CN105745810A - 无线电力正交极化天线阵列 - Google Patents

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Abstract

本文中描述了用于无线电力传输的系统和方法。一方面，一种用于无线电力传输的设备包括经配置以产生第一无线场的天线线圈的第一天线阵列。天线线圈的第二天线阵列产生第二无线场。所述第一天线阵列与所述第二天线阵列至少部分地重叠。驱动器电路产生第一和第二驱动信号以分别经由所述第一和第二天线阵列产生所述第一和第二无线场。所述第一无线场相对于所述第二无线场正交。所述第一天线阵列和所述驱动器电路用交替极性为所述第一天线阵列的所述天线线圈供电。所述第二天线阵列和所述驱动器电路用交替极性为所述第二天线阵列的所述天线线圈供电。

Description

无线电力正交极化天线阵列
技术领域
本发明大体上涉及无线电力。更具体地说，本发明是针对向远程系统的无线电力传送。
背景技术
越来越多的数目及种类的电子装置经由可再充电电池供电。此类装置包含移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围装置、通信装置(例如，蓝牙装置)、数码相机、助听器等等。在电池技术已改善的同时，电池供电的电子装置越来越需要且消耗较大量的电力。由此，这些装置不断地需要再充电。可再充电装置常常经由有线连接通过实体地连接到电力供应器的电缆或其它类似连接器充电。电缆和类似连接器有时可能不方便或笨重，且具有其它缺点。能够在自由空间中传送电力的待用以为可再充电电子装置充电或向电子装置提供电力的无线充电系统可克服有线充电解决方案的一些不足。由此，向电子装置有效且安全地传送电力的无线电力传送系统和方法是合乎需要的。
发明内容
在所附权利要求书的范围内的系统、方法及装置的各种实施方案各自具有若干方面，其中的单个方面并不单独负责本文所述的合乎需要的属性。在不限制所附权利要求书的范围的情况下，本文描述一些显要特征。
在附图及以下描述中阐述本说明书中描述的主题的一或多个实施方案的细节。其它特征、方面及优点将自所述描述、图式及权利要求书而变得显而易见。应注意，以下各图的相对尺寸可能未按比例绘制。
本发明的一个方面提供一种无线电力传输装置。所述装置包括经配置以产生第一和第二驱动器信号的驱动器电路。所述装置进一步包括天线线圈的第一天线阵列，其经配置以基于为第一天线线圈供电的第一驱动器信号产生第一无线场，使得用相反极性为第一天线阵列的邻近天线线圈供电。所述装置进一步包括与第一天线阵列部分地重叠的天线线圈的第二天线阵列。第二天线阵列经配置以产生正交于第一无线场的第二无线场。第二无线场可以基于为第二天线阵列供电的第二驱动器信号产生，使得用相反极性为第二天线阵列的邻近天线线圈供电。
本发明的另一方面提供一种用于无线电力传输的方法。所述方法包括产生第一和第二驱动信号。所述方法进一步包括通过基于第一驱动器信号为天线线圈的第一天线阵列供电，经由第一天线阵列产生第一无线场。为第一天线阵列供电可以包括用相反极性为第一天线阵列的邻近线圈供电。所述方法进一步包括通过基于第二驱动器信号为天线线圈的第二天线阵列供电，经由第二天线阵列产生正交于第一无线场的第二无线场。第一天线阵列可以至少部分地与第二天线阵列重叠。为第二天线阵列供电可以包括用相反极性为第二天线阵列的邻近线圈供电。
本发明的另一方面提供一种用于无线电力传输的设备。所述设备包括用于产生第一和第二驱动器信号的装置。所述设备进一步包括多个用于产生第一无线场的装置，其基于为多个第一无线场产生装置供电的第一驱动器信号产生第一无线场，使得用相反极性为多个第一无线场产生装置的邻近装置供电。所述设备进一步包括多个用于产生正交于第一无线场并且与第一无线场至少部分地重叠的第二无线场的装置。第二无线场可以基于为多个第二无线场产生装置供电的第二驱动器信号，使得用相反极性为多个第二无线场产生装置的邻近装置供电。
附图说明
图1是实例无线电力传送系统的功能框图。
图2是可用于图1的无线电力传送系统中的实例组件的功能框图。
图3是图2的发射电路或接收电路的一部分的示意图，所述部分包含发射或接收线圈。
第4图是可用于图1的无线电力传送系统中的发射器的功能框图。
图5是可用于图1的无线电力传送系统中的接收器的功能框图。
图6是可用于图4的发射电路中的发射电路的一部分的示意图。
图7是根据示范性实施例的无线电力传送系统的功能框图。
图8说明根据示范性实施例的图7的实例充电垫的侧视图。
图9说明根据示范性实施例的图7的另一实例充电垫的侧视图。
图10是随沿图9的充电垫的表面的位移而变的复合无线场的平均强度的示范性值的曲线图。
图11说明根据示范性实施例的实例充电垫系统的俯视图。
图12是根据一实施例的无线传输电力的方法的实施方案的流程图。
图式中说明的各种特征可能未按比例绘制。因此，为了清晰起见，可任意扩大或减小各种特征的尺寸。此外，图式中的一些图式可能并未描绘给定系统、方法或装置的所有组件。最后，可能贯穿说明书和图式使用相似参考标号来表示相似特征。
具体实施方式
下文结合附图阐述的具体实施方式既定作为对本发明的示范性实施例的描述，且并不希望表示可以实践本发明的仅有实施例。贯穿此描述所使用的术语“示范性”意指“充当实例、例子或说明”，且未必应解释为比其它示范性实施例优选或有利。具体实施方式出于提供对本发明的示范性实施例的透彻理解而包含特定细节。可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的示范性实施例。在一些情况下，以框图形式展示众所周知的结构及装置以便避免混淆本文中所呈现的示范性实施例的新颖性。
无线地传送电力可指在不使用物理电导体(例如，可通过自由空间传送电力)的情况下将与电场、磁场、电磁场或其它者相关联的任何形式的能量从发射器传送到接收器。输出到无线场(例如，磁场)中的电力可由“接收线圈”或“接收天线”接收、俘获或耦合以实现电力传送。
图1是根据本发明的示范性实施例的示范性无线电力传送系统100的功能框图。输入电力102可从电源(图中未展示)提供到发射器104以用于产生用于提供能量传送的场105。接收器108可耦合到场105，且产生输出电力110以供耦合到输出电力110的装置(未展示)存储或消耗。发射器104与接收器108两者分开距离112。在一个示范性实施例中，发射器104与接收器108是根据相互谐振关系而配置。当接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率基本上相同或极为接近时，发射器104与接收器108之间的传输损失最小。因此，与可能需要大线圈的纯电感解决方案(需要线圈极接近(例如，几毫米))相比较，可在较大距离上提供无线电力传送。谐振电感耦合技术因此可允许在各种距离上且利用多种电感线圈配置的改进的效率和电力传送。
