CN103270672B - 用于使用带内通信的无线电力发送和接收的系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种使用带内通信的无线电力发送器和接收器及其方法。在一实施例中，一种使用带内通信的无线电力发送器可包括：源谐振单元，包括构造为将无线电力发送至一个或多个带内谐振器的源谐振器；源控制器，构造为控制源谐振器的谐振频率和阻抗，检测带内谐振器中的位于与无线电力接收器对应的位置中的带内谐振器，并产生检测的带内谐振器的控制信号；带内谐振单元，构造为通过所述一个或多个带内谐振器接收和解调与无线电力接收器相关的识别信息，并通过与无线电力接收器对应的带内谐振器发送无线电力和发送数据。

Description

用于使用带内通信的无线电力发送和接收的系统
技术领域
以下描述涉及使用带内通信的无线电力发送和接收。
背景技术
随着对于便携式电子装置的需求急剧增加，有线电源已变得不方便。已进行对于无线电力传输的研究，以克服有线电源的不方便和传统电池的有限容量。一种传统的无线电力传输技术使用包括提供电力的源和接收电力的目标的射频（RF）装置的谐振特性。
发明内容
技术方案
根据一个总体方面，一种使用带内通信的无线电力发送器可包括：源谐振单元，包括构造为将无线电力发送至一个或多个带内谐振器的源谐振器；源控制器，构造为控制源谐振器的谐振频率和阻抗，检测带内谐振器中的位于与无线电力接收器对应的位置中的带内谐振器，并产生检测的带内谐振器的控制信号；带内谐振单元，构造为通过所述一个或多个带内谐振器接收和解调与无线电力接收器相关的识别信息，并通过与无线电力接收器对应的带内谐振器发送无线电力和发送数据。
所述无线电力发送器还可包括：功率转换单元，构造为基于预定开关脉冲信号将预定电平的DC电压转换为AC电；功率放大器，构造为将所述AC电放大至至少预定值的AC电；匹配控制器，构造为基于解调的识别信息设置将发送放大的AC电的源谐振器的阻抗匹配频率和谐振带宽。
带内谐振单元可包括：包括带内谐振器的阵列的阵列谐振器，一个或多个带内谐振器被构造为将无线电力和发送数据发送至对应的预定区域；调制器，构造为通过控制带内谐振器的开关来调制发送数据；解调器，构造为解调从无线电力接收器接收的接收数据；带内谐振器控制器，构造为控制发送数据的调制和接收数据的解调。
带内谐振器可位于源谐振器与目标谐振器之间，以增加源谐振器与目标谐振器之间的无线电力传输距离。
阵列谐振单元可被构造为通过一个或多个带内谐振器从无线电力接收器接收接收数据。
阵列谐振单元可被构造为闭合带内谐振器中的发送无线电力的带内谐振器的开关，并断开其余带内谐振器。
调制器可被构造为闭合和断开带内谐振器中的预定数量的带内谐振器。
调制器可被构造为通过闭合和断开带内谐振器来执行发送数据的模拟调制或数字调制。
源控制器被可构造为接收解调的接收数据以确定是否对无线电力接收器进行充电，并且产生与无线电力接收器对应的带内谐振器的控制信号以使无线电力通过该带内谐振器被发送。
无线电力和发送数据可被同时发送。
根据另一总体方面，一种使用带内通信的无线电力接收器可包括：目标谐振单元，被构造为从带内谐振器接收无线电力和包括唤醒信号的接收数据；解调器，被构造为解调包括唤醒信号的接收数据；调制器，被构造为调制包括对于唤醒信号的响应信号、充电请求信号和被唤醒的目标谐振器的标识符ID的发送数据；目标控制器，被构造为控制阻抗以执行源谐振器、带内谐振器和唤醒的目标谐振器之间的阻抗匹配。
所述无线电力接收器还可包括：功率确定单元，被构造为基于接收数据确定是否唤醒目标谐振器以及是否对负载进行充电。
目标谐振单元可被构造为将调制的发送数据发送至带内谐振器。
根据另一总体方面，一种使用带内通信的发送无线电力的方法可包括如下步骤：通过带内谐振器接收与无线电力接收器相关的识别信息；对接收的识别信息进行解调；基于解调的识别信息，控制源谐振器的阻抗和谐振频率；通过磁耦合将无线电力从源谐振器发送至带内谐振器；通过带内谐振器中的与无线电力接收器对应的带内谐振器发送无线电力和发送数据。
所述方法还可包括如下步骤：检测带内谐振器中的与无线电力接收器对应的带内谐振器，并产生检测的带内谐振器的控制信号。
发送无线电力和发送数据的步骤可包括：通过带内谐振器的开关的闭合和断开，来对发送数据进行调制；对从无线电力接收器接收的接收数据进行解调；经由通过形成带内谐振器的阵列而构造的阵列带内谐振器，将无线电力和发送数据发送至预定区域。
无线电力和发送数据可被同时发送。
根据另一总体方面，一种使用带内通信的接收无线电力的方法可包括如下步骤：从带内谐振器接收无线电力和包括唤醒信号的接收数据；对包括唤醒信号的接收数据进行解调；对包括对于唤醒信号的响应信号、充电请求信号和被唤醒的目标谐振器的标识符ID的发送数据进行调制；控制用于执行源谐振器、带内谐振器和唤醒的目标谐振器之间的阻抗匹配的阻抗。
所述方法还可包括如下步骤：基于接收数据确定是否唤醒目标谐振器以及是否对负载进行充电。
无线电力和接收数据通过磁耦合被接收。
其它特点和方面可从下面的详细描述、附图和权利要求变得清楚。
附图说明
图1是示出使用带内通信的无线电力发送器的框图。
图2是示出带内谐振单元的示图。
图3是示出使用带内谐振器的调制的示图。
图4是示出带内谐振器的调制和解调的示图。
图5是示出使用带内谐振器的发送数据的调制的示图。
图6是示出使用带内通信的无线电力接收器的框图。
图7是示出在源谐振器、带内谐振器和目标谐振器之间的无线电力流和数据流的示图。
图8是示出使用带内通信的无线电力发送方法的流程图。
图9是示出使用带内通信的无线电力接收方法的流程图。
图10是示出具有二维（2D）结构的谐振器的示图。
图11是示出具有三维（3D）结构的谐振器的示图。
图12是示出构造为大体积类型（bulky type）的用于无线电力传输的谐振器的示图。
图13是示出构造为空心类型的用于无线电力传输的谐振器的示图。
图14是示出使用平行板的用于无线电力传输的谐振器的示图。
图15是示出包括分布式电容器的用于无线电力传输的谐振器的示图。
图16a是示出由2D谐振器使用的匹配器的示图。
图16b是示出由3D谐振器使用的匹配器的示图。
图17是图10的用于无线电力传输的谐振器的一个等效电路的示图。
贯穿附图和详细描述中，除非另外描述，否则相同的附图标号应该被理解为指示相同的元件、特征和结构。为了清晰、说明和方便，可能夸大这些元件的相对大小和描述。
具体实施方式
提供以下详细描述以帮助读者全面理解这里描述的方法、设备和/或系统。因此，这里描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同物可被推荐给本领域的普通技术人员。描述的处理步骤和/或操作的进行是一个示例；然而，步骤和/或操作的顺序不限于这里阐述的顺序，而可以如本领域已知的那样改变，除非步骤和/或操作必须以特定顺序发生。此外，为了增加清晰和简明，可省略公知功能和结构的描述。
