한 SAR 값이 특정 주파수(F)를 가진 다수의 전력파들(P)을 수신하는 전송기로부터 얼마간의 거리(D)에 위치했음을 나타낼 수 있다. 통상의 기술자는, 특정 위치들에서의 RF 에너지의 SAR 값을 결정하기 위해, 임의 개수의 변수들을 사용할 수 있는, 많은 잠재적 계산들이 있을 수 있다는 것을 이해할 것이다.
게다가, 전송기는 전력파들을 생성하고, 전송하고, 또는 조정할 때, 특정 위치들에 대해 식별된 SAR 값들을 다양한 방법으로 적용할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, SAR 값은 전송 필드 전반에 걸쳐 일정한 에너지 레벨을 유지하도록 전송기에 의해 측정되고 사용될 수 있으며 이때, 그 에너지 레벨은 안전하게 SAR 임계 값 미만이지만, 수신기들이 효과적으로 전력으로 변환하기에 충분한 RF 에너지를 여전히 포함한다. 일부 구현들에 있어서, 전송기는 사전 결정된 SAR 값들에 기초하여 새로 형성된 전력파들로부터 발생될 것으로 예측된 RF에 기초하여 전력파들을 능동적으로 변조할 수 있다. 예를 들어, 전력파들을 생성하거나 조정하는 방법을 결정한 후에, 그러나 전력파들을 실제로 전송하기 전에, 전송기는, 전송될 전력파들이 SAR 임계값을 충족시키거나 그렇지 못하는 특정 위치에서의 RF 에너지의 누적으로 결과할지의 여부를 결정할 수 있다. 일부 구현들에 있어서, 추가적으로 또는 대안적으로, 전송기는, 특정 위치를 통과하거나 또는 특정 위치에 누적되는 전력파들이 SAR 임계값에 미치지 못함을 전송기가 결정할 때, 특정 위치로 또는 특정 위치를 통해 전송되는 전력파들을 반응적으로 조정하기 위해 전송 필드를 능동적으로 감시할 수 있다. 전송 필드 전반에 걸쳐 지속적인 전력 레벨을 유지시킨다는 목표와 함께, 전력파들을 능동적으로 그리고 반응적으로 조정하도록 구성된 경우, 전력파들이 SAR 임계 값을 확실히 충족시킬 특정 위치로 전송될 전력파들을 능동적으로 조정하도록 전송기를 구성할 수 있지만, 그 전송기는 또한 예기치 않게 특정 위치들에서 또는 특정 위치들을 통과하여 축적되는 전력파들에 대한 SAR 값들이 SAR 임계 값에 미치지 않는지 여부를 판단하기 위해 전송 필드 전반에 걸쳐 있는 위치들에서의 SAR 값들을 연속적으로 폴링(poll) 할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 전송기는 특정 위치들에 에너지 포켓들 또는 널(null)들을 생성하도록 구성될 수 있으며, 따라서 에너지 포켓 주위 지역들이 SAR 임계값 미만임을 만족시키는지 판단하기 위해, 또는 널 공간을 생성하는 상쇄 간섭 패턴의 효율을 결정하기 위해 SAR 값이 사용될 수 있다.
비록 본 명세서에 설명된 예시적인 실시예들이 RF 기반 파 전송 기술들의 사용을 언급하고 있지만, 채용될 수 있는 무선 충전 기법들이 그러한 RF 기반 기술들 및 기법들에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 오히려, 전송된 에너지를 전력으로 변환하는 것이 가능한 수신기에 무선으로 에너지를 전송하기 위한 많은 기술들 및 기법들을 포함하는 추가 또는 대안 무선 충전 기법들이 본 명세서에 있다는 것을 이해해야 한다. 수신하는 디바이스에 의해 전력으로 변환될 수 있는 에너지에 대한 전송 기법들은, 비 제한적 예시로서, 초음파, 마이크로파, 레이저 광, 적외선 또는 다른 형태의 전자기적 에너지를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 전송기들의 제어 시스템들은 인간 대상자들에 대한 EMF(electromagnetic field) 노출 보호 표준들을 준수한다. 최대 노출 한도들은 전력 밀도 한도들 및 전기장 한도들(및 자기장 한도들)의 측면에서 미국 및 유럽 표준들에 의해 정의된다. 예를 들어, 이것들은 MPE에 대해 FCC(Federal Communications Commission)에 의해 설명된 한도들, 및 방사선 노출에 대해 유럽 규제들에 의해 설명된 한도들을 포함한다. MPE에 대해 FCC에 의해 설명된 한도들은 47 CFR §1.1310에 성문화되어 있다. 마이크로파 범위 내에서의 EMF(electromagnetic field) 주파수들의 경우, 전력 밀도는 노출의 강도를 표현하는데 사용될 수 있다. 전력 밀도는 단위 면적당 전력으로 정의된다. 예를 들어, 전력 밀도는 일반적으로 제곱미터당 와트(W/m2), 제곱센티미터당 밀리와트(mW/cm2), 또는 제곱센티미터당 마이크로와트(㎼/cm2)의 측면에서 표현될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 무선 전력 전송을 위한 본 시스템들 및 방법들은 전송 필드 내의 또는 근처의 점유자들이 대략적인 규제 한도들 또는 다른 공칭 한도들의 또는 그 이상의 EMF 에너지에 대해 노출되지 않도록 보장하기 위해 다양한 안전 기법들을 합체시킨다. 하나의 안전 방법은 공칭 한도들을 벗어난 오차의 마진(예를 들어, 약 10% 내지 20%)을 포함하여, 대상자들이 EMF 노출 한도들 또는 대략적인 EMF 노출 한도로 전력 레벨들에 노출되지 않도록 하는 것이다. 두번째 안전 방법은, 사람들(그리고 일부 실시예들에 있어서, 다른 생물들 또는 민감한 객체들)이 EMF 노출 한도들을 초과하는 전력 밀도 레벨들을 가진 에너지 포켓을 향해 움직이는 경우, 무선 전력 전송의 감소 또는 종료와 같은, 단계적 보호 조치들을 제공할 수 있다.
도 1a는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템(100)을 도시한다. 무선 전력 전송 시스템(100)은 안테나 배열(106)로부터 하나 이상의 전력파들(104)을 전송하는 전송기(102)를 포함한다. 전력파들(104)의 비 제한 예시들은 마이크로파들, 전파들, 및 초음파들을 포함할 수 있다. 전력파들(104)은, 에너지 포켓(112)이 필요하다고 컨트롤러가 결정한, 전송 필드 내의 하나 이상의 위치들에 에너지 포켓(112)을 형성하기 위해 전송기(102)의 마이크로 프로세서를 통해 제어된다. 전송기(102)는 전송된 전력파들이 실질적으로 서로 상쇄제거되는 하나 이상의 위치들에 하나 이상의 널 공간들을 생성하도록 3차원 공간에 수렴할 수 있는 전력파들을 전송하는 구성으로 된다. 일부 구현들에 있어서, 전송기(102)는 전송 필드 전반에 걸쳐 일관된 에너지 레벨들을 유지하기 위해 전송 필드 내의 지역들의 SAR(specific absorption rate) 값들을 연속적으로 측정할 수 있다. 이러한 실시예들에 있어서, 유지되는 에너지 레벨들은 전자 디바이스들(108, 110)을 충전하는 수신기들(103)에 전력을 제공하도록 충분히 높지만, 주어진 SAR 임계 값 미만으로 유지될 수 있다. 따라서, 통상의 기술자들은, 일부 실시예들이 전송 필드 전반에 걸쳐 안전하고 효과적인 에너지 레벨을, 균일하거나 또는 실질적으로 균일하게 유지할 수 있기 때문에, 에너지 포켓들(112) 또는 널들의 생성이 모든 실시예들에 필요한 것이 아닐 수 있음을 이해할 것이다. 추가로, 전송 필드에서 전력파들(104)을 수신기들(103)로 전달하기 위해 적절한 수단들을 결정하기 위한 기법들의 임의의 조합에 따라 전송기(102)가 동작하도록 구성될 수 있음을 알아야 한다.