接收器108可在接收器108位于由发射器104产生的能量场105中时接收电力。场105对应于其中由发射器104输出的能量可由接收器105俘获的区域。在一些情况下，场105可对应于发射器104的“近场”，如下文将进一步描述。发射器104可包含用于输出能量发射的发射线圈114。接收器108进一步包含用于接收或俘获来自能量发射的能量的接收线圈118。近场可对应于其中存在由发射线圈114中的电流和电荷造成的强反应场的区域，其最低限度地将电力辐射远离发射线圈114。在一些情况下，近场可对应于在发射线圈114的约一个波长(或其分数)内的区域。发射和接收线圈114和118是根据与其相关联的应用和装置而设定大小。如上文所描述，可通过将在发射线圈114的场105中的能量的大部分耦合到接收线圈118而非将能量的大部分以电磁波传播到远场来发生有效能量传送。当定位于场105内时，可在发射线圈114与接收线圈118之间产生“耦合模式”。发射线圈114和接收线圈118周围的其中可发生此耦合的区域在本文中被称作耦合模式区。
图2是根据本发明的各种示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统100中的示范性组件的功能框图。发射器204可包含发射电路206，其可包含振荡器222、驱动器电路224和滤波与匹配电路226。振荡器222可经配置以产生所要频率(例如，468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz)下的信号，所述所要频率可响应于频率控制信号223来调整。可以将振荡器信号提供到驱动器电路224，所述驱动器电路经配置以(例如)在发射线圈214的谐振频率下驱动发射线圈214。驱动器电路224可以是经配置以从振荡器222接收方波并且输出正弦波的开关放大器。举例来说，驱动器电路224可为E类放大器。还可包含滤波与匹配电路226以滤除谐波或其它不想要的频率，且使发射器204的阻抗与发射线圈214的阻抗匹配。
接收器208可以包含接收电路210，接收电路210可以包含匹配电路232和整流器与切换电路234以从AC电力输入产生DC电力输出，以便为如图2中所展示的电池236充电，或者为耦合到接收器108的装置(未图示)供电。可以包含匹配电路232以使接收电路210的阻抗与接收线圈218的阻抗匹配。接收器208和发射器204可另外在单独通信信道219(例如，蓝牙、紫蜂、蜂窝式等)上通信。接收器208和发射器204可替代地使用无线场206的特性经由带内信令通信。
如下文更完全描述，接收器208(其最初可具有可选择性停用的相关联负载(例如，电池236))可经配置以确定由发射器204发射并且由接收器208接收的电力量是否适于为电池236充电。另外，接收器208可经配置以在确定电力量适当后即刻启用负载(例如，电池236)。在一些实施例中，接收器208可经配置以直接利用从无线电力传送场接收的电力而不对电池236充电。举例来说，例如近场通信(NFC)或射频识别装置(RFED)等通信装置可经配置以通过与无线电力传送场交互和/或利用所接收电力与发射器204或其它装置通信来从无线电力传送场接收电力并进行通信。
图3是根据本发明的示范性实施例的包含发射或接收线圈352的图2的发射电路206或接收电路210的一部分的示意图。如图3中所说明，用于示范性实施例中的发射或接收电路350可包含线圈352。线圈还可被称作或经配置为“环形”天线352。线圈352还可在本文中被称作或经配置为“磁性”天线或感应线圈。术语“线圈”既定指的是可以以无线方式输出或接收用于耦合到另一“线圈”的能量的组件。线圈也可称为被配置成以无线方式输出或接收电力的类型的“天线”。线圈352可经配置以包含空气芯或物理芯，例如铁氧体芯(未图示)。空气芯环形线圈可以在更大程度上容受放置在芯的附近的外来物理装置。此外，空气芯环形线圈352允许将其它组件放置在芯区域内。另外，空气芯环可以更容易允许将接收线圈218(图2)放置在发射线圈214(图2)的平面内，在所述平面中，发射线圈214(图2)的耦合模式区可能更强大。
如所陈述，在发射器104与接收器108之间匹配或几乎匹配的谐振期间，可以发生发射器104与接收器108之间的高效能量传送。然而，即使当发射器104与接收器108之间的谐振不匹配时，也可传送能量，但效率可能会受到影响。能量传送的发生是通过将能量从发射线圈的场105耦合到驻留在其中建立此场105的邻域中的接收线圈，而不是将能量从发射线圈传播到自由空间中。
环形或磁性线圈的谐振频率是基于电感和电容。电感可以简单地就是线圈352产生的电感，而电容可以添加到线圈的电感中以形成期望谐振频率下的谐振结构。作为一实例，电容器352和电容器354可以添加到发射或接收电路350以形成在谐振频率下选择信号356的谐振电路。因此，对于较大直径的线圈，承受谐振所需的电容的大小可以随着环的直径或电感的增加而减小。另外，随着线圈的直径增加，近场的高效能量传送区域可以增加。使用其它组件形成的其它谐振电路也是可能的。作为另一非限制性实例，电容器可并联地放置在线圈350的两个端子之间。对于发射线圈，可将频率实质上对应于线圈352的谐振频率的信号358输入到线圈352。
在一个实施例中，发射器104可经配置以输出具有对应于发射线圈114的谐振频率的频率的时变磁场。当接收器在场105内时，时变磁场可以在接收线圈118中诱发电流。如上所述，如果接收线圈118经配置以在发射线圈118的频率下谐振，那么可以有效地传送能量。可以如上所述整流在接收线圈118中诱发的AC信号以产生为负载充电或供电所提供的DC信号。
图4是根据本发明的示范性实施例的可以用于图1的无线电力传送系统中的发射器404的功能框图。发射器404可包含发射电路406和发射线圈414。发射线圈414可以是如图3中所示的线圈352。发射电路406可以通过提供振荡信号向发射线圈414提供RF电力，所述振荡信号引起围绕发射线圈414产生能量(例如，磁通量)。发射器404可在任何合适的频率下操作。举例来说，发射器404可在13.56MHz的ISM波段下操作。
发射电路406可包含：固定阻抗匹配电路409，其用于将发射电路406的阻抗(例如，50欧)匹配到发射线圈414；以及低通滤波器(LPF)408，其经配置以将谐波发射减小到防止耦合到接收器108(图1)的装置的自我干扰的程度。其它示范性实施例可包含不同滤波器拓扑，包含但不限于使特定的频率衰减而使其它频率通过并且可包含自适应阻抗匹配的陷波过滤器，所述自适应阻抗匹配可以基于可测量发射量度(例如到线圈414的输出电力或驱动器电路424汲取的DC电流)而改变。发射电路406进一步包含经配置以驱动如由振荡器423确定的RF信号的驱动器电路424。发射电路406可以包括离散装置或电路，或者替代地可包括集成式组合件。来自发射线圈414的示范性RF电力输出可以是大约2.5瓦。
