KR101142096B1 - Harmonic emission prevented wireless power supply - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 전력 전송 수신기에서 원치않게 발생되는 고조파 방사를 줄이도록 하여 전자파 장애 문제를 해결할 수 있도록 한 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치에 관한 것으로, 고조파 방사를 흡수하여 자체적으로 상쇄시키는 고조파 안테나부를 전력 전송을 위한 신호 수신용 안테나부에 추가하도록 함으로써, 비선형 소자에 의해 발생되는 고조파를 수신 전력 손실 없이 차단하여 전자파장해 위험을 줄이고 효율을 높일 수 있는 뛰어난 효과가 있다. The present invention relates to a wireless power supply that prevents harmonic radiation to solve the problem of electromagnetic interference by reducing unwanted harmonic radiation generated in the wireless power transmission receiver, and absorbs harmonic radiation to offset itself by harmonics. By adding the antenna unit to the signal receiving antenna unit for power transmission, it is possible to cut off harmonics generated by nonlinear elements without loss of received power, thereby reducing the risk of electromagnetic interference and increasing efficiency.

Description

고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치{Harmonic emission prevented wireless power supply}Harmonic emission prevented wireless power supply

본 발명은 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치에 관한 것으로, 특히 무선 전력 전송 수신기에서 원치않게 발생되는 고조파 방사를 줄이도록 하여 전자파 장애 문제를 해결할 수 있도록 한 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a wireless power supply for preventing harmonic radiation, and in particular, to reduce unwanted harmonic radiation generated in the wireless power transmission receiver wireless power supply to prevent harmonic radiation to solve the electromagnetic interference problem. Relates to a device.

일반적으로 무선 전력 전송은 무선으로 제공되는 전계를 통해 비접촉식으로 에너지를 전달하여 그로부터 직류전원을 생성하도록 하는 기술을 말한다. 그 중에서, 최근 높은 관심을 받고 있는 방식은 무선으로 수신되는 전파를 정류하여 전원을 생성하는 방식으로, 주로 정류기(rectifier)와 안테나(antenna)가 결합된 렉테나(rectena)를 이용한다.In general, wireless power transfer refers to a technology for generating energy from a non-contact by transmitting energy through a wirelessly provided electric field. Among them, a method that has recently received high interest is a method of generating power by rectifying radio waves received wirelessly, and mainly using a rectenna in which a rectifier and an antenna are combined.

도 1은 일반적인 다이폴 방식의 기본 렉테나 구조를 보인 것이다. 도시한 바와 같이 1/2 파장의 다이폴 안테나(11)의 중앙부에 정류 소자(12)를 접속하고, 상기 정류 소자(12)를 통해 정류된 전력은 로패스 필터(13)를 통해 충전부(14)에서 충전되면서 정류 회로(15)를 통해 최종 정류된 전력을 얻을 수 있다. 상기 정류 회로(15)는 리플이 존재할 수 있는 신호를 평탄화하면서 원하는 정전압이나 정전류로 만들기 위한 것이지만, 상기 정류 소자(12)와 로패스 필터(13)를 포함하여 수신 신호를 전원으로 변환하는 부분을 통칭하여 정류 회로라 칭할 수도 있다.Figure 1 shows a basic rectenna structure of a general dipole method. As shown, the rectifying element 12 is connected to the center of the dipole antenna 11 having a half wavelength, and the rectified power is passed through the low pass filter 13 through the low pass filter 13. The final rectified power can be obtained through the rectifier circuit 15 while charging at. The rectifier circuit 15 is intended to flatten a signal in which ripple may exist while making the desired constant voltage or constant current, but includes the rectifier element 12 and the low pass filter 13 to convert a received signal into a power source. Generic circuits may also be called.

상기 다이폴 안테나(11)에 마이크로파가 조사되면 전기적 공진에 의해서 중앙부가 전류의 배가 되므로 이를 상기 정류 소자(12)를 통해 전력으로 변환하는 방식으로 동작하게 된다. When the microwave is irradiated to the dipole antenna 11, since the center part of the current is doubled by the electrical resonance, the dipole antenna 11 is operated by converting it into electric power through the rectifying element 12.

이러한 구조의 렉테나를 필요한 수만큼 배열하여 원하는 전력을 얻을 수 있게 된다.By arranging the necessary number of rectennas in this structure, the desired power can be obtained.

상기 렉테나는 무접점 방식으로 전원을 얻고자 하는 다양한 장치들에 응용될 수 있는데, 간단하게는 소형 통신 장치(카드형 태그나 센서 노드 등)에서 일반 단말기에 이르는 다양한 장치의 전원으로 사용될 수 있고, 최근에는 소형 비행체 등과 같은 이동체의 전원으로도 시험적으로 적용되고 있다.The rectenna can be applied to various devices that want to obtain power in a contactless manner, and can be simply used as a power source for various devices ranging from small communication devices (such as card-type tags or sensor nodes) to general terminals. In recent years, it has also been experimentally applied as a power source for moving objects such as small aircraft.

이러한 렉테나는 정류 소자의 변환 효율과 안테나의 배치 등에 의해 효율이 결정되는데, 다양한 연구에 의해 어느 정도 실용성이 인정되고 있다.Such rectenna is determined by the conversion efficiency of the rectifying element and the arrangement of the antenna, and practicality has been recognized to some extent by various studies.

하지만, 이러한 렉테나는 기본적으로 안테나와 정류 소자를 이용하고 있기 때문에 비선형 소자인 상기 정류 소자로 인한 불요파, 즉 고조파가 발생할 수밖에 없으며, 상기 전력 발생을 위해 마이크로파를 수신하는 안테나를 통해 해당 고조파가 방사되는 문제점이 있다.However, since the rectenna basically uses an antenna and a rectifying element, there is no choice but to generate unwanted waves, that is, harmonics caused by the rectifying element, which is a nonlinear element. There is a problem with radiation.

즉, 수신 주파수의 체배 주파수 근처에서 발생되는 고조파 성분은 정류 소자의 정류 효율을 감소시킬 뿐만 아니라 그 방사되는 고조파 신호(주로 수신 주파수의 2배가 되는 주파수 대역의 신호)에 의해 인접 전자기기들의 오동작을 유발하며 인체에도 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 결국, 전자기적 양립성(Electro Magnetic Compatibility: EMC)을 만족시키지 못하며, 전자파장해(Electro Magnetic Interference: EMI) 규격을 만족시키지 못하여 실용화가 불가능한 상황에 이를 수 있다.That is, the harmonic components generated near the multiplier frequency of the reception frequency not only reduce the rectification efficiency of the rectifying element but also prevent the malfunction of adjacent electronic devices by the emitted harmonic signals (signals in the frequency band which is mainly twice the reception frequency). It causes bad effects on the human body. As a result, it does not satisfy the Electro Magnetic Compatibility (EMC) and does not satisfy the Electro Magnetic Interference (EMI) specification.

