CN110140276A - 能够从无线装置自采集能量的系统和使用该系统的方法 - Google Patents

Abstract

从无线装置自采集能量并且使用自采集能量来补充无线装置的电池电力的系统和方法包括以下步骤：收集无线装置发送的射频信号的至少一部分；将从射频信号中收集的射频信号转换成直流能量；进一步将直流能量转换成与电连接到无线装置的电池的充电要求兼容的能量；通过无线装置接口将兼容能量传递到无线装置的电池，以将兼容能量添加在电池中。

Description

能够从无线装置自采集能量的系统和使用该系统的方法

相关申请

本申请要求2015年6月11日提交的名称为“Systems Capable of Self-Harvesting Energy From Wireless Devices and Methods of Using the Same”的美国临时专利申请No.62,174,176；2015年6月4日提交的名称为“Energy Harvesting Systemfor Use with Wireless Devices and Methods of Using the Same”的美国临时专利申请No.62/171,099；以及2014年10月14日提交的名称为“Energy Harvesting WirelessMobile Device”的美国临时专利申请No.62/063,432的优先权。这些申请通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本公开涉及能够从相关无线装置接收射频能量并且将它转换成直流(DC)电力的系统，以用于延长或扩展相关无线装置的电池寿命。更具体地，本公开涉及能量采集系统，这些能量采集系统可内置于保护性壳体或罩中，或者附接于诸如电话或平板电脑的无线装置，以从该装置收集并转换射频能量，以用于延长或扩展无线装置电池的电池寿命。

背景技术

在使用时，智能电话和其他无线装置所发送的射频(RF)能量中的仅仅一小部分用于与诸如蜂窝基站或无线网络路由器的无线接入点通信。这是因为，小型无线装置，包括移动无线装置，从装置向所有方向发送RF信号以确保不中断地通信，而不管无线装置的取向如何。

有用的是，收集或采集未使用的RF信号，以将它们例如转换成直流(DC)电力，作为无线装置电池的容量的补充。然而，现有RF能量采集设计已经不能够有效收集并且转换以不同频率发送的具有不同信号强度的RF信号，而没有对蜂窝信号强度和数据发送速率产生不利影响。

发明内容

在一个实施例中，系统配置成自采集配置成发送射频信号的相关无线装置所发送的射频信号的至少一部分，并且将从射频信号中收集的射频信号转换成与无线装置的充电要求兼容的直流信号，以作为与无线装置电连接的电池的电荷的补充。

在另一个实施例中，无线装置配置成发送射频信号并且自采集来自所发送射频信号的能量，以作为与无线装置电连接的电池的电荷的补充。无线装置可包括自采集系统，自采集系统配置成收集无线装置所发送的射频信号的至少一部分，并且将从射频信号中收集的射频信号转换成与电池充电要求兼容的直流信号。该系统可包括：一组转换电路，配置成将无线装置所发送的射频信号中的至少一些转换成直流信号；一组电力管理电路，电连接到所述一组转换电路，其中，所述一组电力管理电路配置成生成与电池的充电要求兼容的直流电力；以及无线装置接口，电连接到所述一组电力管理电路，其中，无线装置接口配置成将所述一组电力管理电路所生成的直流电力传递到无线装置的电池。

在另一个实施例中，一种从无线装置自采集能量并且使用所自采集的能量作为无线装置的电池电力的补充的方法包括以下步骤：收集无线装置所发送的射频信号的至少一部分；将从射频信号中收集的射频信号转换成直流能量；将直流能量进一步转换成与电连接到无线装置的电池的充电要求兼容的能量；以及通过无线装置接口将兼容能量传递到无线装置的电池，以将兼容能量添加到电池中。