发射电路406可以进一步包含控制器415，其用于在特定接收器的发射阶段(或工作循环)期间选择性启用振荡器423，用于调整振荡器423的频率或相位，及用于调整输出电力电平以用于实施通信协议以便通过其附接的接收器与相邻装置交互。应注意，控制器415在本文中也可称为处理器415。发射路径中的振荡器相位和相关电路的调整可以允许减少带外发射，尤其是在从一个频率转变成另一频率时。
发射电路406可以进一步包含负载感测电路416，其用于检测发射线圈414产生的近场附近的有源接收器的存在或不存在。举例来说，负载感测电路416监视流动到驱动器电路424的电流，所述电流可能受到发射线圈414产生的场附近的有源接收器的存在或不存在的影响，如下文进一步描述。控制器415监视对驱动器电路424上的负载变化的检测，以用于确定是否启用振荡器423以便发射能量及与有源接收器通信。如下文更全面地描述，在驱动器电路424处测得的电流可用以确定无效装置是否定位在发射器404的无线电力传送区内。
发射线圈414可以用李兹线实施，或者实施成具有经过选择以便使电阻损耗保持低的厚度、宽度和金属类型的天线条带。在一个实施方案中，发射线圈414一般来说可以经配置以用于与较大结构(例如，桌子、垫子、灯或其它不太便携的配置)相关联。因此，发射线圈414总体上可能不需要“匝”以便具有实用的尺寸。发射线圈414的示范性实施方案可为“电性小的”(即，波长的分数)，且经调谐以通过使用电容器界定谐振频率而在较低可用频率下谐振。
发射器404可搜集及跟踪关于可与发射器404相关联的接收器装置的行踪和状态的信息。因此，发射电路406可包含存在检测器480、封闭检测器460或其组合，所述检测器连接到控制器415(本文中还被称作处理器)。控制器415可响应于来自存在检测器480和封闭检测器460的存在信号而调整由驱动器电路424递送的电力量。发射器404可经由数个电源接收电力，所述电源例如为用以转换建筑物中存在的常规AC电力的AC-DC转换器(图中未展示)、用以将常规DC电源转换成适合于发射器404的电压的DC-DC转换器(图中未展示)，或所述发射器可直接从常规DC电源(图中未展示)接收电力。
作为一实例，存在检测器480可为用以感测插入到发射器404的覆盖区域中的待充电装置的初始存在的运动检测器。在检测之后，发射器404可接通，且可使用由所述装置接收的RF电力来以预定方式双态触发Rx装置上的开关，此又导致发射器404的驱动点阻抗的改变。
作为另一实例，存在检测器480可为能够例如通过红外线检测、运动检测或其它合适的方式检测人的检测器。在一些示范性实施例中，可能存在限制发射线圈414可在特定频率下发射的电力量的法规。在一些情况下，这些法规意图保护人免受电磁辐射。然而，可能存在其中发射线圈414放置在不被人类占据或不频繁地被人类占据的区域中的环境，例如车库、工厂车间、商店等等。如果这些环境中没有人，则可容许将发射线圈414的电力输出增大到高于正常电力限制法规。换句话说，控制器415可响应于人的存在而将发射线圈414的电力输出调整到法规电平或更低，且当人处于距发射线圈414的电磁场法规距离外时，将发射线圈414的电力输出调整到高于法规电平的电平。
作为实例，封闭检测器460(在本文中还可称为封闭隔室检测器或封闭空间检测器)可以是例如用于确定何时壳体处于关闭或打开状态的感测开关的装置。当发射器处于呈封闭状态的壳体中时，可增大发射器的电力电平。
在示范性实施例中，可使用发射器404并不无限地保持开启的方法。在这种情况下，发射器404可以经编程以在用户确定的时间量之后切断。此特征防止发射器404(特别是驱动器电路424)在其周边中的无线装置充满电之后运行长时间。此事件可能是因为用以检测从转发器或接收线圈发送的装置充满电的信号的电路出故障。为了防止发射器404在另一装置放置在其周边的情况下自动切断，可以仅在于其周边检测不到运动的设定周期之后才激活发射器404自动切断特征。用户可能够确定不活动时间间隔，且按需要改变所述时间间隔。作为一实例，所述时间间隔可大于在装置最初完全放电的假设下将特定类型的无线装置充满电所需的时间。
图5是根据本发明的示范性实施例可用于图1的无线电力传送系统中的接收器508的功能框图。接收器508包含可包含接收线圈518的接收电路510。接收器508进一步耦合到装置550以用于向其提供所接收电力。应注意，接收器508经说明为在装置550外部，但可集成到装置550中。能量可以以无线方式传播到接收线圈518，并且接着通过接收电路510的其余部分耦合到装置550。举例来说，充电装置可以包含装置，例如移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围装置、通信装置(例如蓝牙装置)、数码相机、助听器(或其它医疗装置)等等。
接收线圈518可经调谐以与发射线圈414(图4)在相同频率下谐振或在指定频率范围内的频率下谐振。接收线圈518可与发射线圈414类似地经设定尺寸或可基于相关联装置550的尺寸而不同地经设定大小。举例来说，装置550可为具有小于发射线圈414的长度的直径的直径或长度维度的便携式电子装置。在此实例中，接收线圈518可实施为多匝线圈以便减少调谐电容器(未图示)的电容值及增大接收线圈的阻抗。举例来说，接收线圈518可围绕装置550的大部分圆周而放置，以便最大化线圈直径且减小接收线圈518的环匝(即，绕组)的数目和绕组间电容。
接收电路510可以向接收线圈518提供阻抗匹配。接收电路510包含电力转换电路506，其用于将接收到的RF能量源转换成充电电力以供装置550使用。电力转换电路506包含RF/DC转换器520且还可包含DC/DC转换器522。RF/DC转换器520将在接收线圈518处所接收的RF能量信号整流成具有由Vrect表示的输出电压的非交流电力。DC/DC转换器522(或其它电力调节器)将经整流的RF能量信号转换成能势(例如，电压)，所述能势与具有由Vout和Iout表示的输出电压和输出电流的装置550相容。预期各种RF/DC转换器，包含部分整流器及全整流器、调节器、桥接器、倍压器以及线性与切换转换器。
接收电路510可以进一步包含切换电路512，其用于将接收线圈518连接到电力转换电路506或替代地用于将电力转换电路506断开。将接收线圈518从电力转换电路506断开不仅使装置550的充电暂停，而且改变发射器404(图2)“看到”的“负载”。
如上文所揭示，发射器404包含负载感测电路416，其可检测提供到发射器驱动器电路424的偏置电流中的波动。因此，发射器404具有用于确定接收器何时存在于发射器的近场中的机制。
当多个接收器508存在于发射器的近场中时，可能需要将一或多个接收器的加载和卸载进行时间多路复用以使得其它接收器能够更有效地耦合到发射器。接收器508还可被隐匿，以便消除到其它附近接收器的耦合或减小附近发射器上的负载。接收器的此“卸载”在本文中也称为“隐匿”。此外，由接收器508控制且由发射器404检测的卸载与加载之间的此切换可提供从接收器508到发射器404的通信机制，如下文更完全解释。另外，可使使得能够将消息从接收器508发送到发射器404的协议与所述切换相关联。作为实例，切换速度可为约100μsec。