이를 방지하기 위하여 도 2에 도시한 바와 같은 구성을 가진 렉테나가 등장하였다. 도시된 구성은 안테나(20)를 통해 수신되는 신호를 대역통과 필터(30)를 통해 필터링한 후 정류 소자(40)로 정류하고 이를 커패시터(50)를 통해 축적하여 DC/DC 변환부(60)를 통해 원하는 크기의 전력으로 변환하도록 한 것이다. 상기 대역 통과 필터(30)는 안테나(20)를 통해 수신되는 신호에서 원하는 주파수 대역의 신호만 필터링함과 아울러, 상기 정류 소자(40)에 의해 발생되는 고조파 신호가 상기 안테나(20)로 전달되어 방사되는 것을 차단함으로써, 고조파의 방사를 방지하는 원리이다.In order to prevent this, a rectenna having a configuration as shown in FIG. 2 has appeared. In the illustrated configuration, the signal received through the antenna 20 is filtered through the bandpass filter 30, rectified by the rectifier 40, and accumulated through the capacitor 50 to accumulate the DC / DC converter 60. To convert the power to the desired size. The band pass filter 30 filters only signals of a desired frequency band from signals received through the antenna 20, and the harmonic signals generated by the rectifying element 40 are transmitted to the antenna 20. It is a principle to prevent harmonic radiation by blocking radiation.

하지만, 이렇게 대역통과 필터를 이용하게 되면 해당 필터에 의한 수신 전력 손실이 불가피하여 애초에 낮은 렉테나의 효율을 더욱 낮추게 되고, 고조파가 소멸되는 것이 아니라 필터에 의해 안테나로 전달되는 것만을 차단하는 것이므로 렉테나를 전원으로 사용하는 시스템에 악영향을 줄 수 있는 등 근본적인 문제는 해결되지 않는다.However, if the bandpass filter is used in this way, the reception power loss by the filter is inevitable, which lowers the efficiency of the low rectenna in the first place, and does not destroy the harmonics, but blocks only the transmission to the antenna by the filter. Fundamental problems, such as adversely affecting tena-powered systems, are not resolved.

도 3은 렉테나를 배열하여 원하는 수준의 전력을 얻기 위한 어레이 안테나 (70)구조를 보인 것으로, 도시한 바와 같이 복수의 다이폴 안테나(75)를 여러 개 배열하여 사용하고 있다. 3 shows an array antenna 70 structure for obtaining a desired level of power by arranging rectennas, and a plurality of dipole antennas 75 are arranged and used as shown.

이러한 안테나 배열 시 소형화를 위해 안테나 배열을 좁게 할 경우 사이드 로브(side lobe)나 격자 로브(grating lobe)가 발생하여 안테나 성능이 급격하게 낮아지므로 기존 안테나 배열 이론에 따른 배치가 필수적이다. 결국, 구성 가능한 패턴이나 형태, 배열 방식 등이 제한된다.
When the antenna array is narrowed for miniaturization in such an antenna array, a side lobe or a grating lobe is generated and the antenna performance is drastically lowered. Therefore, arrangement according to the existing antenna array theory is essential. As a result, the configurable pattern, shape, arrangement method, and the like are limited.

상기와 같은 기존 렉테나의 문제점을 해결하기 위해 본 발명 실시예들의 목적은 고조파 방사를 흡수하여 자체적으로 상쇄시키는 고조파 안테나부를 전력 전송을 위한 신호 수신용 안테나부에 추가하도록 함으로써, 비선형 소자에 의해 발생되는 고조파를 수신 전력 손실 없이 차단하도록 한 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치를 제공하는 것이다. An object of the embodiments of the present invention in order to solve the problems of the existing rectenna as described above by adding a harmonic antenna unit for absorbing the harmonic radiation and self-offset to add to the antenna portion for signal transmission for power transmission, generated by the nonlinear element It is to provide a wireless power supply that prevents harmonic radiation to block the harmonics to be received without loss of received power.

본 발명 실시예들의 다른 목적은 전력 전송 신호를 수신하는 짝수개의 수신 안테나를 정류회로와 연결하고, 상기 수신 안테나마다 고조파 안테나를 배치하면서 상기 고조파 안테나를 통해 수신되는 신호를 위상차를 통해 상쇄할 수 있도록 구성함으로써, 복수 수신 안테나를 통해 수신되는 일정량의 전력을 정류회로를 통해 전원으로 변환하는 단위 모듈을 구성하고 해당 단위 모듈을 임의로 배치하여 원하는 크기의 전력을 얻을 수 있도록 한 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치를 제공하는 것이다. Another object of the embodiments of the present invention is to connect an even number of receiving antennas for receiving a power transmission signal with a rectifier circuit, and to arrange a harmonic antenna for each of the receiving antennas so as to cancel a signal received through the harmonic antennas through a phase difference. By constructing a unit module for converting a certain amount of power received through a plurality of receiving antennas into a power source through a rectifier circuit, and by arranging the unit modules arbitrarily, the wireless power that prevents harmonic radiation to obtain a desired size of power. It is to provide a power supply.

본 발명 실시예들의 또 다른 목적은 복수 안테나와 정류회로 및 고조파 안테나를 포함하는 단위 모듈을 구성하고, 이러한 단위 모듈을 입체적으로 배치하도록 하여 안테나 배열 이론으로 제한되지 않는 고효율 무선 전력 수신부를 구성할 수 있도록 한 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치를 제공하는 것이다. Still another object of the embodiments of the present invention is to configure a unit module including a plurality of antennas, a rectifier circuit, and a harmonic antenna, and to arrange the unit modules in three dimensions so as to configure a high efficiency wireless power receiver that is not limited to the antenna array theory. To provide a wireless power supply that prevents harmonic radiation.

본 발명 실시예들의 또 다른 목적은 신호 수신용 안테나와 다른 평면 상에 고조파 안테나부를 구성하도록 하여 기존 수신 렉테나 어레이에 용이하게 부가 적용함으로써 고조파 방사를 줄일 수 있도록 한 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치를 제공하는 것이다. Another object of the embodiments of the present invention is to configure a harmonic antenna unit on a plane different from the antenna for receiving a signal, thereby easily applying to an existing receiver rectenna array to reduce harmonic radiation, thereby preventing harmonic radiation. It is to provide a supply device.