일부 실시예들에 있어서, 전송기(102)는, 알고리즘들, 변수들, 테이블들 또는 다른 그러한 정보들과 같은, 사전 결정된 SAR 값 결정 기준을 저장하는 메모리 또는 하드 디스크를 구비하거나 그것들과 결합될 수 있고, 전송기(102)의 그 프로세서는 주어진 위치로 또는 주어진 위치를 통해 전송되거나, 또는 주어진 위치로 또는 주어진 위치를 통해 전송될 전력파들의 특성들에 기초한, 주어진 위치에서의 SAR 값을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 전송기(102)는 알려진 채널 전파 모델들 및 SAR이 전송기(102)로부터 어느정도의 거리에 있을 수 있는지를 계산하기 위해, 제조 전에 또는 배치 전에 수집된 전파 손실들의 실증 자료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 배치 전에 또는 제조 전에, 프로브(probe)는 생체 조직의 모형 또는 인체 조직과 거의 동일한 특성들을 가진 액체로 채워진 용기와 같은, 인체와 비슷한 다른 모형 내부 공간의 볼륨을 스캔하기 위해 사용될 수 있으며, 전송 필드 내에 배치될 수 있다. 전송기(102)의 안테나 배열(106)은 모델과 근접하고 교차하도록 전력파들(104)을 유발하는 다양한 특성들을 가진 전력파들(104)을 전송할 수 있다. 프로브는 모델 근처의 및/또는 모델 내의 SAR 값들 및 RF 에너지 레벨들을 측정할 수 있다. 안테나 배열(106)에 의해 전송된 전력파들(104)의, 진폭, 주파수, 및 벡터 특성들과 같은, 다양한 파형 특성들로부터 결과하는 RF 에너지들 및 SAR 값들을 기록하기 위해 프로브가 사용될 수 있다. 결과하는 SAR 값들 및 RF 에너지들은 전송기(102)가 액세스 가능 메모리에 저장될 수 있으며, 그 다음 전송기(102)에 의해 생성된 전력파들(104)의 특성들에 기초한 전송 필드의 위치들에서의 SAR 값들을 결정하기 위해 사전 저장된 데이터를 사용할 수 있다.
수신기(103) 및 전송기(102)는, 전력파들(104)로부터 독립적인 별개의 무선 통신 채널인 통신 신호(131)를 통해 다양한 타입들의 데이터를 전송하도록 구성된 무선 통신 칩(chip)들 일 수 있는, 각 통신 구성 요소(111)(수신기(103)에 대해 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 도 1의 수신기(103)와 같은, 통신 구성 요소는 수신기(103) 또는 전송기(102)에 결합된, 랩톱(108) 또는 다른 컴퓨터와 같은, 전자 디바이스 내에 내장되거나 또는 집적화될 수 있다. 예를 들어, 수신기(103)는 랩톱(108) 내에 집적화될 수 있으며, 수신기(103)의 통신 구성 요소는 랩톱(108)의 네이티브(native) Bluetooth® 칩셋을 포함할 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 도 1의 전송기(102)와 같은, 통신 구성 요소는 전송기(102) 또는 수신기(103) 내에 내장되거나 또는 집적화될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 통신 구성 요소는 전송기(102), 수신기(103), 또는 임의의 다른 전자 디바이스와는 별개인, 단독 구조일 수 있다. 전송기(102)는 실행을 위한 수신기(103)에 대한 동작 명령들을 포함하거나, 수신기(103)로부터의 전력 레벨 데이터 또는 동작 데이터에 대한 요청을 포함하는 통신 신호들을 수신기(103)로 전송할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 전송기(102)의 마이크로 프로세서는 에너지를 효과적으로 제공하고, 생물들 또는 다른 민감한 객체들을 안전하게 피하기 위해 전력파들(105)이 생성되고 전송되는 방법을 결정하도록 구성된다. 전력파들(104)이 생성되는 방법을 결정하는 것은 전송기(102)의 하나 이상의 안테나들로부터 전송 필드 내로 방사된 하나 이상의 전력파들(104)에 대해 전송기(102)의 전송 필드 내의 각각의 공간 위치에서 조사되거나 결정된 SAR 값에 기초할 수 있다. 전력파들(104)이 생성되고 전송되는 방법을 결정할 때, 마이크로 컨트롤러는 전력파들(104)의 물리적 특성들(예를 들어, 주파수, 진폭, 위상), 및/또는 전송기(102)의 안테나들이 전력파들(104)을 전송하기 위해 사용될 수 있는 특성들을 결정할 수 있다. 전송기(102)는 전력파들(104)의 특성들을 결정할 수 있고, 및/또는 전력파들(104)을 전송하기 위한 특성들을 가진 안테나들의 서브셋을 식별할 수 있으며, 그러한 전력파들(104)은 보강 및/또는 상쇄 간섭 패턴들을 생성하기 위해 전송 필드의 특정 위치에 수렴한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 마이크로 컨트롤러는 특성들 및/또는 전력파들(104)을 전송하기 위한 안테나들을 결정할 수 있으며, 그러한 전력파들(104)은 전송 필드 전반에 걸쳐 또는 전송 필드의 하나 이상의 특정 국부 지역들에 균일하거나 실질적으로 균일한 에너지 레벨을 생성한다.
예를 들어, 전송 필드의 특정 위치에서 샘플링된 특정 SAR 값에 기초하여, 전송기(102)의 마이크로 프로세서는 전력파들(104)에 대한 파형의 타입(예를 들어, 처프(chirp), 정현파, 톱니, 계단)을 선택할 수 있고, 전력파들(104)의 출력 주파수, 하나 이상의 안테나 배열들(106)의 형상, 및 적어도 하나의 안테나 배열(106)에 있어서의 하나 이상의 안테나들의 간격을 선택할 수 있다. 이들 선택들 또는 결정들 중 하나 이상을 사용하여, 전송기(100)는 전력파들(104)을 생성 및 전송할 수 있으며, 결과적으로 전력파들(104)은 하나 이상의 전자 디바이스들(108, 110)에 전력을 공급하기 위해 목표 위치에 에너지 포켓(112)을 형성한다. 일부 실시예들에 있어서, 전송기(102)의 마이크로 프로세서는, 전송기(102)의 전송 필드 내의 각 특정 위치에의 SAR 값에 기초하여, 전력파들(104)의 출력 주파수, 하나 이상의 안테나 배열들(106)의 형상, 및 적어도 하나의 안테나 배열(106)에 있어서의 하나 이상의 안테나들의 간격을 선택하여 전송기(102)의 전송 필드 내의 위치들에서의 하나 이상의 널 공간들을 형성하도록 추가로 구비된다. 전력파들(104)이 에너지의 3차원 필드를 형성하도록 축적되는 곳에 에너지 포켓들이 형성된다.