在示范性实施例，发射器404与接收器508之间的通信指装置感测及充电控制机制，而非常规双向通信(即，使用耦合场的带内信令)。换句话说，发射器404可使用对所发射信号的通/断键控来调整能量在近场中是否可供使用。接收器可将能量的这些改变解译为来自发射器404的消息。从接收器侧来看，接收器508可使用接收线圈518的调谐和解调来调整从场接受的电力的量。在一些情况下，所述调谐和解调可经由切换电路512实现。发射器404可检测所使用的来自所述场的电力的此差，且将这些改变解译为来自接收器508的消息。注意，可利用对发射电力和负载行为的其它形式的调制。
接收电路510可进一步包含用以识别所接收能量波动的信令检测器与信标电路514，所述能量波动可对应于从发射器到接收器的信息信令。此外，信令与信标电路514还可用于检测缩减的RF信号能量(即，信标信号)的发射，以及将缩减的RF信号能量整流成用于唤醒接收电路510内的未经供电或电力耗尽电路的标称电力以便配置接收电路510以用于进行无线充电。
接收电路510进一步包含用于协调本文中所描述的接收器508的过程(包含本文中所描述的切换电路512的控制)的处理器516。接收器508的隐匿还可在出现其它事件后发生，所述事件包含检测到提供充电电力到装置550的外部有线充电源(例如，壁式/USB电力)。除控制接收器的隐匿之外，处理器516还可监视信标电路514以确定信标状态及提取从发射器404所发送的消息。处理器516还可调整DC/DC转换器522以便实现改进的性能。
图6为可用于图4的发射电路406中的发射电路600的一部分的示意图。发射电路600可包含如上文在图4中所描述的驱动器电路624。如上文所描述，驱动器电路624可为切换放大器，其可经配置以接收方波并且输出待提供到发射电路650的正弦波。在一些情况下，驱动器电路624可被称作放大器电路。将驱动器电路624示出为E类放大器；然而，可根据本发明的实施例使用任何合适的驱动器电路624。驱动器电路624可通过来自如图4中所示的振荡器423的输入信号602来驱动。还可向驱动器电路624提供经配置以控制可通过发射电路650递送的最大电力的驱动电压VD。为了消除或减少谐波，发射电路600可包含滤波器电路626。滤波器电路626可为三极(电容器634、电感器632和电容器636)低通滤波器电路626。
可以将滤波器电路626输出的信号提供到包括线圈614的发射电路650。发射电路650可包含串联谐振电路，其具有电容620和电感(例如，可能归因于线圈的电感或电容或归因于额外电容器组件)，其可以在驱动器电路624提供的经滤波的信号的频率下谐振。发射电路650的负载可以由可变电阻器622表示。所述负载可以是经定位以从发射电路650接收电力的无线电力接收器508的功能。
在一些情况下，例如充电垫的较大充电表面可为期望的。举例来说，具有较大尺寸的充电垫可能有效地用于为例如膝上型计算机、媒体系统、车辆和/或类似装置的大型装置充电，或者可以有效地用于并行地为多个装置充电。实现较大尺寸的充电垫的一种方式是增加发射天线或线圈的大小。然而，增加发射线圈的大小的同时维持用于充电的某些电力电平目标，可能会增加无线场可以从充电垫的表面传播的距离。举例来说，所产生的电磁场可能会不当地传播到离无线电力发射器的不希望的距离。辐射电磁场可能会不当地干扰附近物体和装置并且可能会增加电力损耗。一方面，本文中所揭示的某些实例实施例涉及在足以用于为电子装置充电或供电的表面上产生无线场，而又不会将无线场传播到不希望的距离。作为非限制性实例，描述正交的(例如无线和/或磁性地解耦的)第一和第二天线阵列以及经配置以正交地驱动发射天线阵列(例如基本上不会干扰充电和/或供电)的发射电路。
图7是根据示范性实施例的无线电力传送系统700的功能框图。无线电力传送系统700可以包含驱动器电路702和充电垫704，其通过第一和第二驱动线706、708互连。充电垫704可以包含具有多个天线线圈712、714、716的第一天线阵列710，并且第二天线阵列720可以包含多个天线线圈722、724、726。
驱动器电路702可经配置以产生第一和第二驱动信号，作为第一和第二驱动线706、708上的输出。举例来说，驱动器电路702可以操作性地耦合到电源(未图示)，以便于供应电力以产生第一和第二驱动信号为充电垫704供电。在实例性的所说明的实施例中，第一和第二驱动信号可以为第一和第二天线阵列710、720供电以分别用一频率产生第一和第二无线场730、732。充电垫704的所产生的无线场730、732可以为可充电装置(未图示)无线地充电或供电。无线地耦合电力的方式可以是通过交流电的磁耦合。
如下文进一步详细地所述，驱动器电路702可经配置以用相对于第二无线场732正交地产生第一无线场730的方式产生驱动信号(例如，在充电垫704上的给定位置，存在第一和第二无线场730、732之间大约90度差的相位)。举例来说，第一和第二驱动信号可以是正交的，例如，第一和第二驱动信号可能具有基本上周期性的波形，例如正弦形，第一和第二驱动信号之间具有大约90度的相对相移。
在一个实例实施例中，驱动器电路702可以连接到公用干线或其它输入电源，并且经配置以将输入电源转换成数百赫兹到兆赫兹的较高频率范围。在其它方面中，驱动器电路702可以将电力转换成数百赫兹以下的频率，或者转换成一兆赫兹以上的频率。在一些方面，驱动器电路702的电力输出的范围可以是从几瓦到大约100瓦。然而，应了解，输入电源可以按比例调节成任何实用的电力电平。在其它方面中，电力输出的范围可以在几瓦以下到千瓦以上。应了解，可以选择任何适用的电源、频率范围和/或电力范围。
充电垫704可经配置以接收第一和第二驱动线706、708上承载的第一和第二驱动信号作为输入，并且经配置以产生无线场730、732作为输出。充电垫704可以是有效地用于支撑一或多个电装置的基本上平坦的表面。举例来说，充电垫704可以是桌子的面朝上的表面的一部分。充电垫704的大小可以设定成适应例如膝上型计算机、平板计算装置、两个或两个以上便携式装置和/或类似的可充电装置。预想具有不同形状、大小和定向的大量其它配置，并且这些配置在本发明的精神内。举例来说，充电垫704的表面可以位于例如冰箱的物件上，或者建构在例如厨房工作台面的表面的一部分内。在其它实例中，充电垫704的表面可以水平地定向(例如所描绘的)，或者垂直地定向，例如沿墙壁或者在墙壁内。可充电装置可以是智能电话、平板计算机、膝上型计算机或电视，还有其它可能性。
充电垫704的第一天线阵列710可包含多个天线线圈712、714、716。当得到供电时，第一天线阵列710可经配置以产生第一无线场730。举例来说，第一驱动信号可以为天线线圈712、714、716中的一或多个或每一个供电，使得得到供电的线圈集合产生形成第一无线场的无线场。在一个实施例中，第一无线场可以基本上是以一个频率变化的磁场。