본 발명 실시예들의 또 다른 목적은 송신부가 수신부 방향으로 무선 전력 전송을 위한 신호빔을 조향하고, 수신부는 임의 방향에서 제공되는 부선 전력 전송을 위한 신호빔을 수신하기 위한 단위 모듈 배치 구성을 가지며, 필요한 경우 송신부에 위치정보를 전송하도록 하여 무선 전력 전송 효율을 높이면서도 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.
Still another object of the embodiments of the present invention is that the transmitter steers the signal beam for wireless power transmission in the direction of the receiver, the receiver has a unit module arrangement configuration for receiving the signal beam for the sub-line power transmission provided in any direction, If necessary, by transmitting the position information to the transmitter to improve the wireless power transmission efficiency while providing a wireless power supply that prevents harmonic radiation.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치는 전력 전송을 목적으로 하는 수신 주파수 대역의 신호를 수신하는 한쌍의 수신 안테나와; 상기 한쌍의 수신 안테나 각각 또는 모두와 연결되어 수신된 신호를 정류하는 정류회로와; 상기 수신 안테나 각각에 근접 배치되어 상기 수신 주파수 대역에 대한 체배 주파수 대역의 고조파 신호를 흡수하는 고조파 안테나와 상기 각 고조파 안테나의 흡수 신호를 위상 차로 상쇄시키는 상쇄부로 이루어진 고조파 제거부를 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, a wireless power supply for preventing harmonic radiation according to an embodiment of the present invention includes a pair of receiving antenna for receiving a signal of a reception frequency band for the purpose of power transmission; A rectifying circuit connected to each or all of the pair of receiving antennas to rectify the received signal; And a harmonic canceling unit disposed in proximity to each of the receiving antennas, the harmonic removing unit including a harmonic antenna for absorbing harmonic signals in the multiplication frequency band for the reception frequency band and an offset unit for canceling the absorption signal of each harmonic antenna with a phase difference.

상기 고조파 제거부의 상기 고조파 안테나는 상기 수신 안테나 각각에 대응되는 위치의 상이한 평면 상에 이격 배치되거나, 상기 수신 안테나와 동일 평면 상에 구성될 수 있다.The harmonic antennas of the harmonic removing unit may be spaced apart from each other on different planes at positions corresponding to the reception antennas, or may be configured on the same plane as the reception antennas.

본 발명의 다른 실시예에 따른 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치는 무선 전력 전송을 위한 수신 주파수 대역을 수신하는 복수의 수신 안테나와 상기 수신 안테나들과 연결된 정류회로가 동일 평면에 구성된 수신층과; 상기 수신층의 각 수신 안테나의 상부 혹은 하부에 구성되어 상기 수신 주파수 대역에 대한 체배 주파수 대역의 신호를 커플링 효과에 의해 흡수하는 고조파 안테나부와 상기 고조파 안테나부를 종단 부하와 연결하면서 상반된 위상차로 흡수 신호가 상쇄되도록 하는 상쇄부를 동일 평면에 구성한 커플링층과; 상기 수신층과 커플링층 사이에 위치하여 상기 수신층과 커플링층을 전기적으로 격리하는 절연층을 포함하여 이루어진다.In accordance with another aspect of the present invention, a wireless power supply for preventing harmonic radiation includes a reception layer in which a plurality of reception antennas for receiving a reception frequency band for wireless power transmission and a rectifier circuit connected to the reception antennas are formed on the same plane. and; A harmonic antenna unit configured to be disposed above or below each receiving antenna of the reception layer to absorb a signal of a multiplied frequency band for the reception frequency band by a coupling effect, and absorb the harmonic antenna unit by an opposite phase difference while being connected to a termination load. A coupling layer in which a canceling portion for canceling a signal is formed on the same plane; And an insulating layer positioned between the receiving layer and the coupling layer to electrically isolate the receiving layer and the coupling layer.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치는 전기적으로 연결되어 전원을 생성하는 하나 이상의 수신 모듈을 포함하며, 상기 수신 모듈은 짝수의 수신 안테나와; 상기 모든 수신 안테나와 연결된 정류회로와; 상기 각 수신 안테나마다 이격 배치되어 상기 수신 안테나로부터 방사되는 고조파 신호를 커플링 방식으로 흡수하는 상기 고조파 대역의 고조파 안테나와; 상기 고조파 안테나들을 상호 연결하면서 위상차 및 종단 부하에 의해 흡수 신호를 상쇄시키는 상쇄부를 포함하여 이루어진다.A wireless power supply for preventing harmonic radiation according to another embodiment of the present invention includes one or more receiving modules that are electrically connected to generate power, the receiving module comprising an even number of receiving antennas; A rectifier circuit connected to all the reception antennas; A harmonic antenna of the harmonic band, which is spaced apart from each receiving antenna and absorbs harmonic signals radiated from the receiving antenna in a coupling manner; And an offset portion for canceling the absorption signal by the phase difference and the termination load while interconnecting the harmonic antennas.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치는 무선 전력 전송을 위한 신호를 수신기 방향으로 조향하여 전송하는 송신부와; 상기 송신부가 송신한 신호를 하나 이상의 단위 모듈로 이루어진 렉테나를 통해 수신하여 전력으로 변환한 후 전원을 출력하는 수신부를 포함하되, 상기 수신부의 단위 모듈은 상기 송신부가 전송하는 신호를 복수의 수신 안테나로 수신하여 정류하는 렉테나부와; 상기 렉테나부의 각 수신 안테나마다 이격 구성되어 상기 수신 안테나의 수신 대역에 대한 고조파 대역 신호를 커플링 방식으로 여기하는 고조파 안테나 및 상기 고조파 안테나들이 여기한 신호를 위상차를 통해 상쇄시키는 상쇄부를 구비한 고조파 상쇄부를 포함한다.
In accordance with still another aspect of the present invention, there is provided a wireless power supply for preventing harmonic radiation; And a receiver configured to receive a signal transmitted from the transmitter through a rectenna including one or more unit modules, convert the signal into power, and then output power. The receiver module includes a plurality of receiving antennas. Rectenna unit to receive and rectify; Harmonics including a harmonic antenna configured to be spaced apart from each receiving antenna of the rectenna part to excite a harmonic band signal with respect to a reception band of the reception antenna in a coupling manner, and an offset unit for canceling a signal excited by the harmonic antennas through a phase difference. It includes an offset.

본 발명의 실시예에 따른 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치는 고조파 방사를 흡수하여 자체적으로 상쇄시키는 고조파 안테나부를 전력 전송을 위한 신호 수신용 안테나부에 추가하도록 함으로써, 비선형 소자에 의해 발생되는 고조파를 수신 전력 손실 없이 차단하여 전자파장해 위험을 줄이고 효율을 높일 수 있는 뛰어난 효과가 있다. The wireless power supply for preventing harmonic radiation according to an embodiment of the present invention by adding a harmonic antenna unit for absorbing harmonic radiation and cancels itself by adding to the antenna unit for signal transmission for power transmission, Harmonics can be cut off without loss of received power, resulting in an excellent effect of reducing the risk of electromagnetic interference and increasing efficiency.