일부 실시예들에 있어서, 전송기(102)의 안테나 배열(106)의 안테나들은 하나 이상의 안테나들의 단일 배열로서 동작 가능하다. 일부 다른 실시예들에 있어서, 마이크로 컨트롤러는 전송 필드내의 다수의 디바이스 또는 다수의 영역들에 서비스를 제공하는 동작을 하는 서브셋들로 그 배열을 분할할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 배열(106)은, 배열(106)의 적어도 하나의 안테나의 높이가 약 1/8 인치 내지 약 1인치 범위일 수 있으며, 적어도 하나의 안테나의 폭이 약 1/8 인치 내지 약 1인치일 수 있는 안테나 요소들을 포함할 수 있다. 안테나 배열(106)에서 2 개의 인접한 안테나들 간의 거리는 약 1/3 람다(Lambda)에서 약 12 람다 사이일 수 있다. 예를 들어, 일부 경우들에 있어서, 안테나들 간의 거리는 약 1람다를 초과할 수 있으며, 일부 경우들에 있어서, 안테나들 간의 거리는 약 1람다 내지 약 10람다 사이일 수 있으며, 일부 경우들에 있어서, 그 거리는 약 4람다 내지 약 10람다 사이일 수 있다. 람다는 전력파들(106)의 파장이며, 안테나 배열(106)의 안테나들 간의 간격의 측정치로서 이용될 수 있다.
전송기(102)는, 전송 필드에 있어서 안테나 배열(106)의 하나 이상의 안테나들로부터 방사된 하나 이상의 전력파들(104)에 대한, 전송기(102)의 전송 필드 내의 각 공간 위치에서의 SAR 값을 계산한다. 일부 실시예들에 있어서, 전송기(102)의 마이크로 프로세서는 각 공간 위치에서의 계산된 SAR 값을 임계 SAR 값과 비교한다. 예를 들어, FCC 규제들에 기초한, 사전 정의된 SAR 값은 약 1.6 와트/킬로그램(W/Kg)이고, 그래서 전송기(102)는, 특정 위치에서 축적되는 전력파들(102)이 2.0 W/Kg의 보강 간섭 패턴들을 생성함에 따라 더이상 임계값을 충족시키지 않는 다고 결정할 때, 전송 필드의 특정 위치에 누적되는 에너지 또는 전력의 양을 감소시키기 위해 전력파들(102)의 다양한 특성들을 조정할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 전송기(102)는 공간 위치에서의 계산된 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값 임계치를 충족하지 않을 때, 전력파들(104)을 생성하고, 전송하거나 조정할 수 있다. 전송기(104)의 마이크로 프로세서는, 전력파들(104)이 특정 위치에서 상쇄 간섭 패턴을 형성하도록 수렴하여, 전송 필드의 그 부분에서의 에너지 축적이 매우 작거나, 무시할 수 있거나, 또는 아예없는 널 공간으로 결과하도록 전력파들(104)의 특성 및/또는 전력파들(104)을 전송하기 위한 안테나를 결정하는 구성으로 된다. 일부 구현들에 있어서, 널 공간들을 생성하기 위해, 전송기(102)는 에너지 포켓들(112)을 형성하도록 보강적으로 수렴하는 전력파들(104)의 제1 세트, 및 널 공간들을 생성하기 위해 상쇄적으로 수렴하는 전력파들(104)의 제2 세트를 생성할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 전송 필드의 하나 이상의 위치들에서 샘플링된 SAR 값들에 기초하여, 마이크로 프로세서는 전송 필드 내의 특정 위치들에서 보강적으로 수렴하도록 전력파들(104)을 생성하고, 전송하거나 조정할 수 있으며, 동시에 전력파들(104)을 생성하고, 전송하거나, 조정하여, 전송 필드 내의 다른 위치들에 하나 이상의 널 공간들을 형성하기 위해 상쇄적으로 수렴시킬 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 계산된 SAR 값이 전송 필드의 선택된 부분에서 사전 정의된 SAR 값보다 작은 경우, 마이크로 프로세서는 전력파들(104)이 전송 필드 내의 선택된 부분에서 보강적으로 수렴하도록, 전송을 위한 전력파들(104)의 타입을 선택하며, 그와 동시에 전송 필드에서 선택된 부분들 이외의 부분들에 하나 이상의 널 공간들을 형성하도록 상쇄적으로 수렴하는 전력파들(104)의 임의의 다른 타입을 전송하도록 구성된다. 이 전력파들(104)은 또한 압전 재료(piezoelectric material)를 사용하는 외부 전원 및 국부 발진기 칩(local oscillator chip)을 사용하여 제조될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 전력파들(104)은, 전력파들(104)의 위상 및/또는 상대적 크기들을 조정하기 위한 전매칩을 또한 포함할 수 있는, 전송기(102)의 마이크로 프로세서에 의해 일정하게 제어된다.
전송기(102)의 마이크로 프로세서는 하나 이상의 샘플링 트리거(trigger)들 또는 파라미터들에 따라 SAR 값을 연속적으로 또는 주기적으로 수신 및/또는 계산할 수 있다. 일부 예시들에 있어서, 마이크로 프로세서는, 위치 샘플링 간격(예를 들어, 1 인치 간격, 1 피트 간격들)에 따른 사전 결정된 위치들에 대한 SAR 값을 결정할 수 있다. 일부 예시들에 있어서, 마이크로 프로세서는, 위치들의 SAR 값들을 연속적으로 결정할 수 있거나, 주어진 시간 샘플링 간격에서의 SAR 값들을 결정할 수 있다. 일부 예시들에 있어서, 마이크로 프로세서는, 하나 이상의 전력파들(104)의 주파수 값에 변화가 있을 때마다, 위치들에 대한 SAR 값을 결정하거나 수신할 수 있다. 샘플링 동안, 전송기(102)의 마이크로 프로세서는 각각의 사전 결정된 위치 또는 주어진 위치 샘플링 간격에서 새로운 또는 조정된 전력파들(104)의 SAR 값을 결정하여, 전송 필드 내의 각 공간 위치에 대해 획득된 새로운 SAR 값들을 사전 정의된 SAR 값 임계치와 비교한다. 비교 결과들에 기초하여, 마이크로 프로세서는, 예를 들어, 대응하는 새로 계산된 SAR 값이 더이상 사전 정의된 SAR 값을 충족시키지 않는 전송 필드 지역 내의 위치를 식별할 수 있다. 그 다음, 전송기(102)의 마이크로 프로세서는 전력파들(104)의 전송을 제어하기 위해 전송된 전력파들(104)의 주파수, 위상, 진폭 또는 다른 특성들 및/또는 새로운 전력파들(104)의 전송에 대한 안테나들 또는 안테나 배열들의 새로운 세트들의 선택을 처리할 수 있다.
