CN117955262A - 用于无线功率系统中的功率输送的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种方法。该方法用于在包括发射器和接收器的无线功率系统中的功率输送。该方法包括由所述接收器接收由所述发射器发射的聚焦功率，以及由所述接收器直接测量所述聚焦功率的射频(RF)功率水平。该方法包括确定所述聚焦功率的所述功率水平是否超过阈值，并且基于所述功率水平超过或不超过所述阈值来执行操作。

Description

用于无线功率系统中的功率输送的方法和装置

交叉引用

本申请要求2022年10月28日提交的题为“METHOD AND APPARATUS FOR POWERDELIVERY IN A WIRELESS POWER SYSTEM(用于无线功率系统中的功率输送的方法和装置”的美国临时专利申请No.63/420,373的优先权，该专利申请通过引用结合于此，就像在本申请中为了所有目的而全面阐述一样。

技术领域

本文的描述涉及功率传输系统和电池充电器，并且具体地涉及用于通过微波传输进行无线功率传输以向需要电功率(electrical power)的设备供电的方法和系统。

背景技术

许多便携式电子设备由电池供电。可再充电电池经常用于避免更换传统干电池的成本，并且保存宝贵的资源。然而，用常规可再充电电池充电器对电池再充电需要接入交流电电源插座，该插座有时是不可用的或不方便的。因此，希望从电磁辐射中获得用于电池充电器的功率。

虽然太阳能电池充电器是已知的，但太阳能电池是昂贵的，并且可能需要大的太阳能电池阵列来对任何显著容量的电池进行充电。另一种为远离交流功率干线的电池充电器提供功率的潜在电磁能源是微波能量，其可以从太阳能卫星获得并通过微波束传输到地球，或者从来自手机发射器和其它发射器的周围射频能量获得。然而，存在与通过微波传输的功率的有效传递相关联的若干问题，其已排除了为此目的而使用专用陆地微波功率发射器。

假设电磁(EM)信号的单源功率传输，EM信号在距离r上幅度受1/r2因子影响而减少，因此，在离EM发射器很远的距离处接收的功率是传输功率的一小部分。

为了增加接收信号的功率，必须提高传输功率。假设发射信号在离EM发射器三厘米处具有有效接收，则在三米的有用距离上接收相同的信号功率将需要将发射功率提高10,000x。这种功率传输是浪费的，因为大部分能量将被传输并且未被预期设备接收，这可能对生物体组织是危险的，这将很可能干扰紧邻的大多数电子设备，并且这可能作为热量耗散。

利用定向天线具有若干挑战，其中一些挑战是：要知晓将其指向何处；需要跟踪它的机械设备将是嘈杂的和不可靠的；以及为传输的视线中的设备产生干扰。

定向功率传输通常需要知道设备的位置以能够将信号指向正确的方向以增强功率传输效率。然而，即使当设备被定位时，由于在接收设备的路径中或附近的物体的反射和干扰，也不能保证有效的传输。

因此，期望一种解决上述问题的无线功率传输系统。

发明内容

根据一个或多个实施例，提供了一种方法。该方法用于在包括发射器和接收器的无线功率系统中的功率输送。该方法包括由接收器接收由发射器发射的聚焦功率(focusedpower)，以及由接收器直接测量所述聚焦功率的射频(RF)功率水平。该方法包括确定所述聚焦功率的功率水平是否超过阈值，并且基于所述功率水平超过或不超过所述阈值来执行一个或多个操作。

根据一个或多个实施例，提供了一种方法。该方法用于在包括发射器和接收器的无线功率系统中的功率输送。该方法包括由发射器从接收器接收信标，以及由发射器分析该信标的接收信号强度指示符(RSSI)数据以测量信标RSSI。该方法包括：确定所述信标RSSI是否超过阈值，以及基于所述信标RSSI超过或不超过所述阈值来执行一个或多个操作。

在进一步阅读以下说明书和附图之后，这些和其它特征是显而易见的。

附图说明

图1A是根据一个或多个实施例的无线功率传输系统的第一实施例的环境透视图。

图1B是根据一个或多个实施例的无线功率传输系统的第二实施例的环境透视图。

图2A是根据一个或多个实施例的用于无线功率传输系统中的微波发射器的相控阵列网络天线的透视图。

图2B是根据一个或多个实施例的无线功率传输系统中的功率传输节点的示意图。

图3A是根据一个或多个实施例的无线功率传输系统的第一实施例的框图。

图3B是根据一个或多个实施例的无线功率传输系统的第二实施例的框图。

图3C是根据一个或多个实施例的示例方法的流程图。

图4是一个或多个实施例的备选第一实施例功率发射器的框图。

图5是一个或多个实施例的备选第二实施例功率发射器的框图。

图6是根据一个或多个实施例的控制器的框图。

图7是根据一个或多个实施例的第一实施例的备选接收器的框图。

图8是根据一个或多个实施例的第二实施例的备选接收器的框图。

图9是一个或多个实施例的接收器电池系统的框图。

图10是一个或多个实施例的示例电池系统电线(power line)图。

图11是根据一个或多个实施例的第一实施例的备选接收器。

图12是根据一个或多个实施例的第二实施例的备选接收器。

图13是根据一个或多个实施例的用于自动功率控制的示例方法的流程图。

图14是根据一个或多个实施例的用于自动功率控制的示例方法的流程图。

在整个附图中，相似的附图标记一致地表示相应的特征。

具体实施方式

根据一个或多个实施例，本文描述了功率传输系统和电池充电器。所述功率传输系统和电池充电器可以包括用于通过微波传输进行无线功率传输以向需要电功率的设备供电的方法和/或系统。

根据一个或多个实施例，用于无线功率传输的方法和/或系统是用于经由微波能量向电子/电气设备提供无线充电和/或主电源(primary power)的系统(在本文中被称为功率传输系统)。响应于由具有一个或多个自适应相控微波阵列发射体(array emitter)的功率发射器从信标设备(例如，包括信标发射器的功率接收器)接收到信标信号，微波能量被聚焦到一位置。在待充电的信标设备内的整流天线(rectennas)接收和整流所述微波能量并将其用于电池充电和/或用于主电源。

根据一个或多个实施例，在初始设置期间，功率传输系统的功率发射器(Tx)与功率传输系统的接收器(Rx)(例如，信标设备或包括信标发射器的功率接收器)之间的距离是未知的。这个距离可以被称为Tx/Rx距离。所述Tx在低功率状态中上电。该低功率状态确保了不存在损坏功率传输系统的整流器的风险。例如，所述低功率状态包括启动(“低”)功率水平，其导致如Rx所看到的在1米处小于2W的RF功率。所述低功率状态的确切功率水平可以根据功率传输系统的应用和/或设计按照需要进行配置/调整。