본 발명의 실시예에 따른 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치는 전력 전송 신호를 수신하는 짝수개의 수신 안테나를 정류회로와 연결하고, 상기 수신 안테나마다 고조파 안테나를 배치하면서 상기 고조파 안테나를 통해 수신되는 신호를 위상차를 통해 상쇄할 수 있도록 구성함으로써, 복수 수신 안테나를 통해 수신되는 일정량의 전력을 정류회로를 통해 전원으로 변환하는 단위 모듈을 구성하고 해당 단위 모듈을 임의로 배치하여 원하는 크기의 전력을 얻을 수 있어 구성이 자유로운 효과가 있다.The wireless power supply preventing the harmonic radiation according to an embodiment of the present invention is connected to the even-numbered receiving antenna for receiving the power transmission signal and the rectifier circuit, and received through the harmonic antenna while placing a harmonic antenna for each receiving antenna By configuring the signal to be canceled through the phase difference, to configure a unit module for converting a certain amount of power received through a plurality of receiving antennas to the power through the rectifier circuit, and by arranging the unit module arbitrarily to obtain the power of the desired size It can have a free effect.

본 발명의 실시예에 따른 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치는 복수 안테나와 정류회로 및 고조파 안테나를 포함하는 단위 모듈을 구성하고, 이러한 단위 모듈을 입체적으로 배치하도록 하여 안테나 배열 이론으로 제한되지 않는 고효율 무선 전력 수신부를 구성할 수 있는 효과가 있다.The wireless power supply for preventing harmonic radiation according to an embodiment of the present invention constitutes a unit module including a plurality of antennas, a rectifier circuit, and a harmonic antenna, and the unit modules are arranged in three dimensions so that they are not limited to the antenna array theory. There is an effect that can configure a high efficiency wireless power receiver.

본 발명의 실시예에 따른 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치는 신호 수신용 안테나와 다른 평면 상에 고조파 안테나부를 구성하도록 하여 기존 수신 렉테나 어레이에 용이하게 부가 적용함으로써 고조파 방사를 줄일 수 있어 적용 용이성과 범용성이 높은 효과가 있다.The wireless power supply preventing the harmonic radiation according to an embodiment of the present invention is to configure the harmonic antenna unit on a plane different from the antenna for receiving the signal can be easily added to the existing receiving rectenna array to reduce the harmonic radiation It is easy to apply and versatile.

본 발명의 실시예에 따른 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치는 송신부가 수신부 방향으로 무선 전력 전송을 위한 신호빔을 조향하고, 수신부는 임의 방향에서 제공되는 부선 전력 전송을 위한 신호빔을 수신하기 위한 단위 모듈 배치 구성을 가지며, 필요한 경우 송신부에 위치정보를 전송하도록 하여 무선 전력 전송 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
According to an exemplary embodiment of the present invention, a wireless power supply device that prevents harmonic radiation may include a transmitter steering a signal beam for wireless power transmission in a direction of a receiver, and a receiver receiving a signal beam for wireline power transmission provided in an arbitrary direction. It has a unit module arrangement configuration for, and if necessary to transmit the location information to the transmitter has the effect of increasing the wireless power transmission efficiency.

도 1은 기본적인 렉테나의 구조를 보인 구성도.
도 2는 고조파 방사를 줄이기 위한 개선된 렉테나의 구조를 보인 구성도.
도 3은 기존 렉테나의 안테나 배열예를 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전원 공급 장치의 구성을 보인 구성도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전원 공급 장치의 렉테나 모듈 구성을 보인 상부면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 전원 공급 장치의 렉테나 모듈 구성을 보인 상부면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 렉테나 모듈 배치 예.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 렉테나 모듈의 입체 배치 예.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 전원 공급 장치의 개념도.1 is a block diagram showing the structure of a basic rectenna.
2 is a block diagram showing the structure of an improved rectenna to reduce harmonic radiation.
Figure 3 is an exemplary view showing an example of the antenna arrangement of the existing rectenna.
Figure 4 is a block diagram showing the configuration of a wireless power supply according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a top view showing the configuration of the rectenna module of the wireless power supply according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is a top view showing the configuration of the rectenna module of the wireless power supply according to another embodiment of the present invention.
7 is an example of a rectenna module arrangement according to an embodiment of the present invention.
8 is an example of three-dimensional arrangement of the rectenna module according to another embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram of a wireless power supply apparatus according to another embodiment of the present invention.

상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전원 공급 장치의 구성을 보인 구성도로서, 실제 무선 수신 신호를 전력으로 변환하는 렉테나(100)의 구성 예를 보인 것이다.4 is a configuration diagram illustrating a configuration of a wireless power supply device according to an exemplary embodiment of the present invention, and illustrates an example of a configuration of a rectenna 100 that converts an actual wireless reception signal into power.

도시된 바와 같이, 제 1기판(130) 상에 복수로 형성되어 전력 전송을 목적으로 하는 수신 주파수 대역의 신호를 수신하는 수신 안테나(131~134)와, 상기 수신 안테나(131~134)와 연결되어 상기 수신 안테나(131~134)로부터 수신되는 신호를 전력으로 변환하는 정류회로(135)가 구성된다. 상기 정류회로(135)는 상기 제 1기판(130) 상에 상기 수신 안테나(131~134)와 같이 형성되는 것이 바람직하며, 별도의 기판에 구성될 수도 있다.As shown, a plurality of reception antennas 131 to 134 formed on the first substrate 130 to receive a signal of a reception frequency band for power transmission, and connected to the reception antennas 131 to 134. The rectifier circuit 135 converts a signal received from the reception antennas 131 to 134 into electric power. The rectifier circuit 135 is preferably formed on the first substrate 130 as the reception antennas 131 to 134, and may be configured on a separate substrate.

상기 제 1기판(130)과 절연층(120)을 통해 이격된 제 2기판(110)에는 상기 제 1기판(130)에 형성된 상기 각 수신 안테나(131~134)에 대응되는 위치에 배치되어 상기 수신 안테나(131~134)가 방사하는 고조파 주파수 대역(상기 수신 주파수 대역의 체배 주파수 대역)의 신호를 수신하는 복수의 고조파 안테나(112~115)와, 상기 고조파 안테나(112~115)를 연결하면서 위상차에 의해 수신 신호를 상쇄하도록 구성되는 선로와 종단 부하(118)를 포함하는 상쇄부가 구성된다.The second substrate 110 spaced apart from the first substrate 130 and the insulating layer 120 is disposed at a position corresponding to each of the receiving antennas 131 to 134 formed on the first substrate 130. While connecting the plurality of harmonic antennas 112 to 115 for receiving signals in the harmonic frequency bands (multiplied frequency bands of the reception frequency bands) emitted by the reception antennas 131 to 134 and the harmonic antennas 112 to 115. An offset portion including a line configured to cancel the received signal by the phase difference and the termination load 118 is configured.