附图说明

附图并入本说明书中，构成说明书的部分，例示各种示例系统、设备和方法，并且仅仅用于例示各种示例实施例。在附图中，相同的元件带有相同的参考标号。

图1A是包括RF能量采集系统的无线装置罩的一个示例的示意图。

图2是RF能量采集系统的另一个实施例的示意图。

图3是RF能量采集系统的另一个实施例的示意图。

图4是RF能量采集系统的另一个实施例的示意图。

图5是在RF能量采集系统的一个实施例中使用的电路的示意图。

图6是RF能量采集系统的另一个实施例的流程图。

图7是附接于智能电话的RF能量采集系统的一个实施例的平面图。

图8是图7的RF能量采集系统的俯视图和仰视图。

图9是例示随时间推移的配备有和没有配备图8的RF能量采集系统的智能电话电池的放电性能的图表。

图10是例示对于配备有和没有配备图8的RF能量采集系统的智能电话而言耗尽智能电池容量的50％所需的时间量的图表。

图11a至图11c是包括用于相关智能电话的RF能量采集系统的保护罩的实施例的分解平面图。

图11d是用于相关智能电话的图7a至图7c的保护罩的组装平面图。

图12a是内置了RF能量采集系统的母板的一个实施例的俯视图。

图12b是图12a的母板的仰视图。

图13是例示对于配备有和没有配备RF能量采集系统的智能电话而言的电池容量随时间推移的减少按电荷百分比计算的图表。

图14是例示对于配备有和没有配备RF能量采集系统的智能电话而言的每分钟减小的电池容量百分比的图表。

图15是RF能量采集系统的使用对配备有和没有配备RF能量采集系统的相关智能电话的数据速率的影响的图示。

具体实施方式

当无线装置的用户发送或接收电子邮件、打电话或在互联网上进行搜索时，无线装置向诸如蜂窝站的周围无线接入点发送RF信号。如本文中使用的，短语“RF信号”可意指波长相当于大约3kHz至大约300GHz的频带的电磁辐射。然而，实际上，这些信号中只有小部分用于对应的通信。在一个实施例中，RF能量采集系统可连接到无线装置，以使该装置能够“自采集”其自身的射频信号。例如，当从电话发送时，来自电话的没有用于数据或语音通信的近场RF信号被相关系统收集，从RF转换成DC电力，并且充回电话的电池，从而延长耗尽电池电荷所花费的时间。这种类型的自收集将指的是装置使用相关的RF能量采集系统来“自采集”其自身射频信号的能力。在一个实施例中，将该系统用于相关无线装置使电池消耗速率减小高达30％，而没有影响装置的通信质量或数据速率。无线装置的电池具有一定量的容量，例如—常常在一定时间长度内测得的装置可处理的一定量的数据或通信。电池将100％电荷耗尽至0％电荷所花费的该时间量通常称为电池的“寿命”。应该理解，RF能量采集系统并没有增加电池的容量。确切地，系统增加了电池中的电荷，由此延长或扩展该电池的寿命并且增加在特定电池耗尽至其0％电荷之前花费的时长或能发送和接收的数据量。

出于该描述的目的，无线装置将指的是“电话”，但应该理解，无线装置可以是无线发送和接收RF信号的、移动或不移动的任何装置。此外，能量采集系统将描述为内置在电话的壳体或罩中，但还应该理解，该系统可通过其他装置连接到电话，这些装置包括但不限于内置于电话本身中、能拆卸地或固定地附接于电话的能拆卸壳体或罩以及能拆卸地附接于电话。

现在，参照图1，在一个实施例中，RF能量采集系统10(“系统”)可内置于智能电话(下文为“电话”)的壳体或保护罩11中。系统10可包括调谐以接收所期望频带内的RF信号的一个或更多个接收天线12。例如，如图1中所示，系统10可包括：第一接收天线12a，用于采集Wi-Fi RF信号；以及第二接收天线12b，配置成采集蜂窝RF信号(例如，与3G、4G、CDMA等对应的频率)。系统10还可包括信号转换电路14，配置成将从接收天线12收集的能量从交流(AC)电力转换成直流(DC)电力。系统10还可包括电力管理电路16，配置成生成能够增加电话电池中的电荷的DC电力。最后，系统10还可包括无线装置接口18，配置成将系统10连接到电话。要注意，本文中提供的图可利用箭头线或点终止线来指示这些部件电连接。此外，要注意，短语“电连接”可意指直接设置在多个部件之间或利用居间部件间接设置在两个部件之间的导电路径，使得电信号可经由该导电路径传输。