根据一个或多个实施例，一旦建立了所接收的低功率水平，所述Tx就可以增加发射功率，以便达到最佳功率水平。例如，要充电的信标设备经由侧信道(side channel)向电源报告在整流天线处的接收波束信号强度。作为另一示例，要充电的信标设备经由相同的功率频率，向电源报告在整流天线处的接收波束信号强度。该信息由功率传输系统使用以调整微波阵列发射体的发射相位，直到要充电的信标设备报告最大微波能量。

根据一个或多个实施例，阵列元件可以被设置成从正在充电的信标设备接收校准信号。每个阵列元件可以检测/报告来自所接收的校准信号的相位信息。随后，每个阵列元件使用该元件的检测相位作为返回到正在充电的信标设备的发射相位的指导。

通过以基本上非均匀、非共面的方式物理地配置微波阵列发射体，由例如平坦的二维阵列引起的反射镜焦点被最小化。

本文描述的方法和系统的一个或多个技术效果、优点和/或益处包括解决电路损坏、RF暴露水平和电路过热的一个或多个问题。在这点上，该方法和系统防止了由于过高的接收RF功率水平而引起的功率接收器中的潜在电路损坏(例如，在RF整流器中)，最小化了RF暴露水平；并且减少功率发射器中的功率消耗，从而减少热问题(例如，电路过热)。因此，所述方法和系统的操作必须基于此，以实现和改进经由微波能量向电子/电气设备提供无线充电和/或主电源。

如图1A-1B所示，本发明包括系统100a或备选系统100b，用于经由微波能量向电子/电气设备(例如，膝上型计算机102等)提供无线充电和/或主电源。在系统100a或系统100b中，输电网(power transmission grid)101a或备选输电网101b(例如，放置在物体S上)可以经由插入到电源插座O中的电源线(power cord)P从交流干线获得工作功率。微波传输频率优选地是具有合适波长的可用的FCC未调节频率。由于波长可能限制相控阵列101a或备选相控阵列101b的分辨能力，因此尽管不限制对于系统可以工作的其它频率的选择，但是优选频率已经被确定为5.8GHz(5.17cm波长)，其适合于在房间、礼堂等规模的距离上向诸如膝上型计算机、手机、PDA等的设备传输功率。

如图1A-3C所示，微波能量聚焦在由连接到一个或多个自适应相控微波阵列发射体204(即，天线或辐射器)的电源300充电的设备上。根据本发明，来自所述自适应相控微波阵列发射体204的微波能量可以聚焦到所述设备上，而不需要知道该设备的位置。如图1A、1B和3A-3B所示，优选地，待充电设备102内的高效整流天线340(整流天线是将微波能量直接转换成直流电的整流天线；这样的设备在本领域中是已知的，并且在此将不作进一步描述)接收并整流所述微波能量，并由控制逻辑350确定使用它通过充电对电池370进行充电和/或用作设备102的主电源。在第一实施例中，在无线电源100a和待充电设备102中的功率接收器330b之间打开通信信道，该通信信道的频率不同于用于传送功率的频率。

待充电设备102通过通信信道110a将整流天线340处的接收波束信号强度经由来自功率接收器330b中的通信设备360的发射器部分的信号中继到系统100a的功率发射器330a中的通信设备320的接收器部分。该信息由系统100a的控制逻辑310使用，以便上电、断电和调整微波阵列发射体节点204的发射相位，直到阵列110a辐射最大微波能量束301，如由待充电设备102所报告的。

连接到期望传输频率的单个源的每个发射体204可以传输具有特定相位差的信号，该相位差是/2的倍数。该/2相位增量仅是示例性的，并且其他相位增量(例如，/4、/8、/16以及其他增量)也是可能的。优选地，除了发射体204可以被关断或接通到期望的相位之外，不调整功率。

如图2A-2B所示，垂直和水平电缆在每个阵列节点204处相交。这种配置适用于阵列101a或阵列101b。在垂直电缆202内，导线210是零相馈线。导线212是1/2相位馈线，并且导线209是垂直控制线。类似地，在水平电缆200内，导线214是相位馈线。导线216是3/2相位馈线，导线211是水平控制线。控制线209和211可以连接到控制器310，以便控制在任何给定节点204上哪个相位是活动的。单天线控制可以在芯片206上，而实际的节点辐射器或天线208可以被形成为围绕节点204的几何中心的圆形元件。应当理解，单个控制器或多个控制器可以控制一个或多个输电网。

根据一个或多个实施例，图3C中示出了系统100a的控制逻辑310的示例性算法(例如，方法380)。方法380开始于框381，其中功率接收器330可以使用通信信道110a来向附近的任何发射器330a声明其存在。在框382处，功率发射器330a可在通信信道110a上传达其存在，且开始仅用其天线208或节点204中的一者进行发射。在框383处，功率接收器330B可以确认在通信信道110A上接收到微弱信号。在框384处，功率发射器330a以默认零相位接通另一天线208或节点204，且可经由通信信道110a向接收器330b询问信号强度。在框385处，功率接收器330B可以发送回指示接收的信号比之前更高、相同或更低的信号。在框386，如果信号低于之前或与之前相同，则控制器310可以使节点204处的相位增加1/2并请求另一信号强度传输。如箭头387所示，对于所有相位，重复框385和386。在框388处，如果没有观察到信号强度的增加，则特定节点204被关闭，并且在方法380中使用另一节点(例如，方法380返回到框384，如箭头389所示，并且重复框384、385和386，直到所有发射体节点都在使用中为止)。

在另一示例中，框386可以包括：在包括0、1/2和5个/4弧度的三相周期上增加相位。以这种方式，可以确定整个正弦曲线的近似形状。因此，可以确定峰值功率的相位角。此外，由于当累加调谐天线时，下一个累加的天线接收功率可能仅是接收的总功率的小百分比。因此，增加第二天线可以将功率增加4x，而增加第101天线可以将功率增加2％，并且第1001天线可以将接收的总功率增加0.2％。这可能使得难以检测来自被测天线的实际功率增益/损耗。因此，在测试周期期间，仅可对几个天线加电，并且可记住每个测试天线的相位。一旦确定了整个阵列的相位，则可以接通所有元件以输送功率。

或者，可以重新调谐所发射的功率中的所有天线，这可能通过使其相位略微围绕其当前值移动并检测对所接收信号的影响来实现。如果它在一个方向上改善(例如，提前或延迟相位)，则该相位可以继续循环/递增，直到任一侧没有改善。这将取决于检测大阵列的接收功率水平的变化的能力，否则，可能需要整个阵列关闭并从头开始重新建立相位。

在第二实施例中，如图2B和3B中最清楚地示出的，每个阵列元件或节点204可以被设置为从功率接收系统330b中的校准发射器460接收校准信号。每个阵列元件或节点204可以经由数据线303将在该节点204处检测到的所接收的校准信号发送到控制逻辑310。随后，控制器310、控制器206或这两个控制器的组合可以将每个阵列元件或节点204设置为针对该元件的检测相位作为发射相位，以便将优化的功率传输301发送回功率接收器330b。在实施例100a和100b中，配置存储器设备可以与控制器逻辑310可操作地通信，以便使阵列能够向特定位置或“热点”传输功率，而不必首先与待充电设备102通信。当待充电设备102没有建立通信信道110a或110b的预留功率时，这对于向待充电设备102发送功率传输301是有用的。