전송기(102)는 전송기(102)의 전송 필드 내의 하나 이상의 수신기들의 위치 데이터를 수신할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 전송기(102)는 전송기(102)의 전송 필드 내의 하나 이상의 수신기들의 위치 데이터를 결정한다. 전송기(102)는 하나 이상의 수신기 위치들 각각에서의 전송기(102)의 전송 필드 내의 하나 이상의 수신기들로부터 사전 결정된 거리를 둘러싸는 구역에서의 SAR 값을 계산한다. 다른 실시예에 있어서, 전송기(102)는, 및 수신기들에 의해 측정되고 보고된, 하나 이상의 수신기 위치들 각각에서의 전송기(102)의 전송 필드 내의 하나 이상의 수신기들로부터 사전 결정된 거리를 둘러싸는 구역에서의 SAR 값을 수신한다. 그 다음, 전송기(102)의 마이크로 프로세서는 하나 이상의 수신기 위치들의 각각에서의 및 전송 필드 내의 하나 이상의 수신기들로부터 사전 결정된 거리를 둘러싸는 구역에서의 계산된 SAR 값을 사전 정의된 SAR 값과 비교한다. 일 실시예에 있어서, 사전 정의된 SAR 값은 1.6 와트/킬로그램(W/Kg)일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 사전 정의된 SAR 값은 FCC(Federal Communications Commission)에 의해 설정된 임의의 값일 수 있다.
하나 이상의 수신기 위치들의 각각에서의 및 하나 이상의 수신기들로부터 사전 결정된 거리를 둘러싸는 구역에서의 계산된 SAR 값이 전송 필드의 선택된 부분에서의 사전 정의된 SAR 값을 충족시킬 때, 전송기(102)는 전송 필드 내의 선택된 부분에서 보강적으로 수렴하는 전력파들(104)을 생성하고 전송하거나 조정할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 하나 이상의 수신기 위치들의 각각 및 하나 이상의 수신기들로부터 사전 결정된 거리를 둘러싸는 구역에서 계산된 SAR 값이 전송 필드의 선택 부분에서 사전 정의된 SAR 값을 충족시키지 않을 때, 마이크로 프로세서는 전송 필드의 선택된 부분에 하나 이상의 전력파들(104)을 생성하고, 전송하거나 조정하여, 하나 이상의 널 공간들을 형성하기 위해 상쇄적으로 수렴시키는 구성으로 된다.
하나 이상의 수신기들의 위치를 결정하기 위해, 전송기(102)는 전력파들(104) 및 통신 신호를 전송기(102)의 전송 필드로 연속적으로 전송할 수 있다. 전력파들(104)은 전송 필드 내의 주어진 위치에 위치한 하나 이상의 수신기들로 전력을 공급할 수 있는 임의의 세트의 특성들을 가진 임의의 타입의 파일 수 있다. 전력파들의 비 제한 예시들은 초음파들, 마이크로파들, 적외선파들, 및 무선 주파수파들을 포함할 수 있다. 전력파들(104)은 전송 필드의 주어진 위치에 상승된 에너지 레벨들을 제공하는 전력파들(104)로 결과하는 특정 세트의 물리적 특성들(예를 들어, 주파수, 위상, 에너지 레벨, 진폭, 거리, 방향)과 함께 전송될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 전송기(102)는 소위 탐색 전력파들을 전송할 수 있는데, 이 전력파는 하나 이상의 수신기들로 전력을 제공하는 전력파들에 대해 통상적으로 사용된 전력 레벨보다 비교적 낮은 전력 레벨을 가진 전력파들이다. 탐색 전력파들은 하나 이상의 수신기들을 식별하는데 사용될 수 있으며, 및/또는 전송 필드에 있어서 하나 이상의 수신기들로 궁극적으로 전력을 제공할 전력파들(104)에 대한 적절한 특성들을 결정하는데 사용될 수 있다.
통신 신호는 관련 프로토콜들을 통해 데이터를 통신하기 위해 전자 디바이스들에 의해 사용되는 임의의 타입의 파일 수 있다. 비 제한 예시는 블루투스(Bluetooth®), NFC, 지그비(ZigBee®) 등을 포함할 수 있다. 통신 신호는 전력파들(104)을 적절히 포뮬레이션(formulation)하기 위해 전송기(102)에 의해 사용되는 파라미터들을 통신하는데 사용될 수 있다. 통신 신호는 전송된 낮은 레벨 전력파들의 특성들을 설명하는 데이터를 포함할 수 있다. 이 데이터는, 예를 들어, 통신 신호와 함께 전송되는 전력파들(104)의 방향 및 에너지 레벨을 나타낼 수 있다.
하나 이상의 수신기들의 하나 이상의 안테나들은 전송기(102)로부터 전력파들(104) 및 통신 신호를 수신할 수 있다. 전력파들(104)은 전력파들(104)에 낮은 레벨의 전력을 제공하는 파형 특성들을 가질 수 있다. 통신 신호는 전력파들(104)의 특성들을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 전송기(102)가 전력파들(104)을 포뮬레이션 하여/하거나 전송 필드 내의 특정 방향으로 또는 특정 위치로 전송할 때, 전송기(102)의 통신 구성 요소(111)는 전력파들(104)을 설명하는 통신 신호(114) 내의 데이터를 생성하고 전송할 수 있다. 예를 들어, 통신 신호(114)는 전력파들의 진폭, 주파수, 에너지 레벨, 궤도 및/또는 전력파들이 전송되었던 원하는 위치와 같은 전력파에 대한 정보를 나타낼 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 수신기(103)는 그 위치의 표시, 예를 들어, 위치 정보의 명시적인 통신, 또는 세그먼트 또는 서브 세그먼트로 탐색용 저 전력파 전송의 수신을 나타내는 통신, 및/또는 입력 파라미터들로서 통신에서의 그 데이터를 사용하여, 상기 탐색용 파의 전력 레벨이 전송 필드 내의 특정 임계값을 초과한 것에 대한 확인으로 전송기(102)에 응답할 수 있다. 하나 이상의 수신기들은 그 위치의 표시로 전송기(102)에 응답하는 메시지를 전송하도록 구성된 프로세서를 구비할 수 있다. 하나 이상의 수신기들은 저 전력파 전송을 수신할 때 수신기의 위치를 나타내는 메시지들을 생성하도록 구성된 프로세서를 구비하는 전자 디바이스 내에 집적화 되거나(예를 들어, 스마트폰 내) 또는 결합될 수 있다(예를 들어, 스마트폰 백팩). 대안적인 실시예에 있어서, 하나 이상의 수신기들은 수신 통신 신호에 의해 표시되는 수신 전력파들의 특성들에 기초하여 그들 자신의 위치들을 결정할 수 있고, 그것을 전송기(102)로 전송할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하나 이상의 안테나들은 움직임 가능 요소들 상에 고정될 수 있으며, 하나 이상의 안테나 배열들의 각각에 있어서의 하나 이상의 안테나들 간의 거리는, 에너지 포켓 또는 널 공간 중 어느 하나가 주어진 부분에 대한 계산된 SAR 값 및 사전 정의된 SAR 값의 비교 결과에 기초하여 형성되어야 하는, 전송 필드 내의 부분의 위치에 의거하여 동적으로 조정된다. 움직임 가능 요소들은 전송기의 마이크로 프로세서에 의해 제어되는 임의의 기계식 액튜에이터(actuator)들이다. 전송기의 마이크로 프로세서는 전송 필드 내의 부분의 위치를 결정하고, 그 부분의 위치에 기초하여, 안테나가 장착된 기계식 작동기들의 움직임을 제어한다.