现在，参照图2，在另一个实施例中，系统10包括至少一个接收天线12、一组转换电路14、RF扼流圈28、一组电力管理电路16和无线装置接口18，无线装置接口18配置成与无线装置/电话20通信。首先，接收天线12可设计成在从电话接收能量期间减轻能量损耗，同时不干扰蜂窝和数据发送速率。大多数智能电话使用多个天线，这些天线安装在电话周围的不同位置处，以发送和接收在不同频带中具有不同信号电平的RF信号。例如，Wi-Fi信号具有相对低的信号电平(-20dBm)并且在大约2.45GHz和大约5.9GHz的频带中发送，而蜂窝信号在大约800MHz和大约1800MHz的频带中发送。这样，为了适应不同发送，在系统10中会需要不止一个接收天线12。另外，每个接收天线12必须设置成毗邻电话上相应的发送天线。在一个实施例中，接收天线12布置成尽可能远离电话的发送天线，同时生成1)足够的非稳压整流电压，以便导通电力管理电路16和2)足够的稳压整流电压，以将兼容电荷添加到无线装置20中。应该理解，接收天线12相对于对应的发送电话天线的布置将根据电话的设计、转换器电路14的拓扑和效率以及电力管理电路16的导通电压阈值而有所不同。在另一个实施例中，接收天线12设置成从相关无线装置20的发送天线接收预定数量的波长。应该理解，预定数量将根据相关无线装置20的设计而有所不同。

如图3和图4中所示，可使用至少两种不同方法来组合多个接收天线12所收集的信号。首先，如图3中所示，信号可被单独的接收天线12a和12b收集，并且只在电力管理电路16a和16b已经将AC电力转换成DC电力之后才进行组合。该方法包括内置于壳体或罩中的两个单独能量采集系统。该配置可提高整流效率，因为可针对正接收的信号的每个频带来单独地调谐阻抗匹配电路22a和22b和转换器电路14a和14b(即，根据最大电力传输定理)。具体地，阻抗可与相关接收天线在其运行频带中的输出阻抗匹配。然而，该配置确实消耗了更多空间并且包括更多部件。

如图4中所示，接收天线12a和12b的输出可在通过阻抗匹配电路22发送之前进行组合。虽然该配置需要的部件更少，减少了成本和空间二者，但是可观察到对于正接收的信号的每个频带而言，整流效率降低。

一旦能量被接收天线12收集，能量就通过阻抗匹配电路22和转换电路14发送。转换电路14包括整流器电路24。阻抗匹配电路22配置成减少损耗，并且增加接收天线12接收的发送到整流电路24的AC电力的量。应该理解，可在系统10中使用任何合适的阻抗匹配电路22。阻抗匹配电路22接着将所收集的AC电力发送到整流器电路24，将其转换成DC电力。整流器电路24可包括能够将所收集的AC电力转换成DC电力的任何装置，诸如半波整流器或全波整流器。在一个实施例中，整流器电路24可配置成提供AC电力的全波整流。因此，整流器电路24可包括呈两级Dickson电荷泵拓扑的低势垒Schottky(肖特基)二极管。

再参照图2，已发现使用两级Dickson电荷泵拓扑将整流器电路24的输出电压乘4，从而有助于确保管理和存储电路16的输入端处的电压足够高。然而，料想到可使用其他拓扑。应该理解，可针对与目标电话关联的特定信号电平和频率来特定调谐整流器电路24，以提高AC-DC转换效率。

在替代实施例中，转换电路14可包括谐波采集器26，用于提高AC-DC电力的电力转换效率。在2014年12月12日提交的国际专利申请No.PCT/US14/70087中描述了一种这样的谐波采集器26，该专利申请的全部内容以引用方式并入本文中。

一旦进行了AC-DC电力转换，能量就通过RF扼流圈28传输到电力管理电路16。RF扼流圈28，在一个实施例中为电感器，用于阻挡任何未经转换的AC电力，同时使DC电力传递到电力管理电路16。电力管理电路16用于调节所采集的DC电力并且确保其与目标电话的充电要求兼容。

在一个实施例中，电力管理电路16分两级运行。第一步，使用DC-DC转换器30将来自RF扼流圈28的DC电压升压至更高的电压电平。例如，使用DC-DC转换器30可将来自RF扼流圈28的DC电压升压至大约4.2V至大约5.1V。将通过相关电话的充电要求来确定并且由输出电压电平控制电路32来指定所得的电压电平。第二步，输出电压调节和控制电路34保持来自DC-DC转换器30的稳定输出电压。电力管理电路16还可配置成转移其输出，以对所附接的电力存储装置36进行充电，电力存储装置36诸如是电容器或可充电电池。

最后，DC电力从输出电压调节器和控制电路34通过无线装置接口18传递到无线装置20。无线装置接口18的设计将根据针对特定无线装置20的连接器类型而有所不同。例如，无线装置接口18可配置成遵循总线标准，诸如但不限于通用串行总线(USB)、微USB、lightning或类似标准。