或者，第二实施例可如下操作以利用接收器和每个发射器天线中的双向能力，例如收发器中的双向能力。控制器可以使每个收发器准备从功率接收器(即，待充电设备)接收信标信号。待充电设备然后经由例如阵列与接收器之间的无线通信发出信标信号(例如，可以是与相控阵列相同频率的校准信号，以同步它们的时钟)，该信标信号穿过待充电设备与功率发射器之间的所有开放路径。在功率发射器处接收的信号等于在接收器和发射器的天线之间的所有开路路径的总，该总和落在功率发射器中的每个天线上，每个路径的总和合计达到在每个特定功率发射器天线处的特定功率水平和相位。

发射器阵列中的每个天线将输入信号与内部信号进行比较，以检测接收相位。一旦所有发射器的天线建立了接收相位，每个天线就以其全功率以接收相位的复共轭发射回去。

此外，由于阵列的上述调谐考虑了所有可能的路径(例如，不假设在阵列和接收器之间存在直接的开放路径，或者接收器在环境中以平滑和线性运动移动)，因此环境配置的任何改变都可以等同于接收器被移动或者功率发射器阵列的物理配置被改变。因此，可能需要不断地频繁地重新调谐所述阵列(例如，每秒10次或更多次)。

由于重新调谐天线阵列需要切断被发送的功率以“监听”接收器的信标信号，所以可能损失可能本可用于给阵列供电的时间。因此，当接收器处的功率水平不显著改变时，所述阵列可降低重新调谐的频率，以便最大化到接收器的功率输送。当接收器处的功率接收下降时，所述阵列可以增加更新的频率，直到接收器功率再次稳定。可以设置所述调谐的频率的特定限制，例如最少10tps(每秒调谐次数)到最大500tps，因为非常高的频率重新调谐可能降低超出有用性的功率传输效率。

或者，可以如下执行对多个(n个)天线的调谐。所有n个天线可以被关闭。然后，n个天线中的一个被打开，并作为其它n个天线中的每一个进行调谐的参考而保持打开。然后，n个天线的其余天线中的每一个被打开，它们的最佳相位被记录，然后它们被断开。当在第n个天线上执行该序列时，所有天线在它们各自的最佳相位处被打开。

对于具有移动接收器的第一实施例，可能需要例如通过使所有发射器天线的相位围绕它们的当前值稍微移动并检测对所接收的信号的影响来重新调谐所有发射器天线。如果它在一个方向上改进，则循环/递增该相位继续，直到任一侧没有改进。这可能取决于检测大阵列的接收功率水平的变化的能力，否则，可能需要整个阵列关闭并重新重建相位。

示例性阵列101a或101b可以是每侧大约一米的30×30栅格网，其中导线的每个交叉点具有单个传输天线或节点204。优选地，阵列网格101a或101b由柔性/软材料制成。网格材料的灵活性使得用户能够以基本上非均匀、非共面的方式(即，展开但不是平坦的)物理地配置微波阵列发射体网格101a或101b，以便最小化由例如平坦的二维阵列和盲点引起的反射镜焦点，所述盲点通常出现在具有离散相位差的平坦、规则布置的阵列中。如图1A-1B所示，阵列101a或阵列101b具有足够的柔性，以便其可以被覆盖在支撑结构(例如，盆栽植物S)上，以提供优选的非均匀、非共面的构造。

以此方式，成功地挑战了平方反比定律，因为相控天线是定向的，从而经由可以在接收设备102处接收的相长相控波束信号来创建增益。此外，使用相控阵列(例如，101a或101b)避免了使用更笨重、不雅观的设备(例如，物理定向天线，即，碟形天线、八木天线等)的必要性。另外，由于功率传输过程的效率，低功率可用于传输，使得电磁(EM)信号可在接近接收设备处具有其大部分强度而非遍布于各处，以便不危害环境或对位于别处的设备造成干扰。

一旦信号被接收并且其功率可用，则利用能够完成该任务的低压整流器来完成将来自天线的大约5.80GHz的AC电流转换成DC电流以对电池370、或功率存储电容器等充电的过程。这些整流器可以基于小面积肖特基二极管，或者利用与接收信号同相的5.80GHz振荡电路的谐振，从而将其功率提高到克服在整流天线340的整流器部分中使用的二极管的电压降的程度。应当注意，可以通过分时(time sharing)所述阵列或者通过叠加天线的相位来对多个设备充电，以便模拟多波束配置。

当发射器和接收器彼此通信时，上述充电机制工作。然而，用于对没有功率进行通信的接收器充电的方法也可能是有益的。为了实现这一点，可以建立一个或多个位置，该一个或多个位置将接收周期性功率传输突发。

在如何对没有电池功率的设备充电的一个示例中，信标设备或再生器(resurrector)(未示出)可以被放置在用于接收周期性功率传输突发(burst)的位置中或根据用户的要求而被放置。所述信标设备例如通过发送信标信号与输电网通信，并且该输电网将信标信号相位配置识别为用于发送周期性功率传输突发(例如，每十分钟一秒突发，或者每分钟0.1秒突发，每十分钟一秒突发)的位置。从信标设备发射的信标信号在其到达输电网之前可以通过各种介质被反射和/或折射。因此，输电网可以接收多个信标信号。当输电网接收到所述一个或多个信标信号时，可以建立从信标设备的位置到输电网的(一个或多个)开放路径。

所述输电网然后可以聚合所述信标信号以重新创建所传输的信标信号的波形。根据该重新创建的波形，输电网然后可以将功率传输突发作为例如重新创建的波形的反向波形来发送，以在由信标设备建立的位置处提供功率突发。在一个实施例中，可以通过对从信标设备接收的波形进行复共轭或数学上等效的变换来确定所述反向波形。一旦建立了接收周期性功率传输突发的位置，所述信标设备就可以被关闭。

没有电池功率的待充电设备102然后可以被放置在它将接收周期性功率传输突发的位置处，直到它具有足够的功率来与输电网通信以经历上述充电过程。然后，可以将该设备从该位置移开。

一旦待充电设备102从一个位置移动到另一个位置，或者输电网被移动，该输电网可以重新调谐其自身(例如，重新对准传输天线)，以建立到待充电设备102的最佳传输功率。这种重新调谐可以响应于设备102报告功率下降或以规则的间隔(例如，1ms-10s)而发生。然而，取决于接收器保持信号功率的好坏，可以缩短或延长该规则间隔，同时继续规则地重新调谐，而不管功率是否下降。