充电垫704的第二天线阵列720可包含多个天线线圈722、724、726。当得到供电时，第二天线阵列720可经配置以产生第二无线场732。举例来说，第二驱动信号可以为天线线圈722、724、726中的一或多个或每一个供电，使得得到供电的线圈集合产生形成第二无线场的无线场。在一个实施例中，第二无线场可以基本上是以一个频率变化的磁场。
在一个实施例中，第一和第二天线阵列710、720可以定位成使得阵列至少部分地重叠。举例来说，第一天线阵列710可以形成充电垫704的位于第二天线阵列上方的第一层，第二天线阵列形成充电垫704的第二层。因此，所产生的第一和第二无线场730、732可以空间上至少在充电垫704的一部分上重合。
天线线圈712、714、716、722、724、726可以传导交流电以产生无线场。根据一实施例，线圈712、714、716、722、724、726可以从李兹线圈形成。每个线圈可以具有有效地用于无线电力传输的任何适用的内径和外径。
另外或替代地，第一天线阵列710的天线线圈712、714、716可以被配置成折叠天线。折叠天线的实例包含两个或两个以上天线线圈，其配置成使得用相反的或不同的极性为邻近天线线圈供电。举例来说，邻近线圈可经配置以在相反或不同的旋转方向上传导或承载电流。举例来说，线圈可以与邻近线圈串联连接，并且相对于邻近线圈反绕。作为另一实例，可以用相反或不同的极性驱动邻近线圈或者为其供电，例如，通过使驱动线与线圈端子的连接颠倒。因此，在一个实例实施例中，如果电流在顺时针的旋转方向上流动穿过线圈712，则电流在逆时针的旋转方向上流动穿过线圈714。
因此，当在一个线圈的中心产生的无线场朝上时(例如所述一个线圈形成阳极，从而产生具有正极性的无线场)，则在另一个线圈的中心产生的无线场朝下(例如所述另一个线圈形成负极，从而产生具有负极性的无线场)。类似地，线圈714和716可以邻近，并且线圈714可以相对于线圈716反绕，或者用相对于线圈716相反或不同的极性与之连接。反绕的邻近线圈和/或交替极性的模式可以对于任何适用数目的维度的第一天线阵列710(例如二维阵列)中的任何适用数目的线圈继续。在特定实施例中，第一天线阵列710的线圈数目可以是大约两个到六个线圈(例如沿第一维度，如关于图9更详细描述)。此外，在折叠天线配置中，天线阵列的线圈可以从电连接的绕组(例如单个接线或电路)形成，或者形成为分开的电路，每个电路由相应的驱动线驱动。
另外或替代地，第二天线阵列720的天线线圈722、724、726可以被配置成折叠天线，例如，以如结合第一天线阵列710的线圈712、714、716所描述的类似的方式。在一特定实施例中，第二天线阵列720的线圈的数目可以是沿第二维度(例如，沿第一维度)大约两个到大约六个线圈。
虽然未说明，但是在一些实施例中，充电垫可进一步包含磁性材料(例如铁氧体结构)和导电背板。举例来说，线圈712、714、716、722、724、726可以位于磁性材料上方，并且磁性材料可以位于导电背板上方。此外，充电垫704可以包含导电屏蔽物和磁性材料之间以及磁性材料和线圈712、714、716、722、724、726之间的绝缘层。
如下文关于图8和9更详细所述，包含至少一个天线阵列，例如第一和/或第二天线阵列710、720，可以帮助增加充电垫704的大小，而又不会大幅地增加无线场从充电垫704的表面传播的距离。另外或替代地，包含至少两个天线阵列，例如第一和第二天线阵列710、720，可以帮助改进充电垫704在跨越充电垫704的期望表面产生无线场时的有效性。
举例来说，在一个特定实例实施例中，充电垫704可以具有至少大约膝上型计算机的大小的充电区域。在某些实施例中，充电垫704的充电区域可以具有大于大约10英寸的长度和大于大约6英寸的宽度。充电垫704可经配置以用足以用于为膝上型计算机(未图示)选择性地供电和/或选择性地充电的电力电平产生第一和第二无线场730、732的组合或复合无线场。在一些实施例中，组合无线场可能没有大盲区。举例来说，只要装置放置在充电垫704的表面上并且在充电区域内，如果无线场与装置位置无关地有效地用于充电和/或供电，组合无线场就没有大盲区。有效地用于供电和/或充电的无线场的实例是提供30瓦的无线场。有效地用于供电和/或充电的无线场的另一实例是提供大约15到30瓦的无线场。充电垫704可经配置以产生第一和第二无线场的组合无线场，使得组合无线场超出大约单个线圈的直径的高度大幅衰减。无线场大幅衰减的高度的实例是这样的高度：超出该高度，无线场衰减了至少约十倍。举例来说，组合无线场在大于各个线圈的直径的高度可能衰减到其峰值能量的大约十分之一或更小。因此，无线场传播到的高度的实例是这样的高度：在该高度之前，无线场没有大幅衰减。在其它实例中，传播高度包含小于无线场大幅衰减的高度的高度。举例来说，在一些实施例中，传播高度包含无线场衰减了两倍或更少的高度。
因此，在一个实施例中，类似大小的正方形环的阵列(例如一维或多维阵列)(例如十乘十个线圈的阵列)可以布置成折叠环图案，由此在平面上(例如在x方向和/或y方向上)横向地扩展充电区域，而又不会大幅增加近场传播。也就是说，在一些实施例中，高度或z方向上的近场强度可以与阵列大小(例如阵列的线圈的数目和/或折叠阵列的充电区域)无关。此外，部分地由于折叠图案，远场在z维度上的辐射可以被减小、衰减和/或抵消。举例来说，一对邻近折叠线圈可经配置以产生在远场上彼此抵消或衰减但又保持局部的B场量值的场。因此，远场可以基本上与阵列大小无关地衰减或减小，例如，在逐个折叠对的基础上。
在一个实施例中，折叠线圈可以具有大于经配置以耦合到所产生的无线场的接收器线圈的尺寸。应了解，将折叠线圈的大小减小成较小线圈，可能减小折叠线圈的电感并且增加折叠线圈的铜损耗(例如降低Q因子)。
图8说明根据示范性实施例的图7的实例充电垫704a的侧视图。图8与图7共同的元件共用共同的参考标志，且出于简洁起见，本文仅描述图之间的差异。充电垫704a可以包含两个线圈(例如折叠线圈712、714)构成的第一天线阵列710a和三个线圈(例如折叠线圈722、724、726)构成的第二天线阵列720a。
在所说明的实施例中，第一天线阵列710a的折叠天线线圈712、714基本上是共面的。举例来说，第一天线阵列710a可以形成平面层，其为平面型充电垫提供第一无线场。此外，或替代地，第二天线阵列720a的折叠天线线圈722、724、726可以是共面的。举例来说，第二天线阵列720a可以形成第二平面层，其为平面型充电垫提供第二无线场。