하나 이상의 안테나 배열들 각각의 하나 이상의 안테나들은 하나 이상의 안테나들의 배치 때문에 서로 다른 시간에 하나 이상의 전력파들을 전송하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 하나 이상의 안테나 배열들 각각의 하나 이상이 안테나들은 전송기의 마이크로 프로세서에 의해 제어되는 타이밍(timing) 회로의 존재 때문에, 서로 다른 시간에 하나 이상의 전력파들을 전송하도록 구성될 수 있다. 타이밍 회로는 하나 이상의 안테나들의 각각에 대해 다른 전송 시간을 선택하기 위해 사용될 수 있다. 일 예시에 있어서, 마이크로 프로세서는 하나 이상의 안테나들의 각각으로부터 하나 이상의 전송파들의 전송의 타이밍을 가진 타이밍 회로를 사전 구성할 수 있다. 다른 예시에 있어서, 전송기는, 에너지 포켓 또는 널 공간 중 어느 하나가 주어진 부분에 대한, 계산된 SAR 값 및 사전 정의된 SAR 값의 비교 결과에 기초하여 형성되어야 하는 전송 필드 내의 부분의 위치에 의거하여, 극소수의 안테나들로부터의 극소수의 전송파들의 전송을 지연시킬 수 있다.
일 구현에 있어서, 전송기는 스위치에 결합된 안테나 회로를 포함할 수 있으며, 여기서 안테나 배열의 하나 이상의 안테나들 각각은, 전력파들, 에너지 포켓, 또는 널 공간이, 주어진 위치에 대한, 계산된 SAR 값 및 사전 정의된 SAR 값의 비교 결과에 기초하여 형성되거나 전송되어야 할 전송 필드 내의 위치에 의거하여 조정되거나 선택된다. 일 실시예에 있어서, 안테나 배열은, 전력파 방향이 하나 이상의 안테나들의 제1 안테나 세트를 스위칭 온(on)시킴으로써 제1 방향으로 조향될 수 있으며, 안테나 배열의 전력파 방향이 하나 이상의 안테나의 제2 안테나 세트를 스위칭온 함으로써 제2 방향으로 조향될 수 있도록 구성된다. 제2 안테나 세트는 제1 안테나 세트로부터 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있으며, 또는 제2 안테나 세트는 제1 세트로부터 임의의 안테나들을 포함하지 않을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 배열의 전력파 방향은 복수의 방향들 각각에 대해 하나 이상의 안테나들로부터 안테나 세트를 스위칭온 함에 따라 복수의 방향들로 조향될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 안테나 세트 및 제2 안테나 세트에 있어서의 안테나들의 선택은 제1 안테나 세트 및 제2 안테나 세트에 있어서의 안테나들 간의 거리에 기초한다. 일부 실시예들에 있어서, 그 거리는 제1 세트, 제2 세트 또는 임의의 안테나 세트로부터 방출되는 전력파들이 원하는 위치들에 에너지 포켓의 효과적인 전송을 생성하도록 선택된다.
다른 실시예에 있어서, 전송기는 적어도 2개 이상의 안테나 배열들을 구비한다. 일 예시에 있어서, 적어도 2개 이상의 안테나 배열들은 제1 안테나 배열 및 제2 안테나 배열을 구비한다. 일부 실시예들에 있어서, 마이크로 프로세서는 제1 안테나 배열 및 제2 안테나 배열 간의 간격을 제어하도록 구성된다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 안테나 배열 및 제2 안테나 배열 간의 거리는, 에너지 포켓 또는 널 공간 중 어느 하나가 주어진 부분에 대한 계산된 SAR 값 및 사전 정의된 SAR 값의 비교 결과에 기초하여 형성되어야 하는 전송 필드 내의 위치에 의거하여 동적으로 조정된다. 일 실시예에 있어서, 제1 안테나 배열 및 제2 안테나 배열은 평탄 형상일 수 있으며, 적어도 2개 이상의 안테나 배열들 간의 오프셋 거리는 4인치이다.
다른 실시예에 있어서, 전송기는 적어도 2개 이상의 안테나 배열들을 구비한다. 일 예시에 있어서, 적어도 2개 이상의 안테나 배열들은 제1 안테나 배열 및 제2 안테나 배열을 구비한다. 설명의 단순화를 위해 제1 안테나 배열 및 제2 안테나 배열이 설명되고 있음을 알아야 한다; 그러나, 2 개의 안테나 배열들은, 개시된 실시예들의 범위로부터 벗어나지 않고도 시스템에 포함될 수 있다. 제1 안테나 배열 및 제2 안테나 배열의 각각은 하나 이상의 전력파들을 전송하도록 구성된 하나 이상의 행 및 하나 이상의 안테나 열을 구비한다. 일 예시에 있어서, 제1 안테나 배열 및 제2 안테나 배열은 모두 에너지 포켓 또는 널 공간 중 어느 하나가 주어진 부분에 대한, 계산된 SAR 값 및 사전 정의된 SAR 값의 비교 결과에 기초하여 형성되어야 할 전송 필드 내의 위치에 의거하여 동일한 시간에 에너지 포켓의 생성을 위해 사용된다. 다른 예시에 있어서, 제1 안테나 배열 및 제2 안테나 배열 모두는, 에너지 포켓 또는 널 공간 중 어느 하나가 주어진 부분에 대한 계산된 SAR 값 및 사전 정의된 SAR 값의 비교 결과에 기초하여 형성되어야 할 전송 필드 내의 위치에 의거하여 동일한 시간에 널 공간을 생성하는데 사용된다. 다른 예시에 있어서, 제1 안테나 배열 및 제2 안테나 배열 모두는, 에너지 포켓 또는 널 공간 중 어느 하나가 주어진 부분에 대한 계산된 SAR 값 및 사전 정의된 SAR 값의 비교 결과에 기초하여 형성되어야 할 전송 필드 내의 위치에 의거하여 동일한 시간에 에너지 포켓 및 널 공간을 생성하는데 사용된다.
도 1b는 예시적인 실시예에 따른 시스템(100)의 구성 요소들을 도시한다. 예시적인 시스템은 SAR 레벨들이 SAR 임계값을 초과하지 않도록, 그러나, 수신기(103)가 그에 결합된 전자 디바이스(108)를 위해 전력을 포착하고 변환하기 위해 충분한 RF 에너지가 남아있도록, 일정한 에너지 레벨을 유지시키기 위한 하나 이상의 전력파들(104)을 전송하는 구성으로 된다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 위치(105)는 RF 에너지가 SAR 임계값을 초과하는 충분한 RF 에너지를 구비한다. 제2 위치(107)는 전송 필드를 통해 균일한 RF 에너지를 구비하며, SAR 임계값에 부합한다. 전송기(102)는 많은 기법들을 통해 제1 위치(105)의 부합되지 않은 SAR 값을 검출할 수 있다. 예를 들어, 그 전송기(102)가 주어진 거리 간격에서 특정 위치들에 대해 생성 중인 전력파들(104)의 SAR 값을 연속적으로 검출할 수 있다. 이러한 예시들에 있어서, 전송기(102)는, 그 전송기(102)로부터 주어진 거리에 특정 측면 간격으로 위치한 제1 위치(105)가, 그 위치에서 RF에너지가 SAR 값 임계치를 초과할 수 있게하는 특정 특성들을 가지고 전송되는 전력파들(104)을 가지도록 결정할 수 있다. 따라서, 전송기(102)는 전력파들(104)을 조정하여 전송 필드를 가로질러 균일한 에너지 레벨들을 유지하도록 결정할 수 있다.