发射器天线还可以采取将电路包括在单个芯片中并且用导线将多个芯片菊链(daisy chaining)以创建可以以各种形状和设计来配置和使用的“相控导线”的长带(strips)的形式。通过“相位控制”芯片的串来构造具有数千个天线和相关控制器的复杂阵列，芯片之间的导线可以用作将芯片连接到公共控制器的数据路径，而同时，所述导线本身还可以用作发射/接收天线。每个芯片可以具有从其引出的用作天线的更多导线。每个天线可以被给予地址(例如，a、b、c和其他指定地址)，允许芯片独立于其他天线来控制每个天线的相位。另外，由于阵列的调谐与天线位置和布置无关，所以可以根据可用空间以各种布置来配置所述导线。

由于天线芯片控制器通过短导线连接，因此该导线可以以几种方式用作天线。例如，导线本身可以由振荡器和/或放大器驱动，或者可以在导线周围使用屏蔽，其中该屏蔽本身被驱动并用作天线，从而防止通信导线屏蔽多层阵列中的信号。

图4是第一实施例发射器的框图。发射器可以是天线控制器400，其包括控制逻辑410、移相器420(N计数，N Count)、信号发生器/乘法器430、放大器440(N计数)和(N)个天线450。天线控制器400在公共总线上从控制所有天线控制器的单个控制器或从前一天线控制器400接收功率和基频控制信号以及其它命令和通信信号。所述功率信号例如可以由发射器400的电源(未示出)接收，而所述基频控制信号可以由信号发生器/乘法器430接收，并且所述通信信号和命令可以由控制逻辑410接收。在每个先前天线控制器400提供所述功率和基频控制信号的情况下，承载这些信号的总线可以继续到下一天线控制器400。控制逻辑410可以控制移相器420以使其调整放大器440的相位。信号发生器/乘法器从总线接收例如10MHz的信号，并将其转换为例如2.4GHz、5.8GHz和其它值以用于无线传输。

图5是备选第二实施例发射器的框图。发射器可以是天线控制器500，其包括控制逻辑510、移相器520(N计数)、信号发生器/乘法器530、收发器540(N计数)、(N)个天线550以及相位比较器560(N计数)。收发器540从接收器接收校准或信标信号，并将信号转发到相位比较器560。相位比较器560确定它们各自的收发器540的接收信号的相位，并确定发送功率信号的最佳相位角。该信息被提供给控制逻辑510，其随后使移相器520设置收发器的相位(例如，设置到所接收的信标/校准信号的复共轭处)，并以该设置的相位发射功率。信号发生器/乘法器530执行与天线控制器400的信号发生器/乘法器430基本类似的功能。此外，总线信号类似于发射器400中的总线信号，其中该信号例如由发射器500中的对应部件接收。

图6是用于控制例如图4和5的天线控制器的控制器600的框图，控制器600包括控制逻辑610、电源620、连接到天线660的通信块(communication block)630、连接到天线670的基本信号时钟640以及总线控制器650。控制逻辑610控制总线控制器650，其将信号在M条总线上发送到M个天线控制器(例如，400和500)。电源620向总线控制器650提供电源。通信块630通过其相应的天线660发送数据和从接收器接收数据。基本信号时钟640将基本信号传输到其它控制器，并且还可以发送/接收传输到接收器以用于同步。一个控制器600可以用于控制所有发射器天线，或者可以使用若干控制器600，其中一个控制器600控制一组天线。另外，应当注意，尽管示出了具有相应天线的单独的通信块和基本信号时钟，但是该功能可以被并入到一个块(例如，通信块630)中。

图7是根据第一实施例的备选接收器700的框图。接收器700包括控制逻辑710、电池720、通信块730和相关联的天线760、功率计740、以及整流器750和相关联的天线770。控制逻辑710在数据载波频率上从通信块730发送和接收数据信号。该数据信号可以是通过上述侧信道发送的功率强度信号的形式。整流器750从功率发射器接收功率传输信号，该功率传输信号通过功率计740被馈送到电池720以用于充电。功率计740测量接收功率信号强度，并将该测量提供给控制逻辑710。控制逻辑710还可以从电池720自身接收电池功率水平。

例如，可以通过使控制器600经由天线670发送基频信号来使接收器700与控制器600同步。然后，接收器700可以使用该信号来同步接收器发送回控制器600的信标信号或校准信号。还应注意，该技术也可以与多个控制器一起使用。即，在利用多个传输阵列的情况下，可以通过利用从控制器之一发送的基频信号来使控制器彼此同步。

图8是根据第二实施例的备选接收器800的框图。接收器800包括控制逻辑810、电池820、通信块830和相关天线870、功率计840、整流器850、信标信号发生器860和相关天线880，以及将整流器850或信标信号发生器860连接到相关天线890的开关865。整流器850从功率发射器接收功率传输信号，该功率传输信号通过功率计840被馈送到电池820以用于充电。功率表840测量接收的功率信号强度，并将该测量提供给控制逻辑810。控制逻辑810还可以从电池820自身接收电池功率水平。控制逻辑810还可以经由通信块830在数据载波频率上发送/接收数据信号，例如用于时钟同步的基本信号时钟。信标信号发生器860使用天线880或890发送信标信号或校准信号。可以注意到，尽管电池820被示出为被充电并且用于向接收器800提供功率，但是接收器还可以直接从整流器850接收其功率。这可以是除了整流器850向电池820提供充电电流之外的，或者代替提供充电。此外，可以注意到，多个天线的使用是一个示例实现，并且该结构可以被减少到一个共享天线。

由于发射器的天线控制电路和接收器电源和控制电路可以被构建为集成芯片(IC)，并且可以共享若干关键电路部件，因此两个芯片功能可以被设计为单个芯片，并且通过选择不同的封装或配置，该芯片可以用作发射器或接收器。也就是说，具有被启用或被禁用的某些部分的相同芯片可以被用作发射天线控制器或接收器控制器。这可以降低构建和测试两个不同芯片的成本，以及节省片上制造成本，这可能是显著的。

如上所述，所述输电网的形状可以采用多种变化。因此，天线的封装可以足够接近所发射的功率信号的波长的大约一半，或该波长的几倍。可以进行二维排列，以允许阵列平放在地毯下，或者覆盖在阁楼的热绝缘材料上。例如，可以采用包含多个发射天线的多个宽导线(例如，二维阵列的窄带)。这些宽导线可以安装在地板中或墙壁内。可替换地，输电网可以是环形天线的形式，或者任何其他形状。

三维布置可以封装最大数量的天线，并且可以结合到方便的形式中，例如办公室天花板、门、绘画和TV，从而使得阵列不可见并且不引人注意。此外，栅格阵列可以形成在彼此前后堆叠的若干层中，从而允许更高密度的天线。在这个例子中，所述阵列类似于具有单个前向波束的“相控体(phased volume)”，在其后具有最少的镜射束(mirror beam)。当相控体的厚度增加时，镜射束可以减少。