在使用谐振特性的无线电力传输中，可基于无线电力发送器与无线电力接收器之间的谐振频率匹配和阻抗匹配来确定传输效率。可使用阻抗跟踪方案和/或谐振频率跟踪方案来执行阻抗匹配和谐振频率匹配。例如，单独通信装置和监控装置可被用于执行跟踪方案。可从附加的电路发生功率损耗，且可增加制作处理的复杂度，并因此存在无需附加电路的跟踪方案的需求。
如这里使用的术语“带内（in-band）”通信表示信息（诸如例如控制信息、数据和/或元数据）以与电力传输所使用的频带相同的频带和/或与电力传输所使用的信道相同的信道发送的通信。根据一个或多个实施例，频率可以是谐振频率。
图1示出使用带内通信的无线电力发送器。
由无线电力发送器发送的无线电力可包括谐振功率。例如，无线电力发送器可包括发送无线电力的源谐振器，无线电力接收器可包括接收无线电力的目标谐振器。
如所示出的，使用带内通信的无线电力发送器可包括功率转换单元110、功率放大器120、匹配控制器130、源谐振单元140、源控制器150和带内谐振单元160。
功率转换单元110可构造为从外部电压源接收能量，以产生谐振功率。例如，可设置电插头。功率转换单元110可包括交流（AC）至AC（AC/AC）转换器、AC至直流（DC）（AC/DC）转换器和/或（DC/AC）逆变器。AC/AC转换器可被构造为将从外部装置输入的AC信号的信号电平调整至期望的电平。例如，AC/DC转换器可通过对从AC/AC转换器输出的AC信号进行整流来输出预定电平的DC电压。DC/AC逆变器可通过对从AC/DC转换器输出的DC电压进行快速开关来产生AC信号（即，几兆赫（MHz）至几十MHz的频带）。
功率放大器120可构造为将无线电力放大至预定值。所述预定值可基于包括在无线电力传输时发生的噪声和失真的传输效率确定。无线电力可以是AC功率信号。
匹配控制器130可设置源谐振器的谐振带宽或源谐振器的阻抗匹配频率。例如，匹配控制器130可基于源控制器150的控制信号设置源谐振器的谐振带宽和源谐振器的阻抗匹配频率。
在一些实施例中，匹配控制器130可包括源谐振带宽设置单元和源匹配频率设置单元中的至少一个。源谐振带宽设置单元可设置源谐振器的谐振带宽。源匹配频率设置单元可设置源谐振器的阻抗匹配频率。例如，可基于源谐振器的谐振带宽的设置或源谐振器的阻抗匹配频率的设置而确定源谐振器的Q因子。
由于诸如例如源谐振器和目标谐振器之间的距离改变、源谐振器和目标谐振器中的至少一个谐振器的位置的改变等的外部影响，导致可发生源谐振器与目标谐振器之间的阻抗不匹配。阻抗不匹配可能是电力传递效率降低的直接原因。
匹配控制器130可检测部分反射和返回的与发送信号对应的反射波，可确定已发生了阻抗不匹配，并且可执行阻抗匹配。例如，匹配控制器130可将在反射波的波形中具有最小幅度的频率确定为谐振频率。
源谐振单元140可包括例如经由磁耦合将无线电力发送到带内谐振器的源谐振器。可通过经源谐振器传播的波来无线地发送功率。源谐振单元140可包括通过形成多个源谐振器的阵列而构造的阵列源谐振器，其中，多个带内谐振器中的每一个将无线电力发送至对应的预定区域。例如，所述阵列可被形成为使源谐振器与所述多个带内谐振器中的一个或多个匹配。
磁耦合可包括电磁感应。带内谐振器可使用与源谐振器与目标谐振器之间的谐振频率相同的谐振频率。
带内谐振器可位于源谐振器与目标谐振器之间。带内谐振器可将从源谐振器接收的无线电力发送至目标谐振器。
可基于源谐振器与目标谐振器之间的互感系数确定耦合系数，而所述互感系数可基于源谐振器与目标谐振器之间的距离并基于这两个谐振器的大小来确定。当带内谐振器位于源谐振器与目标谐振器之间时，基于无线电力传输距离的耦合系数和传输效率可增加。
随着源谐振器与目标谐振器之间的耦合系数增加，经磁耦合的无线电力传输效率可增加。当与未使用带内谐振器的情况相比时，无线电力传输距离（即，源谐振器能够以大于预定效率的效率发送无线电力的距离）可增加。
带内谐振器可基于相同谐振频率发送数据。带内谐振器可基于带内通信发送数据。即，带内通信可包括按谐振频率与无线电力接收器进行数据的发送和接收。带外（out-band）通信可包括经由分配给数据通信的频率与谐振接收器进行数据的发送和接收。
源控制器150可被构造为控制源谐振器的阻抗和谐振频率。源控制器150可经由带内谐振器接收与无线电力接收器相关的识别信息。源控制器150可基于所述识别信息控制匹配控制器130，以使无线电力发送器与无线电力接收器之间的阻抗和谐振频率匹配。所述关于无线电力接收器的识别信息可包括无线电力接收器的位置、电池的充电程度、与是否请求充电相关的信息和/或标识符（ID）等。
源控制器150可检测多个带内谐振器中的位于与无线电力接收器对应的位置的带内谐振器。源控制器150可产生检测到的带内谐振器的控制信号。所述多个带内谐振器可形成阵列，并且可位于源谐振器与目标谐振器之间。因此，源控制器150可检测位于与包括目标谐振器的无线电力接收器对应的位置的带内谐振器。源控制器150可操作检测到的带内谐振器，以将无线电力发送至目标谐振器。
源控制器150可从带内谐振单元160接收经解调的接收数据，并且可确定是否对无线电力接收器进行充电。源控制器150可产生带内谐振器的控制信号，以通过带内谐振器将无线电力发送至被确定为将充电的无线电力接收器。
带内谐振单元160可被构造为使用带内谐振器接收并解调与无线电力接收器相关的识别信息。带内谐振单元160可通过多个带内谐振器中的与无线电力接收器对应的带内谐振器，同时发送无线电力和发送数据。
发送数据可包括无线电力发送器发送至无线电力接收器的数据，接收数据可包括无线电力发送器从无线电力接收器接收的数据。
例如，发送数据可包括源谐振器的标识符（ID）、带内谐振器的ID、请求目标谐振器的ID的目标谐振器ID请求信号、请求包括目标谐振器的无线电力接收器的ID的无线电力接收器ID请求信号和/或请求与无线电力接收器相关的状态信息的状态请求信息等。接收数据可包括表示接收了发送数据的确认（ACK）信号、目标谐振器的ID、包括目标谐振器的无线电力接收器的ID、与无线电力接收器相关的状态信息和/或充电请求信号等。
发送数据和接收数据还可包括用于阻抗匹配的信息。用于阻抗匹配的信息可包括例如源谐振器与目标谐振器之间的距离、源谐振器与目标谐振器之间的负载阻抗之差、从源谐振器辐射至目标谐振器的波的发射系数、电力传输增益和/或耦合系数等。
带内谐振单元160可包括阵列谐振单元161、调制器163、解调器165和带内谐振器控制器167。
阵列谐振单元161可被构造为多个带内谐振器的阵列，而所述多个带内谐振器中的一个或多个被构造为将无线电力和发送数据发送至对应的预定区域。例如，可对所述多个带内谐振器中的每一个，分配无线电力被发送到的预定区域。
阵列谐振单元161可基于带内谐振器控制器167的控制信号控制在所述阵列中的一个或多个带内谐振器以发送无线电力或控制在所述阵列中的几个带内谐振器以发送无线电力。
阵列谐振单元161可发送已被调制器163调制的发送数据。阵列谐振单元161可经由所述多个带内谐振器从无线电力接收器接收接收数据。阵列谐振单元161可基于带内谐振器控制器167的控制信号，将所述多个带内谐振器中的发送无线电力的带内谐振器的开关闭合，并且可将不发送无线电力的其余带内谐振器的开关断开。