도 1c는 도 1b에 도시된 예시적인 실시예에 따른, 시스템(100)의 구성 요소들을 도시한다. 도 1c에 있어서, 전송기(102)는 제1 위치(105)에서 SAR 임계값을 초과하는 RF 에너지를 완화시키기 위해, 전송기(102)에 의해 생성되고 전송된 전력파들(104)을 조정했을 수 있다. 이와 같이, 전력파들(104)의 RF 에너지는 전송 필드 전반에 걸쳐 균일하게 유지된다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에 있어서의 에너지 포켓을 형성하는 방법을 도시한다.
제1 단계(202)에서, 전송기(TX)는 전송 필드의 하나 이상의 안테나들로부터 방사된 하나 이상의 전력파들에 대해 전송기의 전송 필드 내의 각 공간 위치에 대한 SAR 값들을 결정한다. 예를 들어, 다른 실시예에 있어서, TX는 전송 필드의 하나 이상의 안테나들로부터 방사된 하나 이상의 전력파들에 대해 전송 필드 내의 각 공간 위치마다 획득된 SAR 값들을 결정한다.
통상의 기술자는 SAR 값들이 몇몇의 파형 파라미터들에 따라 사전 결정되거나 모델링될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 모델들 및 사전 결정된 값들은 메모리에 저장되거나 TX의 프로세서에 사전 프로그래밍되며, 파형 파라미터들은 전력파들을 생성하고, 전송하거나, 조정하는 방법을 결정하는 결과로서 TX에 통지된다. 예를 들어, 전송기는 주파수, 전력 레벨, 안테나 강도, 및 특정 위치가 발견되는 특정 볼륨의 공간에 진입하는 하나 이상의 전력파들의 거리를 사용하는 모델을 사용하여 특정 위치에 대한 SAR 값 샘플을 결정할 수 있다. 이러한 알려진 값들 및 모델들을 사용하여, TX는 위치를 포함하는 볼륨 내의 전력파들에 의해 생성된 전력량을 결정할 수 있다.
다음 단계(204)에서, 전송기는 사전 정의된 SAR 값을 가진 전송 필드의 하나 이상의 안테나들로부터 방사된 하나 이상의 전력파들에 대해 전송 필드 내의 각 공간 위치에 대한 SAR 값들을 비교한다. 일 실시예에 있어서, 사전 정의된 SAR 값은 1.6 와트/킬로그램(W/Kg)이다. 다른 실시예에 있어서, 사전 정의된 SAR 값은 FCC(Federal Communications Commission)에 의해 설정된 임의의 값일 수 있다.
다음 단계(206)에서, 전송기의 마이크로 프로세서는, 사전 정의된 SAR 값과, 전송 필드 내의 각 공간 위치에 대한 SAR 값들 간의 비교값을 분석하고, 그 분석에 기초하여 전송 필드 내의 안전 지역을 식별하기 위해, 하나 이상의 소프트웨어 모듈들을 실행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안전 지역은 계산된 SAR 값이 사전 정의된 SAR 임계 값보다 작은 전송 필드 내의 지역이다.
그 다음, 마이크로 프로세서는 전송기로부터 안전 지역의 거리 및 크기를 결정할 것이며, 안전 지역의 결정 거리 및 크기에 기초하여, 마이크로 프로세서는 하나 이상의 소프트웨어 모듈들을 실행하여, 파형 생성기에 의해 생성될 전력파를 선택하고, 전력파의 출력 주파수를 선택하며, 안테나들의 원하는 간격에 대응하는 하나 이상의 안테나 배열들의 고정된 물리 형상으로부터 안테나들의 서브셋을 선택하여, 안전 지역에 에너지 포켓을 형성한다.
일 실시예에 있어서, 전송기는 안전 지역의 거리 및 크기에 대해 전력파들을 조정할 수 있다. 예를 들어, 전송기는 전송기의 안테나가 전력을 전송하는 위상을 조정할 수 있다. 안테나에 대한 최적의 구성이 식별되면, 전송기의 메모리는 전송기가 그 최고 레벨로 전송되도록 유지시키기 위한 구성들을 저장할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 전송기로부터의 안전 지역의 결정 거리 및 크기에 기초한 전송기의 알고리즘들은 전력파들을 조정할 필요가 있는 시기를 결정할 수 있으며, 또한 전송기 안테나의 구성을 변경할 수 있다. 예를 들어, 전송기는, 안전 지역의 결정 거리 및 크기에 기초하여, 안전 지역에서 수신된 전력이 최대보다 작은지를 결정할 수 있다. 그 다음, 전송기는 전력파들의 위상을 조정할 수 있다.
다음 단계(208)에서, 전송기는 하나 이상의 전력파들을 전송하여, 안전 지역에서 에너지 포켓을 생성하기 위해 전송 필드 내의 안전 지역에 보강적으로 수렴시킬 것이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 널 공간을 형성하기 위한 방법을 도시한다.
제1 단계(302)에 있어서, 전송기(TX)는 전송기의 전송 필드 내의 각 공간 위치에 대한 SAR 값들을 계산한다. 다른 실시예에 있어서, TX는 전송 필드 내의 각 공간 위치에 대해 획득된 SAR 값들을 수신한다.
다음 단계(304)에 있어서, 전송기는 전송 필드 내의 각 공간 위치에 대한 SAR 값들과 사전 정의된 SAR 값을 비교한다. 일 실시예에 있어서, 사전 정의된 SAR 값은 1.6 와트/킬로그램(W/Kg)이다. 다른 실시예에 있어서, 사전 정의된 SAR 값은 FCC(Federal Communications Commission)에 의해 설정된 임의의 값일 수 있다.
다음 단계(306)에 있어서, 전송기의 마이크로 프로세서는 전송 필드 내의 각 공간 위치에 대한 SAR 값들과 사전 정의된 SAR 값 간의 비교를 분석하고, 그 분석에 기초하여 전송 필드 내의 불안전 지역을 식별하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈들을 실행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 불안전 지역은 전송 필드 내의 각 공간 위치에 대한 계산된 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값보다 큰 전송 필드 내의 지역이다.
그 다음, 마이크로 프로세서는 전송기로부터 불안전 지역의 거리 및 크기를 결정할 것이며, 전송기로부터의 불안전 지역의 결정 거리 및 크기에 기초하여, 마이크로 프로세서는 하나 이상의 소프트웨어 모듈들을 실행하여, 파형 생성기에 의해 생성될 전력파를 선택하고, 전력파의 출력 주파수를 선택하고, 안테나들의 원하는 간격에 대응하는 하나 이상의 안테나 배열들의 고정 물리 형상으로부터 안테나들의 서브셋을 결정하여 불안전 지역에서 널 공간을 형성한다..
일 실시예에 있어서, 전송기 알고리즘들에 따라 계산된, 전송기로부터 불안전 지역의 거리 및 크기는, 불안전 지역에 널 공간을 형성하도록 전송기의 안테나들에 의한 전력파들의 생성 및 전송을 가변시킬 수 있다. 예를 들어, 전송기는 전송기의 안테나가 전력을 전송하는 위상을 조정할 수 있다. 안테나에 대한 최적의 구성이 식별될 때, 전송기의 메모리는 전송기가 그 최고 레벨로 전송되도록 유지시키기 위한 구성들을 저장할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 전송기로부터 불안전 지역의 결정 거리 및 크기에 기초한 전송기의 알고리즘들은 전력파들을 조정할 필요가 있는 시기를 결정할 수 있으며, 또한 전송기 안테나들의 구성을 변경할 수 있다.