여기서, 상기 제 1기판(130)의 구성은 일반적인 렉테나의 구성과 유사하게 수신 신호를 복수의 수신 안테나(131~134)로 수신하여 정류회로(135)를 통해 전력으로 변환하도록 구성된 것이다. 하지만 그 수신 안테나(131~134)의 수는 상쇄부 구성을 포함하는 상기 고조파 안테나(112~115)를 고려하여 짝수로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 구성에서, 상기 정류회로(135)에 포함된 정류 소자(미도시)는 상기 모든 수신 안테나(131~134)와 연결되어 수신 신호를 전력으로 변환시키게 되지만, 그 비선형 특성에 의해 고조파와 같은 불요파를 발생시키게 된다. 결국, 상기 수신 안테나(131~134)는 수신 주파수의 체배 주파수에 해당하는 고조파 신호를 방사하게 된다.Here, the configuration of the first substrate 130 is configured to receive the received signal to the plurality of receiving antennas (131 ~ 134) similar to the configuration of the general rectenna and convert the power through the rectifier circuit 135. However, the number of the receiving antennas 131 to 134 is preferably made even in consideration of the harmonic antennas 112 to 115 including the canceling unit configuration. In this configuration, the rectifying element (not shown) included in the rectifying circuit 135 is connected to all the receiving antennas 131 to 134 to convert the received signal into electric power, but it is unnecessary such as harmonics due to its nonlinear characteristics. Will generate waves. As a result, the reception antennas 131 to 134 emit harmonic signals corresponding to multiplication frequencies of the reception frequency.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 이러한 고조파 신호들 중에서 실질적으로 가장 문제가 되는 수신 주파수(fo)의 2배로 체배되는 고조파(2fo)를 추가 회로 없이 제거하기 위하여 상기 제 2기판(110)의 구성을 적용한다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the configuration of the second substrate 110 is removed in order to remove the harmonics 2fo multiplied by twice the reception frequency fo, which is the most problematic among the harmonic signals, without additional circuits. Apply.

상기 제 2기판(110)에는 상기 각 수신 안테나(131~134)에 대응되는 위치에 배치된 고조파 안테나(112~115) 및 상쇄부가 구성됨으로써, 상기 각 수신 안테나(131~134)로부터 방사되는 고조파 신호를 상기 고조파 안테나(112~115)가 흡수하도록 하여 이를 상쇄부를 통해 제거하게 된다. 상기 고조파 안테나(112~115)는 상기 수신 안테나(131~134)와 이격되어 있지만 충분히 근접 배치됨으로써 전파 수신 방식이 아닌 커플링에 의한 여기 방식으로 상기 수신 안테나(131~134)로부터 방사되는 고조파를 선별 흡수하게 된다. The second substrate 110 includes harmonic antennas 112 to 115 disposed at positions corresponding to the respective reception antennas 131 to 134, and an offset unit, so that harmonics radiated from the respective reception antennas 131 to 134. The harmonic antennas 112 to 115 are absorbed by the signal and removed through the canceling unit. The harmonic antennas 112 to 115 are spaced apart from the reception antennas 131 to 134, but are sufficiently close to each other, so that harmonics radiated from the reception antennas 131 to 134 in an excitation method by coupling rather than a radio wave reception method. Selective absorption.

상기와 같은 방식으로 고조파 안테나(112~115)에는 상기 수신 안테나(131~134)가 방사하는 고조파 신호 중 대부분이 여기되며, 이렇게 여기된 신호는 한쌍의 고조파 안테나(112, 113)가 종단 부하(118)와 연결되는 길이가 각각 달라지도록 선로 일부(116, 117)의 길이를 다르게(2d, d) 구성함으로써 위상 차이에 의해 서로 상쇄되도록 한다. 다른 고조파 안테나(114, 115) 역시 동일한 구성에 의해서 여기 신호가 서로 상쇄되며, 이러한 이유로 상기 고조파 안테나(112~115)의 수는 짝수로 구성되어야 한다. In the same manner as described above, most of the harmonic signals radiated by the reception antennas 131 to 134 are excited to the harmonic antennas 112 to 115, and the excitation signal is a pair of harmonic antennas 112 and 113 to the termination load ( The lengths of the track portions 116 and 117 are configured differently (2d, d) so that the lengths connected to the 118 are respectively different so as to cancel each other by the phase difference. The other harmonic antennas 114 and 115 also cancel each other by the same configuration, and for this reason, the number of harmonic antennas 112 to 115 should be even.

한편, 상기 고조파 안테나(112~115)는 상기 수신 안테나(131~134)와 크기 차이가 있기 때문에 수신 안테나(131~134)의 전력 전송용 신호 수신에 영향을 주지 않는다. 또한, 도시된 구성에서 상기 제 1기판이 제 2기판의 하부에 있지만 이는 반대로 배치될 수도 있고, 절연층(120)은 상기 제 1기판이나 제 2기판 중 하나가 그 역할을 대신할 수 있고 유전체나 공기를 포함하는 다양한 소재를 포괄할 수 있다.On the other hand, since the harmonic antennas 112 to 115 are different in size from the reception antennas 131 to 134, the harmonic antennas 112 to 115 do not affect the reception of power transmission signals of the reception antennas 131 to 134. In addition, in the illustrated configuration, although the first substrate is below the second substrate, it may be disposed oppositely, and the insulating layer 120 may be replaced by one of the first and second substrates and the dielectric Or a variety of materials, including air.

도시된 구성은 4개의 수신 안테나(131~134)와 4개의 고조파 안테나(112~115)를 이용한 것으로 이러한 구성을 하나의 단위 모듈로 간주할 수 있다.The illustrated configuration uses four receive antennas 131 to 134 and four harmonic antennas 112 to 115, which can be regarded as one unit module.

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 모듈의 구성 예를 보인 것으로, 도 5는 다층 구성의 예이고, 도 6은 단일층 구성의 예이다.5 and 6 show an example of the configuration of a unit module according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is an example of a multi-layer configuration, Figure 6 is an example of a single-layer configuration.