实例1

图5例示了在RF能量采集系统中使用的电路的实例。在这个实施例中，使用至少四个天线12a-d来收集多个蜂窝和Wi-Fi频带中的RF信号。每个天线12a-d伴随有阻抗匹配电路22a-d，调谐阻抗匹配电路22a-d，以将电力从天线有效传递到转换器电路14a-d。在这个实施例中，每组转换器电路14a-d包括Dickson电荷泵整流器电路，Dickson电荷泵整流器电路借助低势垒Schottky(肖特基)二极管将交流RF信号(AC)整流成DC电压。然后，通过RF扼流圈28a-d对所有整流器电路14a-d的DC电压输出进行过滤并将其组合在一起，发送到电力管理电路16的输入端。

电力管理电路16用于调节所采集的DC电压，以确保它与相关无线装置的充电要求兼容，在一个示例中相关无线装置为需要大约5V电力以向电池增加兼容电荷的iPhone6。在一些实施例中，电力管理电路16的DC-DC转换器30可设置为电力管理集成电路，诸如但不限于得自美国得克萨斯州的Texas Instruments of Dallas的BQ25504RGTT。首先，当转换器电路14a-d的输出的组合达到330mV时，启动DC-DC转换器30。当启动时，DC-DC转换器30的输入端处的电力被提取，并且DC-DC转换器30开始将输出电容器(或任何其他存储装置)36充电至5.10V。由输出电压电平控制器32来设置输出电压电平。在这个实施例中，输出电压电平控制器32包括由两个电阻器构成的分压器。

输出电压调节器和控制电路34连接到DC-DC转换器30的输出端。在这个实施例中，输出电压调节器和控制电路34可以是PFET负载开关，诸如但不限于得自TexasInstruments的TPS229xx负载开关。输出电压调节器和控制电路34确保，只有当输出电压与相关无线装置的充电电压要求兼容时，DC-DC转换器30的输出端才连接到该装置。

随着存储装置36中的电压升高达到5.02V，来自DC-DC转换器30的控制信号从0V跳变至受输出电压电平控制器32控制的电压，从而导通输出电压调节器和控制电路34并且开始通过无线装置接口18对无线装置20进行充电。在充电期间，随着存储在存储装置36中的电能传递到装置的电池，电压将开始减小。当存储装置36中的电压下降至4.20V时，输出电压调节器和控制电路34将关闭，无线装置20与电力管理电路30断开。这样允许电压通过对存储装置36进行充电而升高回到5.016V，此时重复该进程。

实例2

现在，参照图6、图7和图8，制造样本系统10。样本系统10包括天线12、包括单短线调谐器的阻抗匹配电路22、包括呈两级Dickson电荷泵拓扑的低势垒Schottky(肖特基)二极管的整流器电路24、商用电力管理电路16、存储装置36和无线装置接口18。如图7中所示，样本系统10连接到智能电话20。已发现，当输入电力足够高时，能量管理电路用调节后的输出电压对电话20进行充电。当输入电力没有高得足以对电话20进行充电时，电力管理电路16将装置与电话20断开，并且将所采集的能量存储在存储元件36中，在这个示例中存储元件36示出为图7和图8中的大电路装置的超级电容器。当存储在存储装置36中的能量再变得足够高时，电力管理电路16自动地重连系统与电话，以对电池进行充电。还已发现，当系统10没有连接到电话20而是毗邻电话时，能量被存储在存储装置36中。

然后，对于附接和没有附接样本系统10的电话而言，比较电话的电池容量从100％减小至50％的时间量。为了确保这两个电话发送大致相同的数量的数据，在每个电话使用蜂窝网络恒定地下载大文件时进行测试。如图9和图10中所示，当样本系统10用于电话20时，电池消耗速率平均降低大约24.5％。然而，预料到，在正常使用状况下，即，在并非恒定数据下载的情况下，当使用系统10时，电池消耗将减小大得多的百分比。