调制器163可通过使所述多个带内谐振器的开关闭合和断开，来调制发送数据。包括在阵列中的带内谐振器可位于阵列中的不同位置。调制器163可通过使每一个带内谐振器的开关闭合和断开来产生具有不同相位的信号，从而可产生I/Q（同相/正交相位）信号。调制器163可基于带内谐振器控制器167的控制信号，控制每一个带内谐振器的开关操作。将参照图2至图5来进一步描述该过程。
调制器163可通过使所述多个带内谐振器中的例如几个带内谐振器闭合和断开来调制发送数据。调制器163还可通过这几个带内谐振器的开关操作调制发送数据。调制情况的数量可基于带内谐振器的数量而确定。
另外，调制器163可通过使所述多个带内谐振器的开关闭合和断开来执行对于发送数据的模拟调制或数字调制。调制器163可控制带内谐振器的开关操作以执行数字调制（例如，幅移键控（ASK）方案、频移键控（FSK）方案和相移键控（PSK）方案）。调制器163可控制带内谐振器的开关操作以例如使用幅度调制方案、频率调制方案、相位调制方案或其它调制方案执行模拟调制。
解调器165可解调从无线电力接收器接收的接收数据。解调器165可解调由无线电力接收器调制并发送的接收数据。解调器165可以以与无线电力接收器的调制顺序相反的顺序解调接收数据。解调器165可将解调的接收数据发送至源控制器150。
带内谐振器控制器167可被构造为控制发送数据的调制和接收数据的解调。带内谐振器控制器167可控制带内谐振器的开关操作。带内谐振器控制器167可基于由源控制器150产生的控制信号控制带内谐振器的开关操作以调制发送数据。带内谐振器控制器167可控制解调器165，以使解调的接收数据被发送到源控制器150。
在一个或多个实施例中，源谐振器、带内谐振器和/或目标谐振器可被构造为螺旋线圈结构的谐振器（helix coil structured resonator）、涡旋线圈结构的谐振器（spiral coil structured resonator）、元结构的谐振器（meta-structured resonator）等。
在此公开的谐振器的实施例的一个或多个材料可以是超材料。自然界中发现的许多材料的电磁特性是这些材料具有唯一的磁导率或唯一的介电常数。大多数材料通常具有正磁导率或正介电常数。因此，对于这些材料，右手定则可应用于电场、磁场和指向矢量，因此，相应的材料可被称为右手材料（RHM）。
另一方面，具有自然界中通常未曾发现的磁导率或介电常数的材料或者人工设计（或人为制造）的材料在这里可被称为“超材料”。超材料可基于相应的介电常数或磁导率的符号被分类为ε负（ENG）材料、μ负（MNG）材料、双负（DNG）材料、负折射率（NRI）材料、左手材料（LHM）等。磁导率可指示在相应的材料中关于给定磁场产生的磁通量密度与在真空状态下关于给定磁场产生的磁通量密度之间的比率。在一些实施例中，磁导率和介电常数可用于确定相应材料在给定频率或给定波长的传播常数。相应材料的电磁特性可基于磁导率和介电常数来确定。根据一个方面，可在没有显著的材料尺寸改变的情况下容易地将超材料设置在谐振状态下。这对于例如相对大波长区域或相对低频率区域来说可以是实用的。
在使用带内通信的无线电力发送和接收系统中的源谐振器、带内谐振器和目标谐振器可被构造为参照图10至17所描述的结构。
图2示出带内谐振单元。
参照图2，源谐振器210可将无线电力发送至带内谐振单元220，其中，所述无线电力的阻抗和谐振频率经由匹配控制器130被匹配。
带内谐振单元220可包括具有带内谐振器221和223的阵列的阵列谐振单元。带内谐振器221和带内谐振器223可从源谐振器210接收无线电力。带内谐振器223可将无线电力发送至目标谐振器230。目标谐振器230可将接收的无线电力发送至负载231以对负载进行充电。
如所示出的，带内谐振器控制器167可闭合与目标谐振器230所位于的位置对应的带内谐振器223的开关。
调制器163可对向无线电力接收器请求识别信息的发送数据进行调制。带内谐振器221和带内谐振器223可发送经调制的发送数据。带内谐振器223可从目标谐振器230接收包括识别信息的接收数据。
解调器165可解调包括识别信息的接收数据。源控制器150可基于经解调的接收数据确定目标谐振器230和与目标谐振器230对应的带内谐振器223的位置。
源控制器150可产生控制信号，以使无线电力经由带内谐振器223发送。带内谐振器控制器167可基于控制信号控制带内谐振器223的开关操作。因此，无线电力发送器可使用与目标谐振器对应的带内谐振器发送无线电力。
无线电力发送器可基于时间使用源谐振器分配预定无线电力，以使预定无线电力发送至多个带内谐振器。因此，多个无线电力接收器可被充电。多个无线电力接收器可通过相对小量的无线电力而被充电，因此可降低由无线电力发送器中的高频谐波引起的功率损耗。
无线电力发送器可使用带内谐振器发送无线电力，因此可增加无线电力的发送的范围。随着发送无线电力的谐振器与接收功率的谐振器之间的距离减小，耦合系数增加。
随着耦合系数增加，无线电力传输效率相应地增加。因此，当源谐振器被假设为发送与现有技术的情况相同的无线电力时，与现有技术的情况相比较，通过带内谐振器，传输效率可增加并且发送的范围可增加。
图3示出使用带内谐振器的调制。
参照图3，通过带内谐振器330和340的开关的闭合和断开操作调制的信号可分别被标记为与I/Q信号相关的图上的点310和320。包括在阵列谐振单元中的多个带内谐振器的位置可相互不同。因此，通过开关操作在每一个带内谐振器中调制的信号的幅度和相位可不同。一般，本地振荡器可被用于产生I/Q信号。在带内谐振单元的情况下，例如可通过执行带内谐振器的开关操作而产生I/Q信号。
图4示出带内谐振器的调制和解调。
调制器163可通过带内谐振器420的开关操作410来调制发送数据。发送数据可基于带内谐振器的开关是闭合还是断开而被调制。解调器165可执行对于接收数据的DC整流，并且可恢复调制的信号以解调接收数据。
图5示出使用带内谐振器的发送数据的调制。
第一源谐振器510可发送无线电力。当带内谐振器520的开关断开时，无线电力可以是具有幅度A0和相位Φ0的正弦波。当无线电力表示为比特时，该比特可以是“0”。在该示例中，调制为“0”的数据可具有幅度A1和相位Φ1。幅度A1和相位Φ1可基于带内谐振器520在阵列中的位置而不同。包括幅度和相位的经调制的数据可被表示为在I/Q信号图上的点530。
第二源谐振器540可发送无线电力。当带内谐振器550的开关闭合时，无线电力可以是具有幅度A0和相位Φ0的正弦波。当无线电力表示为比特时，该比特可以是“1”。在该示例中，调制为“1”的数据可具有幅度A2和相位Φ2。幅度A2和相位Φ2可基于带内谐振器550在阵列中的位置而不同。包括幅度和相位的经调制的数据可被表示为在I/Q信号图上的点560。
调制器163可通过执行每一个带内谐振器的开关操作来调制发送数据。例如，当使用两个带内谐振器时，调制器163可将发送数据调制为四种情况，例如，00、01、10和11。