도 5에 도시된 단위 모듈(200)은 4개의 수신 안테나(211~214)와, 상기 4개의 수신 안테나(211~214) 각각의 상부에 이격 배치된 4개의 고조파 안테나(221~224), 상기 4개의 수신 안테나(211, 214)와 동시에 연결되어 수신 신호를 전력으로 변환하는 정류회로(215) 및 상기 4개의 고조파 안테나(221~224)가 상기 수신 안테나(211~214)가 방사하는 고조파를 여기한 신호를 위상차에 의해 상쇄시키는 종단 부하(225) 및 그 연결 선로로 이루어진다.The unit module 200 illustrated in FIG. 5 includes four receiving antennas 211 to 214, four harmonic antennas 221 to 224 spaced apart from each of the four receiving antennas 211 to 214, and The rectifier circuit 215 and the four harmonic antennas 221 to 224 which are simultaneously connected to the four reception antennas 211 and 214 to convert the received signal into electric power and radiate harmonics emitted by the reception antennas 211 to 214. It consists of the termination load 225 and its connection line which cancel the excited signal by phase difference.

상기 정류회로(215)는 내부적으로 정류 소자를 포함하며, 상기 정류 소자는 비선형 소자로 입력 전력에 따라 수신 신호를 전력으로 변환하는 효율이 크게 변화된다. 따라서, 수신 안테나 하나마다 정류 소자를 연결하는 것은 비효율적이므로 도시된 경우와 같이 복수의 수신 안테나(221~224)를 하나의 정류 소자와 연결하여 정류 효율이 높아지도록 한다. 이렇게 모듈화를 통한 배치 및 구성 용이성과 정류 효율을 고려하여 하나의 모듈에 포함될 수신 안테나의 수를 결정하며, 대응되는 고조파 안테나의 상쇄부를 감안하여 구성하도록 한다.The rectifier circuit 215 includes a rectifier element internally, and the rectifier element is a nonlinear element, and the efficiency of converting a received signal into power according to input power is greatly changed. Therefore, since it is inefficient to connect the rectifying elements to each receiving antenna, the rectifying efficiency is increased by connecting the plurality of receiving antennas 221 to 224 with one rectifying element as shown. The number of receiving antennas to be included in one module is determined in consideration of the ease of arrangement and configuration through the modularization and the rectification efficiency, and is configured in consideration of the offset portion of the corresponding harmonic antenna.

단위 모듈(200)을 도시된 구성과 같이 정사각형이나 직사각형 형태로 구성하면 이들을 원하는 방식으로 배치한 어레이 구조를 용이하고 다양하게 구성할 수 있으며, 도시된 배치와 달리 마름모 형태나 다이아몬드 형태 등으로 단위 모듈 내 안테나의 배치 구조를 변형할 수도 있다.When the unit module 200 is configured in a square or rectangular shape as shown in the figure, the array structure in which these are arranged in a desired manner can be easily and variously configured. Unlike the illustrated arrangement, the unit module 200 has a rhombus shape or a diamond shape. The arrangement of the internal antenna may be modified.

도 6에 도시된 단위 모듈(400)은 도 5와 달리 단일 기판상에 수신 안테나(410), 고조파 안테나(420), 정류회로 및 상쇄부(425)를 모두 구성한 예로서, 도시된 바와 같이 각 고조파 안테나는 수신 안테나에 인접 배치되어 커플링에 의해 상기 수신 안테나로부터 방사되는 고조파 신호를 여기하여 상쇄부를 통해 상쇄시킴으로써 수신 효율에 영향을 주지않으면서 고조파 방사를 억제할 수 있게 된다. 물론, 이를 위해서 상기 기판은 양면에 선로가 구성되는 형태로 가공될 수 있다.The unit module 400 illustrated in FIG. 6 is an example in which all of the receiving antenna 410, the harmonic antenna 420, the rectifying circuit, and the canceling unit 425 are configured on a single substrate, unlike in FIG. 5. The harmonic antenna is arranged adjacent to the receiving antenna to excite the harmonic signal radiated from the receiving antenna by coupling to cancel it through the canceling unit, thereby suppressing harmonic radiation without affecting the reception efficiency. Of course, for this purpose, the substrate may be processed in a form in which lines are formed on both sides.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 렉테나 어레이의 예로서, 도시된 구성은 모듈을 단위로 렉테나를 어레이 배치한 것이다. 도시된 실시예들과 같이 도 7a의 십자, 도 7b와 같은 마름모, 도 7c와 같은 벌집형 등 다양한 방식으로 단위 모듈을 배치할 수 있으며, 이러한 배치 방식은 일반적인 안테나 배열 이론에 따를 수 있으나, 이러한 안테나 배열 이론을 따르지 않더라도 각 단위 모듈 별로 독립적으로 동작하기 때문에 실질적인 손실이 크지 않아 이격 위치나 거리, 배치 방식 등은 배치의 필요성이나 적용 대상의 형태에 맞추어 다양해질 수 있다.7 is an example of a rectenna array according to an embodiment of the present invention, in which the illustrated configuration is an array arrangement of the rectennas in units of modules. As shown in FIG. 7A, the unit module may be arranged in various ways, such as the cross of FIG. 7A, a rhombus as shown in FIG. 7B, and a honeycomb as shown in FIG. 7C. Even if the antenna array theory is not followed, each unit module operates independently, so the actual loss is not so large that the separation position, distance, and layout method can be varied according to the necessity of the layout or the type of the application target.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 모듈 어레이의 전체적인 배치 방식의 예를 보인 것으로, 도시한 바와 같이 복수의 단위 모듈들이 배치된 무선 전력 전원 공급 부분을 송신부 방향을 지향하도록 곡면으로 배치할 수 있으며, 도시된 경우 외에도 다각형 형태의 배치(도 9 참조)를 포함하는 다양한 입체 구성이 가능하다.FIG. 8 illustrates an example of an overall arrangement method of a module array according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, a wireless power supply unit in which a plurality of unit modules are arranged may be arranged to be curved to face a transmitter. In addition to the illustrated case, various three-dimensional configurations including a polygonal arrangement (see FIG. 9) are possible.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전원 공급 장치의 개념도로서, 도시된 구성은 무선 전력 전송의 효율을 높이기 위한 구성이 더 포함된 경우이다.9 is a conceptual diagram of a wireless power supply apparatus according to another embodiment of the present invention, the configuration shown is a case further includes a configuration for increasing the efficiency of the wireless power transmission.

일반적으로 전파를 이용한 무선 전력 전송의 경우 자유공간 손실에 의해 실질적으로 전력 전달의 효율은 상당히 낮은 편이며, 이는 실용화에 큰 장애 요인이 된다. 그에 따라, 도시된 방식과 같이 송신국(500)이 복수의 안테나를 이용하여 전송하는 전파가 지향성을 가지도록 전송 영역을 조향하여 전력을 집중시키는 방식을 적용한다. 이를 통해서 도시된 경우와 같이 수신부(550)를 구비한 수신국(600)이 이동하는 경우에도 방사 빔(501, 502, 503)을 수신국(600)의 위치에 따라 적절하게 조향하여 전송 효율을 높일 수 있게 된다.In general, in the case of wireless power transmission using radio waves, the efficiency of power transmission is substantially low due to free space loss, which is a major obstacle to practical use. Accordingly, as shown in FIG. 5, a method of concentrating power by steering a transmission area such that a radio wave transmitted by the transmitting station 500 using a plurality of antennas is directed is applied. As a result, even when the receiving station 600 including the receiving unit 550 moves as shown in the figure, the radiation beams 501, 502, 503 are properly steered according to the position of the receiving station 600 to improve transmission efficiency. You can increase it.