实例3

图11a至图11c示出内置该系统的iPhone 6的样本电话壳体的分解视图。如图11a中所示，例如，电话壳体可包括壳体主体44、壳体顶盖46、前板50和系统置于其上的母板48。母板48可设置在壳体主体44和前板50之间。然后，可将电话20插入母板48和前板50之间，并且壳体顶盖46设置在电话20的顶部周围，以确保电话20固定就位，如图11d中所示。在图12a和图12b中分别示出样本母板48的前部和后部。在这个示例中，母板48包括用于在两个Wi-Fi频带(2.4GHz和5.8GHz)和两个LTE频带(800MHz和1800MHz)中采集RF能量的四个天线。在这个示例中，所采集的DC电力通过壳体底部的iPhone lightning连接器充回到电话电池。

如图13中所示，在带有和不带实例2的壳体的情况下，测试在使用2.4GHz Wi-Fi进行连续性数据下载期间的iPhone 6电池放电速率。结果表明，随时间推移，电池放电速率下降25％。如图14中所示，在带有和不带实例2的壳体的情况下，测试在使用1750MHz LTE进行连续性数据下载期间的iPhone 6电池放电速率。结果还表明，随时间推移，电池放电速率下降。在进行这些测试期间，监测并记录电话的数据速率，以确保系统的存在并不影响数据速率，如图15中所展示的。据信，该测试的成功是由于将系统的接收天线相对于电话上的发送天线谨慎布置。例如，当电话壳体附接到电话时，每个接收天线可直接对准在电话的相应发送天线后方。

申请人已发现，RF能量发送性能(即，通信性能)没有因自采集系统而劣化。系统的实施例设置有iPhone 6的电话壳体。在带有电话壳体和不带电话壳体的情况下，测试iPhone 6的RF能量发送性能。将测试结果进行比较，以确定自采集系统对RF能量发送性能的影响。具体地，比较各个通信频带中的带有自采集电话壳体的iPhone 6和不带电话壳体的iPhone 6的无线(OTA)总辐射功率(TRP)和OTA总全向灵敏度(TIS)。对于测试，在带有电话壳体的情况下进行的测试和在不带电话壳体的情况下进行的测试之间的性能差异大约在-1dB和大约1dB的测试误差范围内。因此，认为大约-1dB至大约1dB之间的结果表明自采集电话壳体没有对数据质量产生负面影响。

在频带2(1850-1990MHz)中，在不带电话壳体的情况下进行的测试的OTA TRP是大约6.62dBm，在带有电话壳体的情况下进行的测试的OTA TRP是大约6.01dBm，并且δOTA TRP是大约-0.61dB。在不带电话壳体的情况下进行的测试的OTA TIS是大约-93.49dBm，在带有电话壳体的情况下进行的测试的OTA TIS是大约-93.85dBm，并且δOTA TIS是大约0.36dB。在频带13(746-787MHz)中，在不带电话壳体的情况下进行的测试的OTA TRP是大约12.05dBm，在带有电话壳体的情况下进行的测试的OTA TRP是大约12.03dBm，并且δOTA TRP是大约-0.02dB。在不带电话壳体的情况下进行的测试的OTA TIS是大约-92.19dBm，在带有电话壳体的情况下进行的测试的OTA TIS是大约-91.91dBm，并且δOTA TIS是大约-0.28dB。在频带3(1710-1880MHz)中，在不带电话壳体的情况下进行的测试的OTA TRP是大约9dBm，在带有电话壳体的情况下进行的测试的OTA TRP是大约10.7dBm，并且δOTA TRP是大约1.7dB。在不带电话壳体的情况下进行的测试的OTA TIS是大约-92.78dBm，在带有电话壳体的情况下进行的测试的OTA TIS是大约-91.97dBm，并且δOTA TIS是大约-0.81dB。对于以上提到的频带中的每个，OTA TRP在表明没有由于自采集而导致性能劣化的范围内。因此，可利用本文中描述的实施例来减小装置的电池消耗速率，而没有对装置的通信质量或数据速率产生不利影响。