다음 단계(308)에 있어서, 전송기는 하나 이상의 전력파들을 전송하여, 널 공간을 형성하기 위해 전송 필드 내의 불안전 지역에 상쇄적으로 수렴시킬 것이다. 일 실시예에 있어서, 불안전 지역은 전송기로부터 다수의 전력 전송 신호들을 수신할 수 있다. 다수의 전력 전송 신호들의 각각은 전송기의 다수의 안테나들로부터 전력파들을 구비한다. 이러한 전력 전송 신호들의 합성은 전력파들이 널 공간을 형성하기 위해 함께 상쇄적으로 합해지기 때문에 본질적으로 제로(zero)일 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 적어도 2개 이상의 전력파들이 전송기의 파형 생성기에 의해 생성될 수 있다. 적어도 2개 이상의 전력파들은 다른 주파수들을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 적어도 2개 이상의 전력파들 중 하나의 주파수의 위상 변경은 통합된 전력파의 형성에 결과할 수 있다. 균일 전력파는 전송 필드의 불안전 지역 이외의 지역에 있어서 에너지 포켓의 생성과 함께, 전송 필드의 불안전 지역에 널 공간을 생성할 것일 수 있다.
상술한 방법 설명들 및 프로세스 흐름도들은 단지 예시적인 예들로 제공되며 다양한 실시 예들의 단계들이 제시된 순서대로 실행되어야만 하는 것을 요구하거나 암시하는 것은 아니다. 통상의 기술자라면 알겠지만, 상술한 실시예들에 있어서의 단계들은 임의 순서로 실행될 수 있다. 용어, "그 다음", "다음" 등은 이 단계들의 순서를 제한하기 위한 것이 아니며, 이들 단어들은 단순히 방법의 설명을 통해 독자들을 안내하는데 이용된다. 비록 프로세스 흐름도들이 순차적인 프로세스로서 그 동작을 설명하지만, 많은 동작들은 병렬로 또는 동시에 실행될 수 있다. 또한, 동작들의 순서는 재 배열될 수 있다. 프로세스는 방법, 기능, 절차, 서브루틴, 서브프로그램 등에 대응한다. 프로세스가 기능에 대응할 경우, 그의 종료는 호출 기능(calling function) 또는 주 기능으로의 기능 복귀에 대응한다.
본 명세서에 개시된 실시 예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블럭들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 그의 조합으로 구현될 수 있다. 이러한 하드웨어와 소프트웨어의 교환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 구성 요소들, 블럭들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 그들의 기능성 견지에서 전반적으로 설명되었다. 하드웨어 또는 소프트웨어가 전체 시스템에 부과된 특정 애플리케이션 및 고안 제약들에 의존함에 따라 그러한 기능성이 구현된다. 통상의 기술자라면 각각의 특정 애플리케이션에 대해 여러 방식들로 설명된 기능성을 구현할 수 있지만, 그러한 구현 결정이 본 발명의 범주를 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.
컴퓨터 소프트웨어로 구현된 실시 예들은 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어, 서술 언어들 또는 그들의 임의 조합으로 구현될 수 있다. 코드 세그먼트 또는 기계 실행 가능 명령어들은 절차, 기능, 서브프로그램, 프로그램, 루틴, 서브루틴, 모듈, 소프트웨어 패키지, 클래스 또는 명령들, 데이터 구조들 또는 프로그램 문들(program statement)의 임의 조합을 나타낼 수 있다. 코드 세그먼트는 정보, 데이터, 인수(argument)들, 파라메타들 또는 메모리 컨텐츠를 전달 및/또는 수신함에 의해 또 다른 코드 세그먼트 또는 하드웨어 회로에 결합될 수 있다. 정보, 인수들, 파라미터들, 데이터 등은 메모리 공유, 메시지 전달, 토큰 전달, 네트워크 전송 등을 포함하는 임의 적당한 수단들을 통해 전달되거나, 송신되거나 전송될 수 있다.
이들 시스템들 및 방법들을 구현하는데 이용되는 실제 소프트웨어 코드 또는 전용 제어 하드웨어가 본 발명의 한도은 아니다. 따라서, 시스템들 및 방법들의 동작 및 작용은, 특정 소프트웨어 코드에 대한 참조없이 설명되었으며, 본 명세서에서의 설명에 기초한 시스템들 및 방법들을 구현하도록 소프트웨어 및 제어 하드웨어가 고안될 수 있음을 알 것이다.
그 기능은, 소프트웨어로 구현될 경우, 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 또는 프로세서 판독 가능 저장 매체 상에 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장될 수 있다. 본 명세서에 개시된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 컴퓨터 판독 가능 또는 프로세서 독출 가능 저장 매체 상에 상주할 수 있는 프로세서 실행 가능 소프트웨어 모듈에 내장될 수 있다. 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 또는 프로세서 판독 가능 매체는, 한 곳에서 다른 곳으로 컴퓨터 프로그램의 전달을 용이하게 하는 컴퓨터 저장 매체 및 실감형 저장 매체를 포함한다. 비 일시적 프로세서 판독 가능 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의 이용 가능 매체일 수 있다. 예를 들어, 제한을 위한 것은 아니지만, 그러한 비 일시적 프로세서 판독 가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장, 자기 디스크 저장 또는 다른 자기 저장 디바이스들 또는 원하는 프로그램 코드를 명령어들 또는 데이터 구조들 형태로 저장하는데 이용될 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의 다른 실감형 저장 매체를 구비할 수 있다. 본 명세서에서 이용된 디스크(disk and disc)는 CD(Compact Disc), 레이저 디스크, 광학 디스크, DVD(Digital Versatile Disc), 플로피 디스크 및 블루-레이 디스크를 포함하는데, 디스크(disk)들은 통상적으로 기계적으로 데이터를 재생하고, 디스크(disc)들은 레이저로 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기의 조합들은 컴퓨터 판독 가능 매체의 범주 내에 포함되어야 한다. 추가적으로, 방법 또는 알고리즘의 동작들은 컴퓨터 프로그램 제품 내에 합체될 수 있는 비-일시적 프로세서 판독 가능 수단 및/또는 컴퓨터 판독 가능 수단 상에 코드들 및/또는 명령어들의 세트 또는 그들의 조합으로서 상주할 수 있다.