也就是说，使用全向天线的完美平坦的相控阵列可以产生所形成的波前的围绕阵列平面对称的两个“图像”(例如，当在阵列的相对侧上存在自由空间或相同环境时)。这可能具有降低功率输送(例如，50％的功率进入背面)并因此降低传输效率的不良后果。以非平面形式布置阵列天线可以减少这种对称波前，即使它具有3维阵列对称设计，由于天线在阵列的对称侧上将具有不同的相位，使得信号不对称和不“镜像”。

当阵列被相位调谐用于特定接收器时，阵列中的每个天线具有其发射的特定相位以创建到达该特定接收器的信号。两个或更多个接收器可以被配置为通过以下技术中的一种或组合来接收功率。

在一种技术中，可以在不同接收器之间利用分时功率输送。这可以通过将阵列中的天线调谐到一个接收器，然后切换到下一个接收器，给予每个接收器相等(或不等)的时间量来完成。可以从存储器或者通过使用类似于第二实施例技术的过程重新调谐阵列来完成阵列到每个接收器的调谐。

在另一种技术中，可以利用对所有阵列天线进行相位调制以产生多个功率点(power spot)。对于每个天线，接收信号是相位为接收角度的矢量，而幅度是接收信号的功率水平。为了创建到多个接收器的返回信号，可以将传输的相位确定为所接收的矢量之和的角度。尽管可能不需要利用接收信号的幅度并以正常发射功率从每个天线发射，但是为了创建在考虑多径信号时表现更好的偏置多聚焦信号，可以发现来自每个接收器的峰值接收信号功率，并且可以通过针对归一化尺度来缩放所述矢量来偏置矢量相加(vectoraddition)(例如，对于峰值功率，来自每个接收器的峰值功率可以被认为幅度为1.0)。向量的相加可以确保每个天线向接收器提供更多的功率，以便它向接收器递送更多的功率，或者备选地，从接收器接收更多的功率。

天线共享是另一种技术。通过将整个阵列分成多个子阵列，每个子阵列可以将其功率专用于特定的接收器。当阵列足够大以在被划分时是有效的时，这种方法可能是有益的。

可以一致地使用单独的阵列，其中，各个阵列单元使用共享的空中频率来同步它们的基本信号时钟，以实现来自指定的“主(master)”单元的连续信号，从而允许所有“从(slave)”发射器控制器单元相干地累加它们的波形。这允许单独的阵列分布在环境中，从而给予用户在建筑物、生活区、制造计划或办公室周围布置多个阵列的灵活性。在这些控制器的设置期间，安装者/管理者可以通过指定主单元连同故障转移序列(failoversequences)来将不同的控制器阵列彼此链接，使得无论多少阵列发生故障，系统都将使用可用的阵列继续工作。例如，可以通过使用原子钟同步阵列来设置阵列。也就是说，如果单独的阵列单元利用单个频率来用于功率传输，则单独的阵列单元可以通过使用准确的原子钟(例如，大于1:10^10准确度)在没有在基频上同步的情况下工作。在这种情况下，它们在一秒的几分之一内同相，从而允许维持相位/信号的相干性。

在另一功率传输技术中，发射器可在侧通信信道处发出常规信号，从而将其存在广播到所有接收器。如果在附近有其它发射器，则它确保使用商定的频率之一，或者通过监视其它发射器的信号来避免信号冲突。这些广播通知的频率可以从每分钟数次到小于每分钟一次变化。接收器可以发出信号，通知其存在，并且发射器可以协商以发现哪一个是最适合功率传输的。一旦决定，接收器“锁定”到单个发射器上。这可能需要每个发射器被定义为逻辑(单个控制器)设备，其可以由多个所链接的发射器组成。如果控制器检测到功率包络已经改变(即，接收器不需要相同功率)，则控制器可以继续提供功率，使得接收器将不会失效。

在另一种功率传输技术中，发射器被设置成使得它们是开放的以向任何想要的设备提供功率，或者它们与它们应当服务的设备“配对”。配对避免了邻居无意间相互借用功率的问题，从发射器所有者的角度来看，这种问题可能影响效率。当发射器面对多个接收器时，可能希望建立优先级等级，例如，首先向最需要的设备提供功率，这可以根据一个或多个预定标准来建立。

例如，一些所述标准可以包括：所述设备对其所有者是至关重要的(例如，与玩具相比的手机)；所述设备通常不是全天都在发射器附近(例如，与手机相比的TV遥控器)；或者该设备被发现需要立即供电或者它将失效。可以给予这样的设备比其他设备更高的优先级，直到它们达到非临界功率。或者，可以利用用户定制的优先级，由此用户决定哪个设备应当获得最高优先级。

上述示例优先级排序偏好可以被预先安装到发射器系统中(例如，在控制逻辑中)，具有被阵列的安装者否决(overruled)的能力，确保系统按照所有者/用户的优先级排序进行传递。所有者或用户还可能希望阵列是否将打开以向任何设备输送功率，或者可能希望将特定设备注册为最高优先级或最低优先级。另外，用户或所有者可能希望确定是否即使特定设备正在移动也维持对其的供电。

在另一个阵列调谐算法实施例中，当阵列重新调谐到接收器的新位置时，必须停止功率的传输。如果由于接收器的快速移动或由于环境配置的快速变化而以高频率完成这些重新调谐操作，则在接收新的信标信号时保持阵列关闭所需的时间可能降低功率传送效率。因此，为了抵消这种情况，阵列/接收器可以使用多于一个的频率。当调谐一个频率时，另一个频率可以继续发射功率，然后调谐随后的频率，直到所有频率都被重新调谐，从而避免了传输中的任何停止的间隙。

当设计大型相控阵列时，由于大量的电缆(例如，同轴电缆)，不得不向每个天线发送所需频率可能是困难的。当天线的数量超过1000时，这可能甚至更加困难。因此，在另一个替换方案中，不是将高频信号(＞1GHz)发送到所有天线，而是可以将较低频信号(～10MHz)发送到所有天线，并且每个天线将具有倍频电路，例如锁相环(PLL)和移相器。

另外，具有接收功率和对其自身再充电的能力的标准形式电池(例如，AA、AAA、C电池、D电池或其它电池)可能需要作为用于电子/电气设备中的一次性或可再充电电池的备选品。这将需要电池具有与发射器阵列通信所需的所有电路，以及具有用于使得电池供电设备运行的电荷/能量电容。

所述设备通常需要电压或电流来激活部件或电池电容，以确保电池交换之间的长期操作，这超过了单个电池的能力。因此，通常串联或并联使用多个电池。然而，对于单个接收器电池，仅一个电池对于设备操作是必需的，因为该电池可以递送所需电压，并且能量容量变成一个棘手的问题，因为该电池能够接收大量的能量以维持持久操作而不需要更换电池。