图6示出使用带内通信的无线电力接收器600。
使用带内通信的无线电力接收器600可包括目标谐振单元610、解调器620、整流单元630、感测单元640、目标控制器650和调制器660。
目标谐振单元610可从带内谐振器接收无线电力和包括唤醒信号的接收数据。唤醒信号可包括在目标谐振器发送发送数据时使用的最小功率信号。
目标谐振单元610可从带内谐振器经由目标谐振器接收无线电力和接收数据。接收数据可包括无线电力接收器600从无线电力发送器接收的数据，发送数据可包括无线电力接收器600发送至无线电力发送器的数据。
接收数据可包括源谐振器的ID、带内谐振器的ID、请求目标谐振器的ID的目标谐振器ID请求信号、请求包括目标谐振器的无线电力接收器的ID的无线电力接收器ID请求信号和/或请求与无线电力接收器相关的状态信息的状态请求信息等。发送数据可包括表示接收了接收数据的ACK信号、目标谐振器的ID、包括目标谐振器的无线电力接收器的ID、与无线电力接收器相关的状态信息和/或充电请求信号等。
目标谐振单元610可将由调制器660调制的发送数据发送至带内谐振器。
解调器620可解调包括唤醒信号的接收数据。解调器620可解调通过带内谐振器调制的接收数据。无线电力接收器600可基于解调的接收数据将与无线电力接收器600相关的识别信息发送至无线电力发送器。与无线电力接收器600相关的识别信息可包括无线电力接收器600的位置、电池的充电程度、与是否请求充电相关的信息和/或ID等。
整流单元630可包括被构造为将经由目标谐振器接收的无线电力整流为DC电压的整理器。整流的DC电压可被发送至负载670，且可对负载670进行充电。整流单元630可例如包括AC-DC转换器和DC-DC转换器。AC-DC转换器可通过对由目标谐振器接收的AC信号进行整流来产生DC信号，并且DC-DC转换器可调整DC信号的信号电平并且可将额定电压提供给装置或负载670。
感测单元640可被构造为确定或感测经由目标谐振器接收的无线电力的反射波。与感测的无线电力的反射波相关的信息可被发送至目标控制器650。目标控制器650可基于与感测的反射波相关的信息执行目标谐振器、带内谐振器和源谐振器之间的阻抗匹配和谐振匹配。
目标控制器650可控制阻抗以执行源谐振器、带内谐振器和唤醒的目标谐振器之间的阻抗匹配。目标控制器650可设置目标谐振器的谐振带宽和目标谐振器的阻抗匹配频率中的至少一个。
在一些实施例中，目标控制器650可包括目标谐振带宽设置单元和目标匹配频率设置单元中的至少一个。目标谐振带宽设置单元可设置目标谐振器的谐振带宽。目标匹配频率设置单元可设置目标谐振器的阻抗匹配频率。例如，目标谐振器的Q因子可基于目标谐振器的谐振带宽的设置或目标谐振器的阻抗匹配频率的设置来确定。
调制器660可调制包括对于唤醒信号的响应信号、充电请求信号和唤醒目标的ID的发送数据。
并且，在一些实施例中，无线电力接收器600还可包括功率确定单元，该功率确定单元基于接收数据确定是否唤醒无线电力接收器以及是否对负载进行充电。
图7是示出在源谐振器、带内谐振器和目标谐振器之间的无线电力流和数据流的示图。
如图7的上部所示，源谐振器可随着时间连续发送无线电力。例如，源谐振器的无线电力可发送至带内谐振器。无线电力可直接发送至目标谐振器。
源谐振器的初始无线电力可以是唤醒功率信号701，以唤醒带内谐振器、目标谐振器1、目标谐振器2和目标谐振器3。唤醒功率信号可包括在谐振器发送和接收数据时所使用的最小功率信号。当带内谐振器被唤醒时，带内谐振器可调制和发送发送数据703。发送数据703可包括源谐振器的ID、带内谐振器的ID、请求目标谐振器的ID的目标谐振器ID请求信号、请求无线电力接收器的ID的无线电力接收器ID请求信号和/或请求与无线电力接收器相关的状态信息的状态请求信息等。
目标谐振器1可从对应的带内谐振器接收发送数据，并且可发送包括表示已接收了发送数据的ACK信号、目标谐振器1的ID、包括目标谐振器1的无线电力接收器的ID、与无线电力接收器相关的状态信息和/或充电请求信号等的数据705。
目标谐振器2可从对应的带内谐振器接收发送数据，并且可发送包括表示已接收了发送数据的ACK信号、目标谐振器2的ID、包括目标谐振器2的无线电力接收器的ID、与无线电力接收器相关的状态信息和/或充电请求信号等的数据707。
目标谐振器3可从对应的带内谐振器接收发送数据，并且可发送包括表示已接收了发送数据的ACK信号、目标谐振器3的ID、包括目标谐振器3的无线电力接收器的ID、与无线电力接收器相关的状态信息和/或充电请求信号等的数据709。
带内谐振器可从目标谐振器1、目标谐振器2和目标谐振器3接收包括对应的目标谐振器的ID、与对应的无线电力接收器相关的状态信息和充电请求信号的接收数据711。
位于与目标谐振器1对应的位置中的带内谐振器可发送发送数据713和无线电力。目标谐振器1可执行无线电力的接收717和可对负载1进行充电。当完成负载1的充电时，目标谐振器1可将完成信号719发送至对应的带内谐振器。对应的带内谐振器可执行完成信号719的接收715。例如，位于分别对应于目标谐振器2和目标谐振器3的位置的带内谐振器的开关可被断开，因此目标谐振器2和目标谐振器3可不接收无线电力。
位于与目标谐振器2对应的位置中的带内谐振器可发送发送数据715和无线电力。目标谐振器2可执行无线电力的接收725和可对负载2进行充电。当完成负载2的充电时，目标谐振器2可将完成信号727发送至对应的带内谐振器。对应的带内谐振器可执行完成信号727的接收723。例如，位于分别对应于目标谐振器1和目标谐振器3的位置的带内谐振器的开关可被断开，因此目标谐振器1和目标谐振器3可不接收无线电力。
位于与目标谐振器3对应的位置中的带内谐振器可发送发送数据729和无线电力。目标谐振器3可执行无线电力的接收733和可对负载3进行充电。当完成负载3的充电时，目标谐振器3可将完成信号735发送至对应的带内谐振器。对应的带内谐振器可执行完成信号735的接收731。例如，位于分别对应于目标谐振器1和目标谐振器2的位置的带内谐振器的开关可被断开，因此目标谐振器1和目标谐振器2可不接收无线电力。
无线电力发送器可控制位于与目标谐振器对应的位置中的带内谐振器，以发送无线电力和发送数据。例如，无线电力发送器可以按等间隔将无线电力发送至目标谐振器1、目标谐振器2和目标谐振器3，因此无线电力发送器可提供平均来看在连续发送无线电力时可获得的效果。因此，多个无线电力接收器可通过相对小量的电源被充电。
图8示出使用带内通信的无线电力发送方法。
在操作810，使用带内通信的无线电力发送器可经由带内谐振器接收与无线电力接收器相关的识别信息。带内谐振器可基于带内通信从无线电力接收器接收识别信息。带内通信可包括以谐振频率与无线电力接收器进行数据的发送和接收。例如，与无线电力接收器相关的识别信息可包括无线电力接收器的位置、电池的充电程度、与是否请求充电相关的信息和/或ID等。