第一天线阵列710a可以至少部分地与第二天线阵列720a重叠。在一个实施例中，两个天线阵列710a、720a可以用一定的偏移量重叠，使得第一天线阵列从第二天线阵列磁性解耦。举例来说，在所说明的实施例中，第一天线阵列710a位于第二天线阵列720a上，使得线圈图案位移线圈宽度的一半。具体来说，第一天线阵列的线圈的中心位于第二天线阵列720a的两个邻近线圈的连接点上。换句话说，在一些实施例中，第一阵列可以相对于第二天线阵列位移，位移量大约是第一和第二天线阵列的图案的空间周期的一半。以此方式，第一和第二天线当被供电时可能不会大幅磁性耦合。
在操作中，当得到供电时，第一和第二天线阵列710a、720a可以产生无线场，所述无线场延伸穿过并且超出充电垫704a的表面。举例来说，第一天线阵列710a的线圈712、714可以产生耦合线圈712、714的磁场，其具有磁通量线812b。具体来说，如果用以相反或不同的旋转流动的电流驱动，则这个线圈布置可以产生两个相异的磁极区域，并且磁通量线812b在线圈上方在这些磁极区域之间以“通量管”形式形成弧形，例如具有在每个线圈712、714的中心上方并且垂直于每个线圈712、714的高通量集中度的区域。另外，第一天线阵列710a的线圈712产生的磁场还可以具有磁通量线812a，并且第一天线阵列710a的线圈714产生的磁场还可以具有磁通量线814b。
在类似操作中，第二天线阵列720a的线圈722、724、726可以产生具有磁通量线822b、824b的磁场，磁通量线822b、824b至少成对地耦合线圈722、724、726。这个线圈布置产生三个磁极区域和邻近线圈的中心之间的通过线圈722、724、726的通量管形式的磁通量线822b、824b，例如，具有在这些线圈中的每一个的中心并且垂直于这些线圈中的每一个的高通量集中度的区域。另外，第二天线阵列720a的线圈722产生的磁场还可以具有磁通量线822a，并且第二天线阵列720a的线圈726产生的磁场还可以具有磁通量线826b。
此外，所说明的实例实施例展示了通量管达到离充电垫704a的表面的距离h1。在一个实施例中，h1的距离内的接收天线可以耦合到充电垫704a产生的无线场。
在一个实施例中，第一和第二天线阵列710a、720a经配置以在远场在主要切线的方向上产生第一和第二无线场。举例来说，如上所述，第一天线阵列710a的所说明的线圈布置可以在第一天线阵列710a的线圈712、714的中心并且垂直于线圈712、714产生两个相异的磁极区域，以及在这两个相异的磁极区域之间的在线圈上方的通量管形式的磁通量线812b。此外，第二天线阵列720a的线圈布置可以在第二天线阵列720a的线圈722、724、726的中心产生三个磁极区域，以及在邻近线圈的中心之间的在线圈722、724、726上方的通量管形式的磁通量线822b、824b。这个结构产生的磁场的垂直和切线两个分量都随距离而快速衰减，原因在于交替线圈极性布置的抵消效应。
在一个实施例中，第一天线阵列710a可经配置以在驱动器电路(例如，图7的驱动器电路702)为第一天线阵列710a供电时为第一天线阵列的折叠天线线圈中的每一个供电。举例来说，线圈712、714中的每一个可以电连接，使得来自一个线圈的电流流到下一个线圈。在一个实施例中，第二天线阵列720a可经配置以在驱动器电路(例如，图7的驱动器电路702)为第二天线阵列720a供电时为第二天线阵列720a的折叠天线线圈中的每一个供电。举例来说，线圈722、724、726中的每一个可以电连接，使得来自一个线圈的电流流到下一个线圈。在其它实施例中，相应第一和/或第二天线阵列710a、720a的线圈中的一或多者可以独立地得到供电(例如，通过分开的驱动器电路)。
如上所述，第一天线阵列710a和驱动器电路702可经配置以用交替的极性为第一天线阵列710a的折叠天线线圈712、714供电。举例来说，电流相对于线圈712、714在相反或不同的方向上流动。因此，磁通量线802从线圈712流出，并且流入线圈714中。另外或替代地，第二天线阵列720a和驱动器电路702经配置以用交替的极性为第二天线阵列720a的折叠天线线圈722、724、726供电。举例来说，电流相对于线圈722、724、726在相反或不同的方向上成对地流动。因此，磁通量线804流出线圈722并且流入线圈724中，而磁通量线824b流出线圈726并且流入线圈724中。
图9说明根据示范性实施例的图7的另一实例充电垫系统704b的侧视图。图9与图8共同的元件共用共同的参考标志，且出于简洁起见，本文仅描述图之间的差异。具体来说，充电垫704b具有六个线圈712、724、和716-719构成的第一天线阵列710b以及六个线圈722、724和726-729构成的第二天线阵列720b。
与图8的充电垫704a相比，充电垫704b包含第一和第二天线阵列710b、720b中的每一个中的额外的折叠线圈(例如线圈715-718、727和728)。应了解，无线场(例如B场)在高度(垂直)方向或z方向上流动或传播的距离至少基于天线线圈的半径还有其它因素。举例来说，传播可以随线圈半径而增加。第一和第二天线阵列710b、720b的额外线圈可以帮助减小每个单独的线圈的半径并且又减小高度h2。同理，第一和第二天线阵列710b、720b的额外线圈可以帮助增加充电垫704b的充电区域，同时维持可接受的短传播距离h2。
此外，包含第一天线阵列710b的本文所描述的各种实施例的另一优点(除其它优点之外)是充电区域可以增加同时抑制无线场传播。举例来说，如果单个未折叠环用作充电垫的发射天线，则单个未折叠环的大小应当设计成具有与充电垫的充电区域相关的尺寸。因此，单个大线圈产生的无线场可以传播到离大充电垫的表面的不希望的距离。如上所述，增加的传播可能会干扰附近物体并且导致低效率。因此，第一天线阵列710b可以通过使用更多线圈、每个线圈具有合适的半径来帮助增加充电区域。
具体实施例(例如，不具有第二天线阵列720b的实施例)的一个缺点是增加第一天线阵列710b的线圈数目可能会增加缩小能级区域(“零区”或“盲区”)。举例来说，无线场可在第一天线阵列710b的线圈周边周围具有零区或盲区，标记为N12-N19。如果不补偿这些零区，则在第一天线阵列710b的线圈周边周围的区域可能不会有效地用于为可充电装置充电或供电。
因此，本文中所揭示的各个实例实施例的一个方面涉及在大表面上产生足够用于为电子装置充电或供电的无线场，而又不会导致相当大的无线辐射，并且不会产生位置相关盲区。因此，一方面，期望如下文更详细描述减小盲区区域。
有利的是，充电垫可包含发射电路，其经配置以产生正交的第一和第二驱动信号，以便为第一和第二天线阵列供电。举例来说，第一和第二驱动信号可以是周期性波形，例如正弦信号，具有相对的90度相移。在一个实施例中，使用由电容和/或感应元件构成的相移网络可以实现这种效果。在另一实施例中，例如两个或两个以上放大器的有源组件可以用正交的第一和第二驱动信号为阵列供电。