然而，由于设备的电池存储区域的配置，使用单个电池代替若干电池可能无法工作。因此，可以采用附加技术来克服这个问题。

图9是接收器电池系统900的框图。系统900包括至少一个接收器电池910，并且可以包括任何数量的空电池920。出于示例的目的，示出了一个接收器电池910和两个空电池920，然而，应当注意，可以利用任何数量的空电池。接收器电池910包括功率电容器911、控制电路912和压控振荡器913。空电池920包括感应逻辑921。

因此，电池系统900可以如下操作。仅提供一个具有“接收器”启用电池(即，910)的电池。然而，与良好运行的电池串联放置的使用过的常规电池可能具有它们随时间的电阻累积，并且一旦超过它们的使用寿命，它们可能泄漏，以及可能发生的其他问题。

或者，“空”电池(即，920)可结合接收器电池910上的“功率选择器”使用。在一个示例中，空电池920是具有精确电池尺寸但其阳极被缩短的设备，使得接收器电池910的电压无辅助地驱动该设备。接收器电池910利用控制电路或滑块(slider)912或其它选择机构来允许用户选择他/她正在更换的电池的数量。接收器电池910然后输出期望的电压以补偿空电池920。

在另一技术中，可以使用智能空电池920以及智能接收器电池910。接收器电池将最初输出期望格式的一个电池的电压以及1KHz(或类似的其他频率)低电压振荡(＜0.1V振荡，持续检测所使用的空电池的数目的持续时间)，并且智能空电池920使用该1KHz来感应地为它们自己供电。现在，空电池通过电阻、电容或接收器电池可以检测的其他手段对电线(power-line)产生影响。智能空电池920的效应频率由具有统计上相加的特性的机载准随机发生器(例如，逻辑921)完成。因此，可以确定该线上的准随机数发生器的计数。这种情况的一个实施例是使用以已知间隔运行的32位的线性反馈移位寄存器，使得所移位的位用于触发所述电线上的“尖峰(blips)”效应。在所有的空电池920上，上电时反馈移位寄存器的种子数(seed number)应该不同，因此它们不能一致地工作。

图10是包括“尖峰信号”1010的示例电池系统电线图1000。接收器电池910对电线上的尖峰1010进行计数，并且确定智能空电池920的数量。尖峰1010可以是高频脉冲或电容修改符(modifiers)。可以选择不被大多数电气/电子设备屏蔽的尖峰信号。该过程执行较短的时间段，例如小于1毫秒。此后，接收器电池910直到下一次加电才需要电压检测，所述下一次加电可能在具有不同功率需要的不同设备中。由接收器电池910产生的1KHz“功率”频率停止，并且空电池920变成休眠状态，并且对正在供电的设备而言是透明的。

再次参考图10，两个空电池920中的每一个通过系统900的功率系统线产生随机尖峰1010。通过接收器电池910，使用尖峰1010来确定随机尖峰发生器的数量。通过对随时间推移的尖峰信号进行计数，并且除以来自单个空电池920的预期数量，可以确定串联安装的空电池920的数量。然而，在并联电池安装系统中，对于每条并联电线，可能需要一个接收器电池910。

当设备在高于500MHz的高频率下接收功率时，其位置可能变成(入射)辐射的热点。因此，当设备在人身上时，辐射水平可能超过FCC规定或超过由医疗/工业机构设置的可接受的辐射水平。为了避免任何过度辐射问题，设备可以集成运动检测机构，例如加速计或等效机构。一旦设备检测到它在运动中，可以假设它正在被人工操纵，并且向阵列触发信号以停止向它发射功率，或者将接收功率降低到功率的可接受分数。在设备用于诸如汽车、火车或飞机的移动环境中的情况下，功率可能仅被间歇地或以降低的水平传输，除非设备接近于失去所有可用功率。

图11是根据第一实施例的包括如上所述的运动检测的备选接收器1110。接收器1100包括控制逻辑1110、电池1120、通信块1130和相关的天线1160、功率表1140、整流器1150和相关的天线1170、以及运动传感器1180。除了运动传感器1180之外，其余部件在功能上类似于接收器700的相应部件地操作。运动传感器1180如上所述检测运动，并且向控制逻辑1110发信号以根据上述技术来动作。

图12是根据第二实施例的包括如上所述的运动检测的备选接收器1200。接收器1200包括控制逻辑1210、电池1220、通信块1230和相关天线1270、功率表1240、整流器1250、信标信号发生器1260和相关天线1280、以及将整流器1250或信标信号发生器1260连接到相关天线1290的开关1265。除了运动传感器1295之外，其余的部件在功能上类似于接收器800的相应部件进行操作。运动传感器1295如上所述检测运动，并且向控制逻辑1210发信号以根据上述技术进行动作。

被设计成在WIFI通信或蓝牙和其他技术所使用的频率处接收功率的设备(例如，手机或媒体播放器)可能已经具有能够在功率传输频率处接收功率的天线。因此，代替具有额外天线来接收功率，用于WIFI通信和其它通信的相同通信天线可通过将所需电路添加到通信硬件(例如，添加整流、控制逻辑等)来用于接收功率。

此外，根据一个或多个实施例，在用户初始建立无线功率系统期间，Tx到Rx的距离是未知的。Tx在低功率状态下上电，使得不存在损坏组件(例如，整流器)的风险。例如，合理的启动(低)功率水平可以是导致如Rx所看到的在1米处小于2W RF功率的功率水平。该功率水平可以是应用和设计相关的，并且可以根据需要进行调整。一旦建立了接收的低功率水平，Tx就可以增加发射功率，以便达到最佳功率水平。

在安装Tx(例如，安装在墙上、放置在桌子上、或安装在天花板上/天花板中)并安装了接收器之后，客户可以通过应用程序来发起启动过程。注意，接收器可以在固定位置，例如在墙壁或门上。无线功率系统以最小功率水平启动。接下来，通过使用两种方法之一，可以确定Rx接收的估计功率。这里参考图13和14描述了示例方法。例如，如图13所示，如果Rx可以直接测量RF接收功率，则可以将该数据传送到Tx。例如，如图14所示，Tx可以通过使用信标RSSI数据来估计接收的RF功率水平。

图13是根据一个或多个实施例的用于功率输送和/或用于自动功率控制的示例方法1300的流程图。方法1300可由包括如本文所描述的Tx和Rx的无线功率系统实施。方法1300包括：确定Rx是否可以直接测量RF接收功率。如果Rx能够直接测量RF接收功率，则该数据能够被传送到Tx。

方法1300在框1310处开始，其中无线功率系统被加电。根据一个或一个以上实施例，对无线功率系统加电可包含打开Tx和/或Rx。无线功率系统可以在低功率状态中被通电。低功率状态确保了不存在损坏功率传输系统的整流器的风险。

在框1315处，无线功率系统设置发射器功率。例如，无线功率系统将发射器功率设置到最小功率水平。最小功率水平导致在如Rx所见的一(1)米处小于两(2)瓦(W)射频(RF)功率。