상기 송신국(500)은 이렇게 이동하는 수신국(600)의 위치에 따른 조향을 위해 수신국(600)의 위치를 파악해야 하는데, 간단하게는 상기 전송 신호가 수신국(600)에 반사되어 돌아오는 전파를 이용하는 방식과, 상기 수신국(600)으로부터 위치 정보를 전달 받기위한 별도의 통신채널을 구성하는 방식, 혹은 상기 수신국(600)과 송신국(500) 사이에 복수로 배치되어 상기 송신국(500)에 신호 수신 정보를 전달하는 중계기를 배치(예를 들어, 노변에 주기적으로 배치되는 노변 중계기를 구성)하는 방식 등이 있다.The transmitting station 500 should grasp the position of the receiving station 600 in order to steer according to the position of the moving station 600 moving in this way, and the transmission signal is simply reflected back to the receiving station 600. A method using a coming radio wave, a method of configuring a separate communication channel for receiving location information from the receiving station 600, or a plurality of transmissions arranged between the receiving station 600 and the transmitting station 500 and transmitting There is a method of arranging a repeater for transmitting signal reception information to the station 500 (for example, configuring a roadside repeater periodically arranged on the roadside).

상기 수신국(600)에 구성되는 수신부(550)는 앞서 설명한 단위 모듈을 복수로 배치하여 구성한 입체형 무선 전력 전원 공급부로 구성될 수 있는데, 도시된 경우는 하나 이상의 단위 모듈이 배치된 평면형 모듈 어레이 6개를 이용하여 구성한 것으로, 이를 통해서 송신국(500)으로부터 조향되어 제공되는 신호를 효과적으로 수신할 수 있을 뿐만 아니라 수신 신호 세기가 큰 평면형 모듈 어레이를 구별하여 위치 송신국(500)에 대한 자신의 위치를 판단할 수 있어 필요한 경우 상기 송신국(500)에 자신의 위치 정보를 별도 통신 채널을 통해 전달해 줄 수도 있다. 이 경우, 상기 수신국(600) 또한 자신의 위치 정보를 효과적으로 전달하기 위해서 복수 안테나를 이용하여 안테나 빔을 송신국(500) 방향으로 조향할 수도 있다.The receiving unit 550 of the receiving station 600 may be configured of a three-dimensional wireless power supply unit configured by arranging a plurality of unit modules described above. In this case, a planar module array 6 including one or more unit modules is disposed. It is constructed using a dog, and through this, it is possible not only to effectively receive a signal provided by the steering station 500, but also distinguish its planar module array having a large received signal strength so as to position its own position with respect to the position transmitting station 500. If necessary, it can also transmit its location information to the transmitting station 500 through a separate communication channel. In this case, the receiving station 600 may also steer the antenna beam toward the transmitting station 500 using a plurality of antennas in order to effectively transmit its location information.

도시된 예에서, 상기 수신국(600)은 이동에 따라 상기 수신부(550)를 구성한 복수의 평면형 모듈 어레이 중에서 주 수신 모듈 어레이가 변화된다(C→B→A).In the illustrated example, as the receiving station 600 moves, the main receiving module array is changed among the plurality of planar module arrays constituting the receiving unit 550 (C → B → A).

물론, 도시된 수신부(550) 구성 외에도 반구형이나 축구공 형태의 다양한 구성이 가능하며, 수신 모듈들의 수신 신호 크기를 기준으로 최적 수신 모듈을 구별한다거나, 수신 방향을 확인하는 등의 작업을 실시할 수 있다.
Of course, in addition to the configuration of the receiver 550 shown in the figure, various configurations in the form of a hemispherical shape or a soccer ball are possible. have.

이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.In the above, certain preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. .

100: 렉테나 110: 제 2기판
112~115: 고조파 안테나 118: 종단 부하
120: 절연층 130: 제 1기파
131~134: 수신 안테나 135: 정류회로
200: 단위 모듈 211~214: 수신 안테나
221~224: 고조파 안테나 225: 종단 부하
400: 단위 모듈 500: 송신국
550: 수신부 600: 수신국100: Lectena 110: second substrate
112-115: harmonic antenna 118: termination load
120: insulating layer 130: first wave
131 to 134: receiving antenna 135: rectifier circuit
200: unit module 211 to 214: receiving antenna
221 to 224: harmonic antenna 225: termination load
400: module module 500: transmitting station
550: receiver 600: receiver

Claims (17)