在操作中，第一天线阵列710b可以产生第一无线场，并且第二天线阵列720b可以产生第二无线场。因为第一和第二天线阵列710b、720b之间的相对位移，并且因为第一和第二天线阵列之间的解耦，所以第一无线场的盲区N12-N19的区域大概与第二无线场的峰值强度区域(标记为N22-29)在空间上重合。同样，第一无线场的峰值强度区域在空间上对应于第二无线场的盲区。因此，第一和第二无线场的叠加可能具有缩小的盲区，从而实现更均匀的充电场。此外，在使用正交的第一和第二驱动信号的情况下，组合无线场的峰值将随时间变化，并且将在对应于第一无线场的峰值的位置与对应于第二无线场的峰值的位置之间周期性地位移。无线场的周期性扫掠动作可以帮助在充电垫704b上在空间上使配电变均匀。
图10是随沿图7的充电垫704的表面的位移而变的组合无线场(例如第一和第二无线场730、732)的平均强度的示范性值的曲线图1000。曲线图1000是通过模拟其中在第一和第二天线阵列710、720中的每一个中有四个线圈的充电垫704的行为而产生。图10指示产生正交的第一和第二无线场可以有效地消除或减轻组合无线场中的各个无线场的零区。在操作中，组合无线场的峰值强度的位置可以随时间而变。举例来说，组合无线场的峰值强度的位置可以在第一无线场的峰值位置与第二无线场的峰值位置之间来回扫掠。
图11说明根据示范性实施例的实例充电垫系统1100的俯视图。所说明的实施例包含第一和第二二维天线阵列1110、1120。第一二维天线阵列1110具有三行和三列。第二二维天线阵列1120具有三行和三列。在一个特定实例实施例中，二维天线阵列1110、1120可以各自包含3乘3阵列。在其它实例实施例中，二维天线阵列1110、1120可以各自具有选自大约2乘2线圈到大约10乘10线圈的大小。然而，应了解，二维天线阵列1110、1120可以具有任何适用数目的行和列。二维天线阵列1110、1120可以帮助在两个维度中扩展充电垫系统1100的大小，抑制无线场传播和/或抑制盲区。
图12是根据一实施例的无线传输电力的方法1200的实施方案的流程图。方法1200在框1202处开始，并且进行到框1204以产生第一和第二驱动信号。举例来说，电路可以用于产生驱动信号以便为一或多个天线线圈供电以进行电力传送。在一个特定实例中，图7的驱动器电路702可以用于产生驱动线706、708提供的并且被承载到第一和第二天线阵列710、720的驱动信号。
在产生第一驱动信号之后，方法1200可以进行到框1206，以便使用折叠天线线圈的第一天线阵列基于至少第一驱动信号产生第一无线场。在一个特定实例中，第一天线阵列可以对应于图7的第一天线阵列710。举例来说，第一天线阵列710可以基于驱动器电路702提供的第一驱动信号产生第一无线场。第一驱动信号可以例如用交替的极性为天线线圈712、714、716供电以产生第一无线场，如结合图7和8所描述。
在产生第二驱动信号之后，方法1200可以进行到框1208，以使用折叠天线线圈的第二天线阵列至少基于第二驱动信号产生正交于第一无线场的第二无线场。第一天线阵列可以至少部分地与第二天线阵列重叠。在一个特定实例中，第一天线阵列可以对应于图7的第二天线阵列720。举例来说，第二天线阵列720可以基于驱动器电路702提供的第二驱动信号产生第二无线场。第二驱动信号可以为例如用交替的极性为天线线圈722、724、726供电以产生第二无线场，如结合图7和8所描述。
应了解，方法1200可以按任何次序执行框1206和1208。方法1200在框1210处结束。
上文所描述的方法的各种操作可由能够执行所述操作的任何合适装置(例如，各种硬件及/或软件组件、电路及/或模块)执行。一般来说，各图中所说明的任何操作可以由能够执行所述操作的对应功能装置执行。用于产生正交的第一和第二驱动信号的装置可以通过图7的驱动电路702提供。用于产生第一无线场的装置可以使用图7的第一天线阵列710提供。用于产生第二无线场的装置可以使用图7的第二天线阵列720提供。
可使用各种不同技艺和技术中的任一者来表示信息和信号。例如，可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示贯穿以上描述可能参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片。
结合本文揭示的实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路及算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件，或两者的组合。为清晰地说明硬件与软件的此可互换性，以上已大体就其功能性来描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。此功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及施加于整个系统的设计约束。可针对每一特定应用以不同方式来实施所描述的功能性，但此类实施方案决策不应被解释为会导致脱离本发明的实施例的范围。
可使用以下各者来实施或执行结合本文中所揭示的实施例而描述的各种说明性块、模块和电路：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或其经设计以执行本文所描述的功能的任何组合。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一或多个微处理器结合DSP核心，或任何其它此类配置。
结合本文中所揭示的实施例而描述的方法或算法的步骤和功能可以直接体现在硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合中。如果以软件来实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储在有形的非暂时性计算机可读媒体上或经由有形的非暂时性计算机可读媒体进行传输。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可卸除式磁盘、CDROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息及将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体。如本文中所使用，磁盘及光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘使用激光光学地复制数据。以上各项的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。处理器及存储媒体可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留于用户终端中。在替代方案中，处理器及存储媒体可作为离散组件驻留于用户终端中。