在操作820，无线电力发送器可调制接收的识别信息。使用带内通信的无线电力发送器可以以与无线电力接收器的调制顺序相反的顺序解调接收数据。
在操作830，无线电力发送器可基于解调的识别信息控制源谐振器的阻抗和谐振频率。
在操作840，无线电力发送器可将无线电力通过磁耦合从源谐振器发送至带内谐振器。例如，功率可通过由源谐振器传播的波被无线地发送。
在操作850，无线电力发送器可通过多个带内谐振器中的与无线电力接收器对应的带内谐振器同时发送无线电力和发送数据。使用带内通信的无线电力发送器可控制带内谐振器（例如，通过使多个带内谐振器闭合和断开），以调制发送数据。
然后，无线电力发送器可被构造为解调从无线电力接收器接收的接收数据。
无线电力发送器可被构造为例如，通过带内谐振器的阵列将无线电力和发送数据发送至预定区域。无线电力发送器可检测多个带内谐振器中的位于与无线电力接收器对应的位置中的带内谐振器。
无线电力发送器可产生检测的带内谐振器的控制信号。
无线电力发送器可基于检测的带内谐振器的控制信号将无线电力发送至目标谐振器。
图9示出使用带内通信的无线电力接收方法。
在操作910，使用带内通信的无线电力接收器可通过磁耦合从带内谐振器接收无线电力和包括例如唤醒信号的接收数据。唤醒信号可包括在目标谐振器发送发送数据时所使用的最小功率信号。在操作920，无线电力接收器可解调包括唤醒信号的接收数据。无线电力接收器可解调通过带内谐振器调制的接收数据。
在操作930，无线电力接收器可调制包括对于唤醒信号的响应信号、充电请求信号和唤醒的目标谐振器的ID的发送数据。
在操作940，无线电力接收器可控制阻抗以执行源谐振器、带内谐振器和唤醒的目标谐振器之间的阻抗匹配。
无线电力接收器可基于接收数据确定目标谐振器是否被唤醒以及是否对负载充电。
图10示出具有二维（2D）结构的谐振器1000。
如图所示，具有2D结构的谐振器1000可包括传输线、电容器1020、匹配器1030以及导体1041和1042。传输线可包括例如第一信号传导部分1011、第二信号传导部分1012和接地传导部分1013。
电容器1020可串联地插入到或者另外位于第一信号传导部分1011和第二信号传导部分1012之间，以使电场可被限制在电容器1020中。在各种实施方式中，传输线可包括在传输线的上部中的至少一个导体，并且还可包括在传输线的下部中的至少一个导体。电流可流过设置在传输线的上部中的至少一个导体，并且设置在传输线的下部中的至少一个导体可电接地。如图10所示，谐振器1000可构造为具有一般的2D结构。传输线可包括在传输线的上部中的第一信号传导部分1011和第二信号传导部分1012，并可包括在传输线的下部中的接地传导部分1013。如图所示，第一信号传导部分1011和第二信号传导部分1012可设置为面向接地传导部分1013，其中，电流流过第一信号传导部分1011和第二信号传导部分1012。
在一些实施方式中，第一信号传导部分1011的一端可电连接（例如，短接）到导体1142，第一信号传导部分1011的另一端可连接到电容器1020。第二信号传导部分1012的一端可通过导体1041接地，第二信号传导部分1012的另一端可连接到电容器1020。因此，第一信号传导部分1011、第二信号传导部分1012、接地传导部分1013以及导体1041和1042可彼此连接，从而谐振器1000可具有电“闭合环路结构”。如这里所使用的术语“闭合环路结构”可包括电闭合的多边形结构，例如，圆形结构、矩形结构等。电容器1020可插入到传输线的中间部分。例如，电容器1020可插入到第一信号传导部分1011和第二信号传导部分1012之间的空间。在一些情况下，电容器1020可构造为集总元件、分布元件等。在一个实施方式中，分布式电容器可构造为分布元件，并且可包括Z字形导线以及在Z字形导线之间的具有相对高的介电常数的介电材料。
当电容器1020插入到传输线中时，谐振器1000可具有如上讨论的超材料的特性。例如，谐振器1000可由于电容器1020的电容而具有负磁导率。如果这样，谐振器1000可被称为μ负（MNG）谐振器。可应用各种标准来确定电容器1020的电容。例如，用于使谐振器1000具有超材料的特性的标准可包括以下标准中的一个或多个：用于使谐振器1000在目标频率具有负磁导率的标准、用于使谐振器1000在目标频率具有零阶谐振特性的标准等。
也被称为MNG谐振器1000的谐振器1000还可具有零阶谐振特性（即，具有当传播常数为“0”时的频率作为谐振频率）。如果谐振器1000具有零阶谐振特性，则谐振频率可以与MNG谐振器1000的物理尺寸无关。此外，通过适当地设计电容器1020，MNG谐振器1000可充分地改变谐振频率，而基本上不改变MNG谐振器1000的物理尺寸。
例如，在近场中，电场可集中在插入到传输线中的电容器1020上。因此，由于电容器1020，使得磁场在近场中可具有支配性地位。在一个或多个实施例中，通过使用集总元件的电容器1020，MNG谐振器1000可具有相对高的Q因子。因此，可提高电力传输效率。例如，Q因子指示无线电力传输中欧姆损耗的水平或者电抗与电阻的比率。无线电力传输效率可根据Q因子的增加而增加。
MNG谐振器1000可包括用于阻抗匹配的匹配器1030。例如，匹配器1030可构造为适当地确定和调节MNG谐振器1000的磁场的强度。根据构造，电流可通过连接器流入MNG谐振器1000，或者可通过连接器从MNG谐振器1000流出。连接器可连接到接地传导部分1013或匹配器1030。在一些情况下，可在不使用连接器与接地传导部分1013或匹配器1030之间的物理连接的情况下，通过耦合来传送功率。
如图10所示，匹配器1030可位于由谐振器1000的环路结构形成的环路之内。匹配器1030可通过改变匹配器1030的物理形状来调节谐振器1000的阻抗。例如，匹配器1030可包括位于与接地传导部分1013分开距离h的位置的用于阻抗匹配的导体1031。因此，谐振器1000的阻抗可通过调节距离h而改变。
在一些情况下，可设置控制器以控制匹配器1030，所述控制器产生控制信号并将控制信号发送到匹配器1030，指导匹配器改变其物理形状，从而可调节谐振器的阻抗。例如，匹配器1030的导体1031与接地传导部分1013之间的距离h可基于控制信号被增大或减小。控制器可基于各种因素产生控制信号。
例如，如图10所示，匹配器1030可构造为诸如导体1031的无源元件。当然，在其他实施例中，匹配器1030可构造为诸如二极管、晶体管等的有源元件。如果有源元件被包括在匹配器1030中，则有源元件可基于由控制器产生的控制信号被驱动，并且谐振器1000的阻抗可基于控制信号被调节。例如，当有源元件是包括在匹配器1030中的二极管时，谐振器1000的阻抗可根据二极管是处于导通状态还是处于截止状态被调节。
在一些情况下，还可将磁芯设置为穿过MNG谐振器1000。磁芯可执行增加电力传输距离的功能。
图11示出具有三维（3D）结构的谐振器1100。