전력 전송을 목적으로 하는 수신 주파수 대역의 신호를 수신하는 한쌍의 수신 안테나와;
상기 한쌍의 수신 안테나 각각 또는 모두와 연결되어 수신된 신호를 정류하는 정류회로와;
상기 수신 안테나 각각에 근접 배치되어 상기 수신 주파수 대역에 대한 체배 주파수 대역의 고조파 신호를 흡수하는 고조파 안테나와 상기 각 고조파 안테나의 흡수 신호를 위상 차로 상쇄시키는 상쇄부로 이루어진 고조파 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
A pair of receiving antennas for receiving a signal in a reception frequency band for power transmission;
A rectifying circuit connected to each or all of the pair of receiving antennas to rectify the received signal;
And a harmonic rejection unit disposed in proximity to each of the reception antennas and including a harmonic antenna for absorbing harmonic signals of the multiplied frequency band for the reception frequency band and an offset unit for canceling the absorption signal of each harmonic antenna with a phase difference. Wireless power supply with harmonic radiation protection.
청구항 1에 있어서, 상기 고조파 제거부의 상기 고조파 안테나는 상기 수신 안테나 각각에 대응되는 위치의 상이한 평면상에 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
The wireless power supply of claim 1, wherein the harmonic antennas of the harmonic removing unit are disposed on different planes at positions corresponding to the receiving antennas, respectively.
청구항 1에 있어서, 상기 고조파 제거부의 상기 고조파 안테나는 상기 수신 안테나 각각에 대응되며 상기 수신 안테나와 동일 평면상에 구성되는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
The wireless power supply of claim 1, wherein the harmonic antennas of the harmonic removing unit correspond to each of the receiving antennas and are coplanar with the receiving antennas.
청구항 1에 있어서, 상기 고조파 제거부의 상쇄부는 종단 부하를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
The wireless power supply of claim 1, wherein the canceling unit of the harmonic removing unit further includes a termination load.
무선 전력 전송을 위한 수신 주파수 대역을 수신하는 복수의 수신 안테나와 상기 수신 안테나들과 연결된 정류회로가 동일 평면에 구성된 수신층과;
상기 수신층의 각 수신 안테나의 상부 혹은 하부에 구성되어 상기 수신 주파수 대역에 대한 체배 주파수 대역의 신호를 커플링 효과에 의해 흡수하는 고조파 안테나부와, 상기 고조파 안테나부를 종단 부하와 연결하면서 상반된 위상차로 흡수 신호가 상쇄되도록 하는 상쇄부를 동일 평면에 구성한 커플링층과;
상기 수신층과 커플링층 사이에 위치하여 상기 수신층과 커플링층을 전기적으로 격리하는 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
A reception layer comprising a plurality of reception antennas for receiving a reception frequency band for wireless power transmission and a rectifier circuit connected to the reception antennas on the same plane;
A harmonic antenna unit configured at an upper portion or a lower portion of each receiving antenna of the receiving layer and absorbing a signal of a multiplied frequency band for the reception frequency band by a coupling effect; A coupling layer in which a canceling portion for canceling the absorption signal is formed on the same plane;
And an insulating layer disposed between the receiving layer and the coupling layer to electrically isolate the receiving layer and the coupling layer.
청구항 5에 있어서, 상기 수신층의 수신 안테나는 둘 이상의 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
The wireless power supply of claim 5, wherein the reception antenna of the reception layer is formed of two or more pairs.
청구항 5에 있어서, 상기 수신층의 정류회로는 상기 복수의 수신 안테나와 연결되는 하나의 정류 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
The wireless power supply of claim 5, wherein the rectifier circuit of the reception layer includes a rectifier element connected to the plurality of reception antennas.
청구항 5에 있어서, 상기 수신층과 커플링층의 구성을 단위 모듈로 하는 복수의 단위 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
The wireless power supply apparatus according to claim 5, further comprising a plurality of unit modules having a configuration of the receiving layer and the coupling layer as a unit module.
청구항 8에 있어서, 상기 단위 모듈은 십자, 마름모, 벌집 중 어느 하나의 안테나 어레이 배치 구성으로 배치되는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
The wireless power supply of claim 8, wherein the unit module is disposed in an antenna array arrangement of cross, rhombus, and honeycomb.
청구항 8에 있어서, 상기 단위 모듈의 배치 구성은 곡면을 포함하는 입체 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
The wireless power supply of claim 8, wherein the arrangement of the unit modules has a three-dimensional shape including a curved surface.
전기적으로 연결되어 전원을 생성하는 하나 이상의 수신 모듈을 포함하며, 상기 수신 모듈은
짝수의 수신 안테나와;
상기 짝수의 수신 안테나와 연결된 정류회로와;
상기 각 수신 안테나마다 이격 배치되어 상기 수신 안테나로부터 방사되는 고조파 신호를 커플링 방식으로 흡수하는 상기 고조파 대역의 고조파 안테나와;
상기 고조파 안테나들을 상호 연결하면서 위상차 및 종단 부하에 의해 흡수 신호를 상쇄시키는 상쇄부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
One or more receiving modules electrically connected to generate power, wherein the receiving module
An even number of receive antennas;
A rectifier circuit connected to the even receiving antennas;
A harmonic antenna of the harmonic band, which is spaced apart from each receiving antenna and absorbs harmonic signals radiated from the receiving antenna in a coupling manner;
And an offset unit for canceling the absorption signal by a phase difference and a termination load while interconnecting the harmonic antennas.
청구항 11에 있어서, 상기 수신 모듈은 복수의 어레이로 배치되는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
The wireless power supply of claim 11, wherein the receiving module is disposed in a plurality of arrays.
청구항 12에 있어서, 상기 수신 모듈은 곡면을 포함하는 입체 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
The wireless power supply of claim 12, wherein the receiving module is disposed in a three-dimensional form including a curved surface.
무선 전력 전송을 위한 신호를 수신기 방향으로 조향하여 전송하는 송신부와;
상기 송신부가 송신한 신호를 하나 이상의 단위 모듈로 이루어진 렉테나를 통해 수신하여 전력으로 변환한 후 전원을 출력하는 수신부를 포함하되,
상기 수신부의 단위 모듈은,
상기 송신부가 전송하는 신호를 복수의 수신 안테나로 수신하여 정류하는 렉테나부와;
상기 렉테나부의 각 수신 안테나마다 이격 구성되어 상기 수신 안테나의 수신 대역에 대한 고조파 대역 신호를 커플링 방식으로 여기하는 고조파 안테나 및 상기 고조파 안테나들이 여기한 신호를 위상차를 통해 상쇄시키는 상쇄부를 구비한 고조파 상쇄부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
A transmitter for steering and transmitting a signal for wireless power transmission toward a receiver;
It includes a receiver for receiving the signal transmitted by the transmitter through a rectenna consisting of one or more unit modules to convert the power into power and then output the power,
The unit module of the receiving unit,
A rectenna unit configured to receive and rectify a signal transmitted from the transmitter by a plurality of reception antennas;
Harmonics including a harmonic antenna configured to be spaced apart from each receiving antenna of the rectenna part to excite a harmonic band signal with respect to a reception band of the reception antenna in a coupling manner, and an offset unit for canceling a signal excited by the harmonic antennas through a phase difference. Harmonic radiation prevention wireless power supply characterized in that it comprises an offset unit.
청구항 14에 있어서, 상기 수신부는 상기 단위 모듈의 배치에 따른 상기 송신 세기를 기초로 상기 송신부의 신호 조향에 필요한 위치 정보를 별도의 통신 채널을 통해 상기 송신부로 전송하는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
15. The method of claim 14, wherein the receiver prevents harmonic radiation, characterized in that for transmitting the position information necessary for signal steering of the transmitter based on the transmission strength according to the arrangement of the unit module to the transmitter via a separate communication channel. One wireless power supply.
청구항 14에 있어서, 상기 송신부는 상기 수신부에 반사되는 송신 신호를 통해 상기 수신부의 위치를 파악하여 상기 전송 신호를 조향하는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.
15. The apparatus of claim 14, wherein the transmitter detects the position of the receiver through the transmission signal reflected by the receiver to steer the transmission signal.
청구항 14에 있어서, 상기 송신부가 상기 수신부를 조향하기 위하여 상기 수신부와 송신부 사이에 배치되어 상기 송신부의 신호 수신 정도를 상기 송신부에 전달하는 복수의 중계기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 방사를 방지한 무선 전력 전원 공급 장치.15. The method of claim 14, wherein the transmitter further comprises a plurality of repeaters disposed between the receiver and the transmitter to steer the receiver to transmit a signal reception degree of the transmitter to the transmitter. Wireless power power supply.
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