在框1320处，无线功率系统发射信标。根据一个或多个实施例，无线功率系统的Rx将RF信标发射到Tx。此外，无线功率系统的Tx从Rx接收RF信标。RF信标可以向Tx指示Rx的存在(例如，位置、方向等)。RF信标可以响应于无线功率系统的上电而被自动地发送。

在框1325处，无线功率系统发射聚焦功率。根据一个或多个实施例，无线功率系统的Tx发射聚焦功率。该聚焦功率可以匹配或基于发射器功率。该聚焦功率可以被传输到Rx。Rx可以从Tx接收该聚焦功率。例如，该聚焦功率可以包括RF功率水平。RF功率水平可对应于为发射器功率设置的最小功率水平。

根据一个或多个实施例，Tx可以利用RF信标来发射聚焦功率。可以响应于接收到RF信标而发射聚焦功率。可以响应于对无线功率系统加电和/或设置发射器功率而自动地发射聚焦功率。可以响应于接收到RF信标、响应于对无线功率系统加电、以及将发射器功率设置为最小功率水平，来发射聚焦功率。

在框1330处，无线功率系统接收一功率水平。作为示例，Rx接收处于该功率水平(例如，RF功率水平)的聚焦功率。根据一个或多个实施例，无线功率系统的Rx测量该功率水平作为接收到的聚焦功率(如从Tx接收到的)的RF功率水平。注意，由于Tx/Rx距离，发射器功率可以不同于接收到的聚焦功率。

在判定框1335处，无线功率系统确定所述功率水平是否超过阈值。例如，无线功率系统基于所述功率水平超过或不超过阈值来执行进一步的操作。根据一个或多个实施例，当RF功率水平超过阈值时，方法1300进行到框1350(如由“是”箭头所示)。

根据一个或多个实施例，阈值的示例包括：计算在距Rx的特定距离处的预期接收信标功率水平。例如，如果无线功率系统假定5800MHz的操作频率，则Tx可基于Rx和Tx两者的给定天线增益和给定发射信标功率水平来建立从零(0)dBm到负一百(-100)dBm的范围的阈值(例如，-17dBm、-34dBm、-51dBm等)。

在框1350处，无线功率系统发送消息。可以将该消息发送到Tx、Rx或这两者。该消息可以由Tx、Rx或这两者发送。作为示例，Tx可以经由网络向外部系统(例如，智能电话、台式机和/或其他计算设备，使得指示Tx/Rx太近的消息被显示在用户/客户可以看到的用户界面上)发送消息。

根据一个或多个实施例，所述消息可以包括指示发射器和接收器之间的距离太小/太近的数据、指示移动发射器和接收器中的一个或两者的数据、以及指示其他信息的数据。在框1360，移动所述无线功率系统的一个或多个元件。例如，Tx/Rx距离通过移动Tx和Rx中的一者或两者来改变。根据一个或多个实施例，如果超过所述阈值并且确定Rx太接近，则Tx可以自动地降低RF功率以防止对Rx的损坏。

根据一个或多个实施例，当RF功率水平未超过所述阈值时，方法1300进行到框1370(如由“否”箭头所示)。在框1370处，无线功率系统增加发射器功率。发射器功率可以增加Δ。该Δ可由无线功率系统确定为目标接收RF减去所测量的接收RF。通过增加发射器功率水平，接收器接收的聚焦功率也增加。此外，聚焦功率的RF功率水平被增加。

在框1380处，无线功率系统检查RF功率。无线功率系统周期性地(例如，以五(5)分钟、十(10)分钟、二十(20)分钟等的规则时间间隔)执行此检查。RF功率的检查可以包括确定RF接收功率是否没有超过所述阈值。

图14是根据一个或多个实施例的用于功率输送和/或用于自动功率控制的示例方法1340的流程图。方法1400可以由包括如本文所述的Tx和Rx的无线功率系统来实现。方法1400包括：通过使用RSSI数据来估计所接收的RF功率水平。例如，由于信标功率水平是无线功率系统已知的，并且Tx/Rx距离与信标RSSI水平有关(例如，随着距离增加，信标RSSI水平降低)，Tx可以使用信标RSSI数据估计RF功率水平。RSSI可以是Tx从Rx听到的强度。

方法1400在框1410处开始，其中无线功率被加电。根据一个或一个以上实施例，对无线功率系统加电可包含打开Tx和/或Rx。

在框1415，无线功率系统设置发射器功率。例如，无线功率系统将发射器功率设置到最小功率水平。

在框1420，由接收器向发射器传送信标。根据一个或多个实施例，无线功率系统的Rx将RF信标发射到Tx。此外，无线功率系统的Tx从Rx接收RF信标。该RF信标可以向Tx指示Rx的存在(例如，位置、方向等)。RF信标可以包括RSSI数据。RSSI数据可以包括RF信标RSSI。

在框1435处，无线功率系统分析RSSI数据。根据一个或多个实施例，Tx测量所述RF信标的RF信标RSSI。如这里所提到的，由于信标功率水平是无线功率系统已知的，并且Tx/Rx距离随着信标RSSI水平的降低而增加，Tx可以使用信标RSSI数据来估计RF功率水平。RF信标RSSI的值越高，Tx/Rx距离越近。

在判定框1435，无线功率系统确定RSSI数据是否超过阈值。无线功率系统基于RF信标RSSI是否超过阈值来执行进一步操作。进一步操作可以包括但不限于：发送消息到Rx或增加Tx的发射器功率。根据一个或多个实施例，阈值的示例包括从零(0)dBm到负一百(-100)dBm的范围中选择的值(例如，-17dBm，-34dBm，-51dBm等)，如本文所述。

根据一个或多个实施例，当RSSI数据超过阈值时，方法1400前进至框1450(如“是”箭头所示)。在框1450处，无线功率系统发送消息。可以将该消息发送到Tx、Rx或这两者。该消息可以由Tx、Rx或这两者发送。作为示例，Tx可以经由网络向外部系统(例如，智能电话、台式机和/或其他计算设备，使得指示Tx/Rx太近的消息被显示在用户/客户可以看到的用户界面上)发送消息。

根据一个或多个实施例，所述消息可以包括指示发射器和接收器之间的距离太小/太近的数据、指示移动发射器和接收器中的一个或两者的数据、以及指示其他信息的数据。在框1460处，移动无线功率系统的一个或多个元件。例如，Tx和Rx之间的距离通过移动Tx和Rx中的一者或两者来改变。根据一个或多个实施例，如果超过阈值并且确定Rx太接近，则Tx可以自动地降低RF功率以防止对Rx的损坏。

根据一个或多个实施例，当RSSI数据不超过阈值时，方法1400前进至框1470(如“否”箭头所示)。在框1470处，无线功率系统增加发射器功率。发射器功率可以增加Δ。该Δ可以由无线功率系统确定为目标RSSI减去所测量的RSSI。在框1480处，无线功率系统检查RSSI数据。无线功率系统周期性地(例如，以五(5)分钟、十(10)分钟、二十(20)分钟等的规则时间间隔)执行此检查。RSSI数据的检查可以包括确定RSSI数据是否不超过所述阈值。