参照图11，具有3D结构的谐振器1100可包括传输线和电容器1120。传输线可包括第一信号传导部分1111、第二信号传导部分1112和接地传导部分1113。电容器1120可例如串联地插入在传输链路的第一信号传导部分1111和第二信号传导部分1112之间，以使电场可被限制在电容器1120中。
如图11所示，谐振器1100可具有一般的3D结构。传输线可包括在谐振器1100的上部中的第一信号传导部分1111和第二信号传导部分1112，并且可包括在谐振器1100的下部中的接地传导部分1113。第一信号传导部分1111和第二信号传导部分1112可设置为面对接地传导部分1113。以这种布置，电流可沿着x方向流过第一信号传导部分1111和第二信号传导部分1112。由于电流，导致可沿着-y方向形成磁场H（W）。然而，将理解到，在其他实施方式中，也可沿着相反的方向（例如，+y方向）形成磁场H（W）。
在一个或多个实施例中，第一信号传导部分1111的一端可电连接（例如，短接）到导体1142，第一信号传导部分1111的另一端可连接到电容器1120。第二信号传导部分1112的一端可通过导体1141接地，第二信号传导部分1112的另一端可连接到电容器1120。因此，第一信号传导部分1111、第二信号传导部分1112、接地传导部分1113以及导体1141和1142可彼此连接，从而谐振器1100可具有电闭合环路结构。
如图11所示，电容器1120可插入到或者另外位于第一信号传导部分1111和第二信号传导部分1112之间。例如，电容器1120可插入到第一信号传导部分1111和第二信号传导部分1112之间的空间中。电容器1120可包括例如集总元件、分布元件等。在一个实施方式中，具有分布元件形状的分布式电容器可包括Z字形导线以及在Z字形导线之间的具有相对高的介电常数的介电材料。
在一些情况下，当电容器1120插入到传输线中时，谐振器1100可具有如上讨论的超材料的特性。
例如，当插入的电容器是集总元件时，谐振器1100可具有超材料的特性。当通过适当地调节电容器1120的电容使谐振器1100具有负磁导率时，谐振器1100也可被称为MNG谐振器。可应用各种标准来确定电容器1120的电容。例如，所述各种标准可包括诸如以下标准中的一个或多个：用于使谐振器1100具有超材料的特性的标准、用于使谐振器1100在目标频率具有负磁导率的标准、用于使谐振器1100在目标频率具有零阶谐振特性的标准等。基于上述标准中的至少一个标准，可确定电容器1120的电容。
也被称为MNG谐振器1100的谐振器1100可具有零阶谐振特性（即，具有当传播常数为“0”时的频率作为谐振频率）。如果谐振器1100具有零阶谐振特性，则谐振频率可以与MNG谐振器1100的物理尺寸无关。因此，通过适当地设计电容器1120，MNG谐振器1100可充分地改变谐振频率，而基本上不改变MNG谐振器1100的物理尺寸。
参照图11的MNG谐振器1100，在近场中，电场可集中在插入到传输线中的电容器1120上。因此，由于电容器1120，使得磁场在近场中可具有支配性地位。因为具有零阶谐振特性的MNG谐振器1100可具有与磁偶极子的特性相似的特性，所以磁场在近场中可具有支配性地位。由于插入电容器1120而形成的相对少量的电场可集中在电容器1120上，因此磁场可进一步具有支配性地位。
此外，MNG谐振器1100可包括用于阻抗匹配的匹配器1130。匹配器1130可构造为适当地调节MNG谐振器1100的磁场的强度。MNG谐振器1100的阻抗可以由匹配器1130确定。在一个或多个实施例中，电流可通过连接器1140流入MNG谐振器1100，或者可通过连接器1140从MNG谐振器1100流出。连接器1140可连接到接地传导部分1113或匹配器1130。
如图11所示，匹配器1130可位于由谐振器1100的环路结构形成的环路之内。匹配器1130可构造为通过改变匹配器1130的物理形状来调节谐振器1100的阻抗。例如，匹配器1130可包括在与接地传导部分1113分开距离h的位置的用于阻抗匹配的导体1131。谐振器1100的阻抗可通过调节距离h而改变。
在一些实施方式中，可设置控制器以控制匹配器1130。在这种情况下，匹配器1130可基于由控制器产生的控制信号来改变匹配器1130的物理形状。例如，匹配器1130的导体1131与接地传导部分1113之间的距离h可基于控制信号被增大或减小。因此，可改变匹配器1130的物理形状，从而可调节谐振器1100的阻抗。可使用各种方案来调节匹配器1130的导体1131与接地传导部分1113之间的距离h。例如，多个导体可被包括在匹配器1130中，并且距离h可通过适应性地激活一个导体而被调节。可选择地或者另外地，距离h可通过上下调节导体1131的物理位置而被调节。例如，可基于控制器的控制信号来控制距离h。控制器可使用各种因素来产生控制信号。例如，如图11所示，匹配器1130可构造为诸如导体1131的无源元件。当然，在其他实施例中，匹配器1130可构造为诸如二极管、晶体管等的有源元件。当有源元件被包括在匹配器1130中时，有源元件可基于由控制器产生的控制信号被驱动，并且谐振器1100的阻抗可基于控制信号来调节。例如，如果有源元件是包括在匹配器1130中的二极管，则谐振器1100的阻抗可根据二极管是处于导通状态还是处于截止状态来调节。
在一些实施方式中，还可将磁芯设置为穿过构造为MNG谐振器的谐振器1100。磁芯可执行增加电力传输距离的功能。
图12示出构造为大体积类型（bulky type）的用于无线电力传输的谐振器1200。
如这里所使用的，术语“大体积类型”可表示以集成形式连接至少两个部件的无缝连接。
参照图12，第一信号传导部分1211和第二信号传导部分1212可被整体形成，而不是被分开制造，从而彼此连接。类似地，第二信号传导部分1212和导体1241也可被整体制造。
当第二信号传导部分1212和导体1241被分开制造，然后彼此连接时，由于接缝1250会导致传导的损耗。因此，在一些实施方式中，第二信号传导部分1212和导体1241可彼此连接而不使用分开的接缝（即，彼此无缝地连接）。因此，可减少由接缝1250引起的导体损耗。例如，第二信号传导部分1212和接地传导部分1213可以被无缝且整体制造。类似地，第一信号传导部分1211、导体1242和接地传导部分1213可以被无缝且整体制造。
可设置如这里在一个或多个实施例中描述的类似构造的匹配器1230。图13示出构造为空心类型的用于无线电力传输的谐振器1300。
参照图13，谐振器1300的第一信号传导部分1311、第二信号传导部分1312、接地传导部分1313以及导体1341和1342中的每一个构造为空心类型的结构。如在这里使用的术语“空心类型”表示可包括内部空的空间的构造。
对于给定谐振频率，有效电流可以被模型化以仅在第一信号传导部分1311的一部分（而非第一信号传导部分1311的全部）、第二信号传导部分1312的一部分（而非第二信号传导部分1312的全部）、接地传导部分1313的一部分（而非接地传导部分1313的全部）、导体1341和1342的一部分（而非导体1341和1342的全部）中流动。当第一信号传导部分1311、第二信号传导部分1312、接地传导部分1313以及导体1341和1342中的每一个的深度明显比在给定谐振频率的相应的集肤深度深时，这可能是无效的。然而，在一些情况下，明显更深的深度会增加谐振器1300的重量或制造成本。