为了概述本发明，本文已描述了本发明的某些方面、优点及新颖特征。应理解，根据本发明的任何特定实施例，可能未必实现所有此类优点。因此，可以按照如本文所教示来实现或优化一个优点或一组优点而不一定实现本文可能教示或建议的其它优点的方式来体现或进行本发明。
将容易了解对上述实施例的各种修改，且可在不脱离本发明的精神或范围的情况下将本文中定义的一般原理应用到其它实施例。因此，本发明并不既定限于本文中所展示的实施例，而应被赋予与本文中所揭示的原理和新颖特征相一致的最广泛范围。

Claims (20)

1.一种无线电力传输装置，所述装置包括：
驱动器电路，其经配置以产生第一和第二驱动器信号；
天线线圈的第一天线阵列，其经配置以基于为所述第一天线阵列供电的所述第一驱动器信号产生第一无线场，使得用相反极性为所述第一天线阵列的邻近天线线圈供电；以及
天线线圈的第二天线阵列，其与所述第一天线阵列部分地重叠，所述第二天线阵列经配置以产生正交于所述第一无线场的第二无线场，所述第二无线场是基于为所述第二天线阵列供电的所述第二驱动器信号产生的，使得用相反极性为所述第二天线阵列的邻近天线线圈供电。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一天线阵列以一定的偏移量与所述第二天线阵列重叠，使得所述第一天线阵列与所述第二天线阵列基本上磁性解耦。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一天线阵列的所述天线线圈基本上是共面的，并且其中所述第二天线阵列的所述天线线圈基本上是共面的。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一和第二驱动信号具有周期性波形，其中所述第一驱动信号相对于所述第二驱动信号具有大约90度相移，使得所述第一无线场相对于所述第二无线场具有大约90度相移。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一和第二天线阵列经配置以在第一方向上产生所述第一和第二无线场。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一天线阵列的所述天线线圈从第一电连接绕组形成，并且其中所述第二天线阵列的所述天线线圈从第二电连接绕组形成。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一天线阵列包括所述天线线圈中的两者或两者以上，并且其中所述第二天线阵列包括所述天线线圈中的两者或两者以上。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一天线阵列的所述天线线圈中的两者或两者以上经配置以如果所述第一天线阵列得到供电则无线耦合，并且其中所述第二天线阵列的所述天线线圈中的两者或两者以上经配置以如果所述第二天线阵列得到供电则无线耦合。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一天线阵列的邻近天线线圈经配置以在相反旋转方向上承载电流。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一天线阵列的邻近天线线圈经配置以在相反旋转方向上承载电流，并且其中所述第二天线阵列的邻近天线线圈经配置以在相反旋转方向上承载电流。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一天线阵列包含至少两行天线线圈和至少两列天线线圈，其中所述第二天线阵列包含至少两行天线线圈和至少两列天线线圈。
12.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括充电垫，所述充电垫包含所述第一和第二天线阵列和所述驱动器电路，其中所述充电垫具有大于大约十英寸的长度和大于6英寸的宽度，其中所述充电垫经配置以用大于大约30瓦的电力电平产生所述第一和第二无线场的组合无线场，其中所述组合无线场至少通过离所述充电垫的一段距离而大幅衰减，所述距离是所述充电垫的所述长度的大约一半或所述充电垫的所述宽度的大约一半中的至少一者。
13.一种用于无线电力传输的方法，所述方法包括：
产生第一和第二驱动信号；
通过基于所述第一驱动器信号为天线线圈的第一天线阵列供电，经由所述第一天线阵列产生第一无线场，为所述第一天线阵列供电包括用相反极性为所述第一天线阵列的邻近天线线圈供电；以及
通过基于所述第二驱动器信号为天线线圈的第二天线阵列供电，经由所述第二天线阵列产生正交于所述第一无线场的第二无线场，所述第一天线阵列与所述第二天线阵列至少部分地重叠，为所述第二天线阵列供电包括用相反极性为所述第二天线阵列的邻近线圈供电。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一天线阵列以一定的偏移量与所述第二天线阵列重叠，使得所述第一天线阵列与所述第二天线阵列基本上磁性解耦。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一和第二驱动信号具有周期性波形，其中所述第一驱动信号相对于所述第二驱动信号具有大约90度相移，使得所述第一无线场相对于所述第二无线场具有大约90度相移。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一天线阵列的邻近天线线圈经配置以在相反旋转方向上承载电流，并且其中所述第二天线阵列的邻近天线线圈经配置以在相反旋转方向上承载电流。
17.一种用于无线电力传输的设备，所述设备包括：
用于产生第一和第二驱动器信号的装置；
多个用于产生第一无线场的装置，其基于为所述多个第一无线场产生装置供电的所述第一驱动器信号产生第一无线场，使得用相反极性为所述多个第一无线场产生装置的邻近装置供电；以及
多个用于产生第二无线场的装置，所述第二无线场正交于所述第一无线场并且与所述第一无线场至少部分重叠，所述第二无线场基于为所述多个第二无线场产生装置供电的所述第二驱动器信号，使得用相反极性为所述多个第二无线场产生装置的邻近装置供电。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述多个第一无线场产生装置与所述多个第二无线场产生装置基本上磁性解耦。
19.根据权利要求17所述的设备，其中所述第一和第二驱动信号具有周期性波形，其中所述第一驱动信号相对于所述第二驱动信号具有大约90度相移，使得所述第一无线场相对于所述第二无线场具有大约90度相移。
20.根据权利要求17所述的设备，其中所述多个第一无线场产生装置的邻近装置经配置以在相反旋转方向上承载电流，并且其中所述多个第二无线场产生装置的邻近装置经配置以在相反旋转方向上承载电流。
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