在本说明书或权利要求书中使用术语“包括”或其变型的情况下，与术语“包含”类似的方式，它旨在是包括性的，正如采用该术语作为权利要求中的转接词一般地解释该术语。此外，在采用术语“或”(例如，A或B)的情况下，它旨在意指“A或B或这二者”。当申请人旨在指示“唯A或B而非这二者”时，则将采用术语“唯A或B而非这二者”。因此，在本文中使用术语“或”是包括性的，而非排他性使用。参见Bryan A.Garner，A Dictionary of ModernLegal Usage 624(第二版，1995)。另外，在说明书或权利要求书中使用术语“中”或“内”的情况下，它旨在另外意指“上”或“上方”。在说明书或权利要求书中使用术语“基本上”的情况下，它旨在考虑制造时可得或谨慎的精确度。在说明书或权利要求书中使用术语“选择性”的情况下，它旨在是指部件的状况，其中，设备的用户可在使用设备时必要地或期望地启用或禁用部件的特征或功能。在说明书或权利要求书中使用术语“功能性连接”的情况下，它旨在意指所识别部件以执行所指定功能的方式连接。如在说明书和权利要求书中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数。最后，在术语“大约”结合数字进行使用的情况下，它旨在包括数字的±10％。换句话讲，“大约10”可意指9至11。

如上所述，虽然已经通过对本申请的实施例的描述例示了本申请，并且虽然已经相当详细地描述了实施例，但申请人的意图不是将随附权利要求书的范围约束或以任何方式限制于此细节。得益于本申请，本领域的技术人员将容易清楚另外的优点和修改形式。因此，申请的更广范围不限于具体细节、所示出的例示示例或所引用的任何设备。在没有背离总体发明构思的精神或范围的情况下，可改变这些细节、示例和设备。

Claims (37)

1.一种系统，其中，所述系统配置成自采集配置成发送射频信号的相关无线装置发送的射频信号的至少一部分；并且其中，所述系统进一步配置成将从射频信号中收集的射频信号转换成与所述无线装置的充电要求兼容的直流信号，以作为与所述无线装置电连接的电池的电荷的补充。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统内置于所述无线装置内或者与所述无线装置形成一体。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统能拆卸地附接于所述无线装置。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统永久地附接于所述无线装置。

5.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：

一组转换电路，配置成将所述无线装置发送的所述射频信号中的至少一些转换成直流信号；

一组电力管理电路，电连接到所述一组转换电路，其中，所述一组电力管理电路配置成生成与所述电池的充电要求兼容的直流电力；以及

无线装置接口，电连接到所述一组电力管理电路，其中，所述无线装置接口配置成将所述一组电力管理电路生成的所述直流电力传递到所述无线装置的电池。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一接收天线，其中，所述第一接收天线毗邻第一发送天线设置，并且能够收集所述第一发送天线发送的所述射频信号的至少一部分。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述一组转换电路包括整流器电路。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述一组转换电路还包括谐波采集电路。

9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述一组电力管理电路包括DC-DC转换器、输出电压调节器和控制电路以及存储装置。

10.根据权利要求5所述的无线装置，其特征在于，所述一组电力管理电路还包括输出电压电平控制电路。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线装置是由Apple公司制造或销售的无线装置。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线装置是由Samsung制造或销售的无线装置。

13.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一接收天线配置成接收Wi-Fi信号。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统还包括能够接收射频信号的第二接收天线，其中，所述第二接收天线毗邻第二发送天线设置。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第二天线配置成接收蜂窝信号。

16.一种从相关无线装置自采集能量，并且使用自采集的能量作为所述无线装置的电池电力的补充的方法，所述方法包括：

收集所述相关无线装置发送的射频信号的至少一部分；

将从所述射频信号中收集的所述射频信号转换成直流能量；

进一步将所述直流能量转换成与电连接到所述相关无线装置的电池的充电要求兼容的能量；

通过无线装置接口将兼容能量传递到所述相关无线装置的所述电池，以将所述兼容能量添加到所述电池中。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述收集的步骤包括使用接收天线来收集所述相关无线装置发送的所述射频信号。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，第一转换步骤包括使用整流器电路来生成所述整流器电路的输出，并且从所述整流器的输出中过滤剩余的交流信号。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，第二转换步骤包括将所述整流器电路的过滤后输出的电力电平变成与所述相关无线装置的充电要求兼容的直流电力电平。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，改变所述电力电平包括：

对存储元件进行充电；

确定所述存储元件的存储电力电平；以及

当所述存储电力电平小于所述直流电力电平时，断开所述相关无线装置的所述电池。

21.一种射频能量采集系统，包括：

第一接收天线，能够接收射频信号，其中，所述第一接收天线毗邻第一发送天线设置；

阻抗匹配电路，电连接到所述第一接收天线；

一组转换电路，电连接到所述阻抗匹配电路，其中，所述一组转换电路配置成将所述第一天线接收的所述射频信号中的至少一些转换成直流信号；

一组电力管理电路，电连接到所述一组转换电路，其中，所述一组电力管理电路包括DC-DC转换器和输出电压调节器和控制电路，并且配置成用所述直流信号来生成能够补充无线装置电池的电池电力的直流电力；以及