因此，对于给定谐振频率，第一信号传导部分1311、第二信号传导部分1312、接地传导部分1313以及导体1341和1342中的每一个的深度可基于第一信号传导部分1311、第二信号传导部分1312、接地传导部分1313以及导体1341和1342中的每一个的相应的集肤深度被适当地确定。当第一信号传导部分1311、第二信号传导部分1312、接地传导部分1313以及导体1341和1342中的每一个具有比相应的集肤深度深的适当深度时，谐振器1300可变轻，并且谐振器1300的制造成本也会下降。
例如，如图13所示，第二信号传导部分1312的深度（如由圆圈指示的放大视图区域1360中进一步示出的）可被确定为“d”mm，并且d可根据来确定。这里，f表示频率，μ表示磁导率，σ表示导体常数。在一个实施方式中，当第一信号传导部分1311、第二信号传导部分1312、接地传导部分1313以及导体1341和1342由铜制造并且可具有5.8×107西门子每米（S·m-1）的电导率时，相对于10kHz的谐振频率，集肤深度可以是约0.6mm，相对于100MHz的谐振频率，集肤深度可以是约0.006mm。
可设置如这里在一个或多个实施例中描述的类似构造的电容器1320和匹配器1330。
图14示出使用平行板的用于无线电力传输的谐振器1400。
参照图14，平行板可被应用于包括在谐振器1400中的第一信号传导部分1411和第二信号传导部分1412中的每一个。
第一信号传导部分1411和第二信号传导部分1412中的每一个可能不是完美的导体，因此，它们可能具有固有电阻。由于该电阻，会导致欧姆损耗。欧姆损耗会减小Q因子，并且还会减小耦合效应。
通过将平行板应用于第一信号传导部分1411和第二信号传导部分1412中的每一个，可减少欧姆损耗，并可增大Q因子和耦合效应。参照由圆圈指示的放大视图部分1470，当应用平行板时，第一信号传导部分1411和第二信号传导部分1412中的每一个可包括多条导线。多条导线可平行地设置，并且可在第一信号传导部分1411和第二信号传导部分1412中的每一个的端部电连接（即，短接）。
当将平行板应用于第一信号传导部分1411和第二信号传导部分1412中的每一个时，可平行地设置多条导线。因此，具有所述多条导线的电阻的和可降低。因此，电阻损耗可减少，并且Q因子和耦合效应可增大。
可设置如这里在一个或多个实施例中描述的类似构造的位于接地传导部分1413上的匹配器1430和电容器1420。
图15示出包括分布式电容器的用于无线电力传输的谐振器1500。
参照图15，构造包括在谐振器1500中的电容器1520用于无线电力传输。用作集总元件的电容器可具有相对高的等效串联电阻（ESR）。已经提出多种方案以减小包含在集总元件的电容器中的ESR。根据实施例，通过使用作为分布元件的电容器1520，可减小ESR。正如将被理解的那样，由ESR引起的损耗会减小Q因数和耦合效应。
如图15所示，电容器1520可构造为具有Z字形结构的导线。
通过采用作为分布元件的电容器1520，在一些情况下，可减小由于ESR而引起的损耗。此外，通过设置多个作为集总元件的电容器，可减小由于ESR而引起的损耗。因为多个作为集总元件的电容器中的每个的电阻通过并联连接减小，所以并联连接的作为集总元件的电容器的有效电阻也可减小，从而由于ESR而引起的损耗可减小。例如，通过采用十个1pF的电容器，而不使用单个10pF的电容器，在一些情况下可减小由于ESR而引起的损耗。
图16a示出以图10的2D结构提供的谐振器1000中使用的匹配器1030的一个实施例，图16b示出以图11的3D结构提供的谐振器1100中使用的匹配器1130的一个示例。
图16a示出2D谐振器的包括匹配器1030的部分，图16b示出图11的3D谐振器的包括匹配器1130的部分。
参照图16a，匹配器1030可包括导体1031、导体1032和导体1033。导体1032和1033可连接到接地导体部分1013和导体1031。2D谐振器的阻抗可基于导体1031和接地导体部分1013之间的距离h来确定。导体1031和接地导体部分1013之间的距离h可由控制器控制。可使用多种方案调节导体1031和接地导体部分1013之间的距离h。例如，所述多种方案可包括诸如以下方案中的一个或多个：通过适应性地激活导体1031、1032和1033中的一个来调节距离h的方案、上下调节导体1031的物理位置的方案等。
参照图16b，匹配器1130可包括导体1131、导体1032、导体1033以及导体1141和1142。导体1032和1033可连接到接地导体部分1113和导体1131。此外，导体1041和4042可连接到接地导体部分1113。3D谐振器的阻抗可基于导体1131和接地导体部分1113之间的距离h来确定。例如，导体1131和接地导体部分1113之间的距离h可由控制器控制。与包括在2D结构的谐振器中的匹配器1030相似，在包括在3D结构的谐振器中的匹配器1130中，可使用多种方案调节导体1131和接地导体部分1113之间的距离h。例如，所述多种方案可包括诸如以下方案中的一个或多个：通过适应性地激活导体1131、1132和1133中的一个来调节距离h的方案、上下调节导体1131的物理位置的方案等。
虽然未示出在图16a和图16b中，但是匹配器可包括有源元件。因此，使用有源元件调节谐振器的阻抗的方案可以与如上所述的方案相似。例如，可通过使用有源元件改变流过匹配器的电流的路径来调节谐振器的阻抗。
图17示出图10的用于无线电力传输的谐振器1000的一个等效电路。
图10的用于无线电力传输的谐振器1000可被模型化为图17的等效电路。在图17中示出的等效电路中，LR表示电力传输线的电感，CL表示以集总元件的形式插入在电力传输线的中间的电容器，CR表示图10的电力传输和/或接地之间的电容。
在一些情况下，谐振器1000可具有零阶谐振特性。例如，当传播常数为“0”时，谐振器1000可假定为具有作为谐振频率的ωMZR。谐振频率ωMZR可通过等式1来表示。
[等式1]
ω MZR = 1 L R C L
在等式1中，MZR表示μ零谐振器。
参照等式1，谐振器1000的谐振频率ωMZR可通过LR/CL来确定。谐振器1000的物理尺寸和谐振频率ωMZR可以彼此无关。因为物理尺寸彼此无关，所以谐振器1000的物理尺寸可被充分地减小。
可使用硬件组件和软件组件实现在此描述的单元。例如，可使用一个或多个通用或专用计算机（诸如作为示例的处理器、控制器和算术逻辑单元）、数字信号处理器、微计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或能够以限定的方式响应并执行指令的任何其他装置来实现处理装置。处理装置可运行操作系统（OS）以及一个或多个在OS上运行的软件应用。处理装置还可响应于软件的执行来访问、存储、操纵、处理和创建数据。为了简明的目的，处理装置的描述被用作单数；然而，本领域的技术人员将理解，处理装置可包括多个处理元件和多种类型的处理元件。例如，处理装置可包括多个处理器或者处理器和控制器。另外，不同的处理配置是可行的，诸如并行处理器。