根据一个或多个实施例，在这里描述的方法1300或方法1400中，Tx可以将功率/端口增加到期望的目标水平，而没有损坏Rx的风险。如果重新定位Tx或Rx，则可以指示用户重复初始设置。

无线功率传输系统的一些示例使用可以包括：超市和消费者零售店在商品的货架上提供定价标签。管理这些标签上的价格数字可能是昂贵且耗时的工作。而且，特殊交易和促销意味着标签将每天被改变。

对于当今的电子墨水标牌，可以使每个标签由非常有效地显示价格/促销的小型电子设备制成，并且电子墨水在显示静态图像的同时不消耗功率。然而，需要功率来接收要显示的新数据，并且还需要改变电子墨水显示。使导线到达每个标签不是可行的解决方案，也不是在每个标签中具有电池也不是可行的解决方案。因为它们需要定期充电或更换。通过利用无线功率传输，可从放置在天花板或货架中的无线功率发射器阵列维持对于数千个标签可操作；定期以及当标签移动时为标签供电。一旦标签到达期望的目的地，该标签可以用有线或无线的初始功率激活。

在另一个示例中，制造厂使用大量的传感器和控制器来保持生产的同步、总的生产率和制造的货物的质量。尽管使用无线通信，但是仍然需要将功率承载导线敷设到每个设备，这使得这些设备依赖于易于发生故障的一个或多个部件，并且这些设备在安装用于高度易燃环境(例如，炼油厂)之前不能被气密密封，因为这些设备需要具有孔以将功率导线带入该设备中。因此，可通过并入上文所描述的无线功率接收器中的一者而将无线功率提供到这些设备。

所述无线功率系统还可用于运动检测。当功率传输系统是活动的时，环境中的小干扰可以改变传输的效率，即使当该改变不在传输的视线中时也是可以的。由于该系统利用环境中的多个路径(多径)，所以它可以用作运动检测器。通过测量从位于或分布于环境中的阵列接收的功率，接收的功率水平的任何变化将是关于环境的电磁配置的变化的指示。可以注意到，在这样的使用中，功率传输水平可以非常小，因为导线可以给接收器供电，但是仅作为调谐阵列的手段。一旦检测到环境配置中的变化，就可以将该变化通知安全系统/警报器。

在另一个示例中，调节其内容物(contents)的温度的单独的饮料和食品容器需要具有恒定的电源。如果这些容器是高度可移动的，则变得难以维持电源可用性。无线功率可用于维持电源可用性，且因此可将这些容器的温度维持在所要温度。容器还可以使用可用的功率来报告所述内容物的温度、液位或内容物的重量。这样的一个示例是当在热天供应冷/热饮时，或者当饮用它们时为冷的/热的是饮用它们的最好方式，利用这种能力，饮用者不必在其达到环境温度之前完成他们的饮用，而是可以在更长的时间段内享受他们的饮料。而且，当饮料变少时，可以通过信号接收器无线地通知主人，并且主人可以在饮料用完之前及时地加满饮料。

在另一示例中，当可以使用功率接收器来监视设备的功率使用时，可以在故障之前，检测故障设备。例如，如果火警不消耗它们使用的额定功率，或者当设备的功耗急剧变化(这通常在设备将要发生故障时发生)时，则可以认为火警已经发生故障。

应当理解，本发明不限于上述实施例，而是包括在所附权利要求的范围内的任何和所有实施例。例如，尽管上面已经描述了5.8GHz的频率，但是超过100MHz的任何频率都可以用于功率传输频率。

还应当注意，任何类型的可再充电电池都可以用来从输电网接收电荷，这其中包括标准尺寸的可再充电电池或用于特定电子设备(即，手机、PDA和其他设备)的定制可再充电电池。这些可再充电电池可以用于替换当前存在的电池，并且可以包括接收器的电子器件，该电子器件将允许它们接收功率传输信号并将其转换以对电池再充电。

Claims (20)

1.一种用于在包括发射器和接收器的无线功率系统中进行功率输送的方法，所述方法包括：

由所述接收器接收由所述发射器发射的聚焦功率；

由所述接收器直接测量所述聚焦功率的射频(RF)功率水平；以及

确定所述聚焦功率的所述功率水平是否超过阈值；以及

基于所述功率水平超过或不超过所述阈值来执行一个或多个操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述发射器包括功率发射器，

其中所述接收器包括功率接收器，以及

其中，所述无线功率系统的所述功率发射器和所述功率接收器在低功率状态中被上电。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚焦功率的所述功率水平对应于最小功率水平。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述无线功率系统将发射器功率设定为所述最小功率水平。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，对于由所述接收器接收的所述聚焦功率的所述功率水平，所述最小功率水平导致一(1)米处的小于两(2)瓦特(W)的射频(RF)功率。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收器向所述发射器发送信标，以使所述发射器发送所述聚焦功率。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个操作包括：在所述无线功率系统确定所述功率水平超过所述阈值时产生消息。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述消息包括指示所述发射器和所述接收器之间的距离太小的数据。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述消息包括指示移动所述发射器和所述接收器中的一者或两者的数据。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个操作包括：当所述无线功率系统确定所述功率水平不超过所述阈值时，增加由所述发射器发送的所述聚焦功率。

11.一种用于在包括发射器和接收器的无线功率系统中进行功率输送的方法，所述方法包括：

由所述发射器从所述接收器接收信标；

由所述发射器分析所述信标的接收信号强度指示符(RSSI)数据以测量信标接收信号强度指示符(RSSI)；以及

确定所述信标接收信号强度指示符(RSSI)是否超过阈值；以及

基于所述信标接收信号强度指示符(RSSI)超过或不超过所述阈值来执行一个或多个操作。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述发射器包括功率发射器，

其中所述接收器包括功率接收器，以及

其中，所述无线功率系统的所述功率发射器和所述功率接收器在低功率状态中被上电。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述无线功率系统将发射器功率设定为最小功率水平。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，对于由所述接收器接收的所述聚焦功率的所述功率水平，所述最小功率水平导致一(1)米处的小于两(2)瓦特(W)的射频(RF)功率。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述发射器向所述接收器发射聚焦功率。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述发射器分析所述接收信号强度指示符(RSSI)数据，以估计由所述接收器接收的射频(RF)功率水平，并将所述射频(RF)功率水平与所述阈值进行比较。

17.根据权利要求11所述的方法，其中所述一个或多个操作包括：当所述无线功率系统确定所述信标接收信号强度指示符(RSSI)超过所述阈值时生成消息。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述消息包括指示所述发射器和所述接收器之间的距离太小的数据。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述消息包括指示移动所述发射器和所述接收器中的一者或两者的数据。

20.根据权利要求11所述的方法，其中所述一个或多个操作包括：当所述无线功率系统确定所述信标接收信号强度指示符RSSI不超过所述阈值时，增加所述发射器的发射器功率。