无线装置接口，电连接到所述一组电力管理电路，其中，所述无线装置接口配置成将所述一组电力管理电路生成的所述直流电力传递到无线装置。

22.根据权利要求21所述的能量采集系统，其特征在于，所述一组转换电路包括整流器电路。

23.根据权利要求22所述的能量采集系统，其特征在于，所述一组转换电路还包括谐波采集电路。

24.根据权利要求21所述的能量采集系统，其特征在于，所述一组电力管理电路还包括存储装置。

25.根据权利要求21所述的能量采集系统，其特征在于，所述一组电力管理电路还包括输出电压电平控制电路。

26.根据权利要求21所述的能量采集系统，其特征在于，所述第一接收天线配置成接收Wi-Fi信号。

27.根据权利要求26所述的能量采集系统，其特征在于，所述系统还包括能够接收射频信号的第二接收天线，其中，所述第二接收天线毗邻第二发送天线设置。

28.根据权利要求27所述的能量采集系统，其特征在于，所述第二天线配置成接收蜂窝信号。

29.根据权利要求28所述的能量采集系统，其特征在于，所述系统配置成组合第一天线的输出和第二天线的输出，之后将组合后的天线输出发送到所述阻抗匹配电路。

30.根据权利要求29所述的能量采集系统，其特征在于，所述系统配置成组合第一天线的输出和第二天线的输出，之后将组合后的天线输出发送到所述无线装置接口。

31.根据权利要求30所述的能量采集系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二阻抗匹配电路；

第二组转换电路，电连接到所述第二阻抗匹配电路，其中，所述第二组转换电路配置成将所述第二天线接收的所述射频信号中的至少一些转换成第二直流信号；

第二组电力管理电路，电连接到所述第二阻抗匹配电路，其中，所述第二组电力管理电路包括第二DC-DC转换器和第二输出电压调节器和控制电路，并且配置成用所述第二直流信号来生成能够作为无线装置电池的电池寿命的补充的直流电力。

32.根据权利要求21所述的能量采集系统，其特征在于，所述系统内置于所述无线装置内。

33.一种用于无线装置的壳体，其中，所述壳体包括能量采集系统，所述能量采集系统包括：

第一接收天线，能够接收射频信号，其中，所述第一接收天线毗邻第一发送天线设置；

阻抗匹配电路，电连接到所述第一接收天线；

一组转换电路，电连接到所述阻抗匹配电路，其中，所述一组转换电路配置成将所述第一天线接收的所述射频信号中的至少一些转换成直流信号；

一组电力管理电路，电连接到所述一组转换电路，其中，所述一组电力管理电路包括DC-DC转换器和输出电压调节器和控制电路，并且配置成用所述直流信号来生成能够补充无线装置电池的电池电力的直流电力；以及

无线装置接口，电连接到所述一组电力管理电路，其中，所述无线装置接口配置成将所述一组电力管理电路生成的所述直流电力传递到无线装置。

34.根据权利要求33所述的情况，其特征在于，所述能量采集系统内置于所述壳体内。

35.根据权利要求33所述的情况，其特征在于，所述能量采集系统能拆卸地附接于所述壳体。

36.根据权利要求33所述的情况，其特征在于，所述能量采集系统固定地附接于所述壳体。

37.一种补充无线装置的电池电力的方法，包括：

设置具有电池的所述无线装置；

将所述无线装置的所述电池电连接到能量采集系统，所述系统包括：

第一接收电线，能够接收射频信号，其中，所述第一接收天线毗邻第一发送天线设置；

阻抗匹配电路，电连接到所述第一接收天线；

一组转换电路，电连接到所述阻抗匹配电路，其中，所述一组转换电路配置成将所述第一天线接收的所述射频信号中的至少一些转换成直流信号；

一组电力管理电路，电连接到所述一组转换电路，其中，所述一组电力管理电路包括DC-DC转换器和输出电压调节器和控制电路，并且配置成用所述直流信号来生成能够补充无线装置电池的电池寿命的直流电力；以及

无线装置接口，电连接到所述一组电力管理电路，其中，所述无线装置接口配置成将所述一组电力管理电路生成的所述直流电力传递到无线装置。