软件可包括用于独立或共同地指导或配置处理装置以进行期望操作的计算机程序、代码段、指令或它们的某个组合。可在任何类型的机器、组件、物理或虚拟设备、计算机存储介质或装置中永久或暂时地包含软件和数据，或者在能够向处理装置提供指令或数据或者能够被处理装置解释的传播信号波中永久或暂时地包含软件和数据。软件还可分布在联网的计算机系统中，从而以分布方式存储和执行软件。尤其是，软件和数据可被一个或多个计算机可读记录介质存储。计算机可读记录介质可包括能够存储其后可被计算机系统或处理装置读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置。此外，实施例所属领域的编程技术人员可基于并使用在此提供的附图的流程图和框图以及它们的相应描述来容易地解释用于实现在此公开的示例性实施例的功能程序、代码和代码段。
以上已描述了一些示例性实施例。然而，应理解，可进行各种修改。例如，如果按不同的顺序执行所描述的技术并且/或者如果在描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式被组合和/或被其他组件或它们的等同物替代或补充，则可实现适合的结果。因此，其他实施方式在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种使用带内通信的无线电力发送器，所述无线电力发送器包括：
源谐振单元，包括构造为将无线电力发送至一个或多个带内谐振器的源谐振器；
源控制器，构造为控制源谐振器的谐振频率和阻抗，检测带内谐振器中的位于与无线电力接收器对应的位置中的带内谐振器，并产生检测的带内谐振器的控制信号；
带内谐振单元，构造为通过所述一个或多个带内谐振器接收和解调与无线电力接收器相关的识别信息，并通过与无线电力接收器对应的带内谐振器发送无线电力和发送数据，
其中，发送数据根据带内谐振器的开关而被调制。
2.根据权利要求1所述的无线电力发送器，还包括：
功率转换单元，构造为基于预定开关脉冲信号将预定电平的DC电压转换为AC电；
功率放大器，构造为将所述AC电放大至至少预定值的AC电；
匹配控制器，构造为基于解调的识别信息设置将发送放大的AC电的源谐振器的阻抗匹配频率和谐振带宽。
3.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，带内谐振单元包括：
包括带内谐振器的阵列的阵列谐振器，一个或多个带内谐振器被构造为将无线电力和发送数据发送至对应的预定区域；
调制器，构造为通过控制带内谐振器的开关来调制发送数据；
解调器，构造为解调从无线电力接收器接收的接收数据；
带内谐振器控制器，构造为控制发送数据的调制和接收数据的解调。
4.根据权利要求3所述的无线电力发送器，其中，带内谐振器位于源谐振器与目标谐振器之间，以增加源谐振器与目标谐振器之间的无线电力传输距离。
5.根据权利要求3所述的无线电力发送器，其中，阵列谐振单元被构造为通过一个或多个带内谐振器从无线电力接收器接收接收数据。
6.根据权利要求3所述的无线电力发送器，其中，阵列谐振单元被构造为闭合带内谐振器中的发送无线电力的带内谐振器的开关，并断开其余带内谐振器。
7.根据权利要求3所述的无线电力发送器，其中，调制器被构造为闭合和断开带内谐振器中的预定数量的带内谐振器。
8.根据权利要求3所述的无线电力发送器，其中，调制器被构造为通过闭合和断开带内谐振器来执行发送数据的模拟调制或数字调制。
9.根据权利要求3所述的无线电力发送器，其中，源控制器被构造为接收解调的接收数据以确定是否对无线电力接收器进行充电，并且产生与无线电力接收器对应的带内谐振器的控制信号以使无线电力通过该带内谐振器被发送。
10.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，无线电力和发送数据被同时发送。
11.一种使用带内通信的无线电力接收器，所述无线电力接收器包括：
目标谐振单元，被构造为从带内谐振器接收无线电力和包括唤醒信号的接收数据；
解调器，被构造为解调包括唤醒信号的接收数据；
调制器，被构造为调制包括对于唤醒信号的响应信号、充电请求信号和被唤醒的目标谐振器的标识符ID的发送数据；
目标控制器，被构造为控制阻抗以执行源谐振器、带内谐振器和唤醒的目标谐振器之间的阻抗匹配。
12.根据权利要求11所述的无线电力接收器，还包括：
功率确定单元，被构造为基于接收数据确定是否唤醒目标谐振器以及是否对负载进行充电。
13.根据权利要求11所述的无线电力接收器，其中，目标谐振单元被构造为将调制的发送数据发送至带内谐振器。
14.一种使用带内通信的发送无线电力的方法，所述方法包括如下步骤：
通过带内谐振器接收与无线电力接收器相关的识别信息；
对接收的识别信息进行解调；
基于解调的识别信息，控制源谐振器的阻抗和谐振频率；
通过磁耦合将无线电力从源谐振器发送至带内谐振器；
通过带内谐振器中的与无线电力接收器对应的带内谐振器发送无线电力和发送数据，
其中，发送数据根据带内谐振器的开关而被调制。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括如下步骤：
检测带内谐振器中的与无线电力接收器对应的带内谐振器；
产生检测到的带内检测器的控制信号。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，发送无线电力和发送数据的步骤包括：
通过带内谐振器的开关的闭合和断开，来对发送数据进行调制；
对从无线电力接收器接收的接收数据进行解调；
经由通过形成带内谐振器的阵列而构造的阵列带内谐振器，将无线电力和发送数据发送至预定区域。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，无线电力和发送数据被同时发送。
18.一种使用带内通信的接收无线电力的方法，所述方法包括如下步骤：
从带内谐振器接收无线电力和包括唤醒信号的接收数据；
对包括唤醒信号的接收数据进行解调；
对包括对于唤醒信号的响应信号、充电请求信号和被唤醒的目标谐振器的标识符ID的发送数据进行调制；
控制用于执行源谐振器、带内谐振器和唤醒的目标谐振器之间的阻抗匹配的阻抗。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括如下步骤：
基于接收数据确定是否唤醒目标谐振器以及是否对负载进行充电。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，无线电力和接收数据通过磁耦合被接收。
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