Claims (20)

  1. 무선 전력 전송 방법에 있어서,
    전송기가, 복수의 SAR(specific absorption rate) 값을 측정하고 - 각 SAR 값은 전송기의 하나 이상의 안테나들로부터 방사된 하나 이상의 전력파들에 대해 전송기의 전송 필드 내의 각 공간 위치에 대응함 - ;
    복수의 SAR 값들 중 제1 측정 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값 임계치를 충족시키지 못하는 전송 필드 내의 선택 공간 위치를 전송기가 결정하고;
    전송기가, 전송 필드 내의 선택 공간 위치에 또는 그 근처에 상쇄적으로 수렴하도록 하나 이상의 전력파들을 전송하는
    무선 전력 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 SAR 값들 중 제2 측정 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값 임계치를 충족시키는 전송 필드 내의 추가 공간 위치를 전송기가 결정하고;
    전송기가, 전송 필드 내의 추가 공간 위치에서 보강적으로 수렴하도록 하나 이상의 전력파들을 전송하는 것을 더 포함하는
    무선 전력 전송 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상쇄적으로 수렴하는 하나 이상의 전력파들의 전송은 전송 필드 내의 선택 공간 위치에 또는 그 근처에 하나 이상의 널 공간들을 형성하는
    무선 전력 전송 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    사전 정의된 SAR 값은 약 1.6 와트/킬로그램(W/Kg)인
    무선 전력 전송 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    전송기의 전송 필드 내의 하나 이상의 수신기들과 관련된 위치에 대한 위치 데이터를 전송기가 수신하는 것을 더 포함하는
    무선 전력 전송 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 전력파들이 전자기파, 전파, 마이크로파, 음향파, 초음파, 및 자기 공진으로 구성된 그룹으로부터 선택된 전력파들을 포함하는
    무선 전력 전송 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    전송기는 하나 이상의 안테나 배열들을 구비하고, 하나 이상의 안테나 배열들의 각 안테나 배열은 하나 이상의 안테나들을 구비하는
    무선 전력 전송 방법.
  8. 무선 전력 전송 방법에 있어서,
    전송기가, 복수의 SAR(specific absorption rate) 값들을 결정하고 - 각 SAR 값은 전송기의 하나 이상의 안테나들로부터 방사된 하나 이상의 전력파들에 대해 전송기의 전송 필드 내의 각 공간 위치에 대응함 - ;
    제1 측정 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값 임계치를 충족시키지 못하는 전송 필드 내의 선택 공간 위치를 전송기가 결정하고;
    제2 측정 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값 임계치를 충족시키는 전송 필드 내의 추가 공간 위치를 전송기가 결정하고;
    전송기가, 전송 필드 내의 선택 공간 위치에 또는 그 근처에 상쇄적으로 수렴하도록 하나 이상의 전력파들을 전송하고;
    전송기가, 하나 이상의 전력파들을 전송하여, 전송 필드 내의 추가 공간 위치에 에너지 포켓을 형성하기 위해 보강적으로 수렴시키는
    무선 전력 전송 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    사전 정의된 SAR 값은 약 1.6 와트/킬로그램(W/Kg)인
    무선 전력 전송 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    하나 이상의 전력파들이 전자기파, 전파, 마이크로파, 음향파, 초음파, 및 자기 공진으로 구성된 그룹으로부터 선택된 전력파들을 포함하는
    무선 전력 전송 방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    전송기는 하나 이상의 안테나 배열들을 구비하며, 하나 이상의 안테나 배열들의 각 안테나 배열은 하나 이상의 안테나들을 구비하는
    무선 전력 전송 방법.
  12. 무선 전력 전송 시스템에 있어서,
    하나 이상의 전송기들과,
    하나 이상의 안테나 배열들을 구비하되,
    하나 이상의 전송기들의 각 전송기는, 복수의 SAR(specific absorption rate) 값들을 측정하고 - 각 SAR 값은 전송기의 전송 필드 내의 각 공간 위치에 대응함 - , 제1 측정 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값 임계치를 충족시키는 전송 필드 내의 선택 공간 위치를 결정하는 마이크로 프로세서를 구비하고,
    하나 이상의 안테나 배열들의 각 안테나 배열은 전력파들을 전송하여, 전송 필드 내의 선택 공간 위치에 또는 그 근처에 널 공간을 형성하기 위해 상쇄적으로 수렴시키도록 구성된 하나 이상의 안테나들을 구비하는
    무선 전력 전송 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    마이크로 프로세서는,
    제1 측정 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값 임계치를 충족시키지 못한다는 결정에 따라, (i) 각 안테나들 간에 원하는 형상 및 공간을 형성하기 위해 하나 이상의 안테나 배열들의 각각으로부터 각 안테나들을 선택하고 (ii) 하나 이상의 전력파들의 출력 주파수를 선택하며;
    선택된 출력 주파수를 사용하는 선택된 각 안테나들을 통해 하나 이상의 전력파들을 전송하여, 하나 이상의 전력파들을 전송 필드의 선택 공간 위치에 또는 그 근처에 널 공간을 형성하기 위해 상쇄적으로 수렴시키도록 구성되는
    무선 전력 전송 시스템.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    마이크로 프로세서는,
    복수의 SAR 값들 중 제2 측정 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값 임계치를 충족시키는 전송 필드 내의 추가 공간 위치를 결정하고;
    제2 측정 SAR 값이 사전 정의된 SAR 값 임계치를 충족시킨다는 결정에 따라, (i) 각 안테나들 간에 원하는 형상 및 공간을 형성하도록 하나 이상의 안테나 배열들의 각각으로부터 각 안테나들을 선택하고 (ii) 하나 이상의 전력파들의 출력 주파수를 선택하며;
    선택된 출력 주파수를 사용하는 선택된 각 안테나들을 통해 하나 이상의 전력파들을 전송하여, 하나 이상의 전력파들을 전송 필드 내의 추가 공간 위치에 에너지 포켓을 형성하기 위해 보강적으로 수렴시키도록 구성되는
    무선 전력 전송 시스템.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    사전 정의된 SAR 값은 약 1.6 와트/킬로그램(W/Kg)인
    무선 전력 전송 시스템.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 전력파들이 마이크로 프로세서에 의해 연속적으로 가변되는 주파수를 가지는 처프파들을 구비하는
    무선 전력 전송 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    추가 공간 위치는 수신기와 관련된 목표 전자 디바이스를 충전시키는 하나 이상의 전력파들로부터 에너지를 수신하도록 구성된 하나 이상의 안테나들을 구비하는 수신기를 포함하는
    무선 전력 전송 시스템.
  18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 안테나들 중 적어도 하나의 안테나는 평면 안테나(flat antenna), 패치 안테나(patch antenna), 및 다이폴 안테나(dipole antenna)로 구성된 그룹으로부터 선택되고,
    적어도 하나의 안테나의 높이는 약 1/8 인치 내지 약 1인치이고,
    적어도 하나의 안테나의 폭은 약 1/8인치 내지 약 1인치인
    무선 전력 전송 시스템.
  19. 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 전송기들의 하나 이상의 안테나 배열 각각의 하나 이상의 안테나들의 각각은 단일 배열(single array), 페어 배열(pair array), 및 쿼드 배열(quad array) 중 적어도 하나의 배열로 포켓 형성의 다중채널 동작을 할 수 있게 하는 독립적인 주파수들에서 동작하도록 구성되는
    무선 전력 전송 시스템.
  20. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 전력파들은 전자기파, 전파, 마이크로파, 음향파, 초음파, 및 자기 공진으로 구성된 그룹으로부터 선택된 전력파들을 포함하는
    무선 전력 전송 시스템.
KR1020187021892A 2015-12-29 2016-12-29 무선 전력 전송 시스템에서 전력파를 생성하기 위한 시스템 및 방법 KR102666650B1 (ko)

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WO2023229198A1 (ko) * 2022-05-24 2023-11-30 삼성전자 주식회사 인체를 검출하는 무선 전력 송신 장치 및 동작 방법

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