KR101380512B1 - 무선 링크를 통해 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

무선 링크를 통해 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 링크를 통해 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 일 양상에서, 무선 주파수 링크를 통해 충전가능한 디바이스에 전력을 공급하는 방법은 실질적으로 변조되지 않은 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 실질적으로 변조되지 않은 신호에 기초하여 실질적으로 변조되지 않은 무선 주파수(RF) 신호를 송신 안테나를 통해 충전가능한 디바이스로 방사하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 실질적으로 변조되지 않은 RF 신호에 의해 전달되는 전력으로 충전가능한 디바이스에 전력을 공급하거나 충전하는 단계를 더 포함한다.

Description

무선 링크를 통해 전자 디바이스에 전력을 공급하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR POWERING AN ELECTRONIC DEVICE VIA A WIRELESS LINK}
우선권
본 출원은 2006년 4월 21일에 동일한 명칭으로 제출된 미국 실용신안 출원 제 11/408,793 및 2006년 1월 18일에 "무선 링크를 통해 전자 디바이스를 충전하기 위한 방법 및 시스템"이라는 명칭의 미국 임시 특허 출원 제 60/760,064에 우선권을 청구하며, 상기 출원들은 본 명세서에서 참조로서 통합된다.
본 발명은 일반적으로 전자 디바이스에 전력을 공급하거나 충전하기 위한 방법 및 시스템들에 관한 것이다.
최근의 기술 개발들은 노트북 컴퓨터들, 셀룰러 전화기들 및 PDA들(개인 디지털 보조장치)와 같은 특정 전자 디바이스들이 다양한 멀티미디어 애플리케이션들을 구동하게 할 수 있다. 그러나, 상기와 같은 새로운 멀티미디어 애플리케이션들은 구동하기 위해 다량의 전력을 필요로 한다. 상기와 같은 과제에 대한 양호한 해결책은 상기 전자 디바이스들을 전기 콘센트에 끼우지 않고 충전할 수 있는 시스템이 될 수 있다. 또한 상기 디바이스들 중 예를 들어 셀룰러 전화기가 전선에 접속할 필요 없이 충분히 충전될 때 편의성과 안전성에 있어 상당한 장점이 존재한 다.
일 양상에서, 무선 주파수 링크를 통해 충전가능한 디바이스에 전력을 공급하도록 구성된 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 충전가능한 디바이스에 전력을 공급하거나 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 실질적으로 변조되지 않은 신호를 생성하도록 구성된 송신기를 포함한다. 상기 시스템은 상기 송신기로부터 실질적으로 변조되지 않은 신호를 수신하고, 실질적으로 변조되지 않은 무선 주파수(RF) 신호를 충전가능한 디바이스에 방사하도록 구성된 송신 안테나를 더 포함한다.
또다른 양상에서, 무선 주파수 링크를 통해 충전가능한 디바이스에 전력을 공급하도록 구성된 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 상기 충전가능한 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통해 제 1 신호를 전송하도록 구성된 제 1 송신기를 포함한다. 상기 시스템은 또한 상기 충전가능한 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통해 제 2 신호를 전송하도록 구성된 제 2 송신기를 포함하며, 상기 제 1 및 제2 신호들의 조합은 상기 충전가능한 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 충전가능한 디바이스를 충전한다.
또다른 양상에서, 무선 주파수 링크를 통해 충전가능한 디바이스에 전력을 제공하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 실질적으로 변조되지 않은 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 실질적으로 변조되지 않은 신호에 기초하여 송신 안테나를 통해 상기 충전가능한 디바이스에 실질적으로 변조되지 않은 무선 주파수(RF) 신호를 방사하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 실질적으로 변조되지 않는 RF 신호에 의해 전달되는 전력으로 상기 충전가능한 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 충전가능한 디바이스를 충전하는 단계를 더 포함한다.
또다른 양상에서, 무선 주파수 링크를 통해 충전가능한 디바이스에 전력을 제공하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제 1 신호를 제 1 안테나를 통해 충전가능한 디바이스로 전송하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 제 2 신호를 제 2 안테나를 통해 상기 충전가능한 디바이스로 전송하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 제 1 신호 및 제 2 신호들의 조합에 의해 전달되는 전력으로 상기 충전가능한 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 충전가능한 디바이스를 충전하는 단계를 포함한다.
도 1은 무선 링크를 통해 전기 디바이스에 전력을 공급하거나 충전하기 위한 시스템의 일 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다.
도 2A, 2B, 2C는 도 1의 송신기(12)에 의해 전력을 전송하기 위해 사용될 수 있는 전기 신호의 예들을 도시한다.
도 3은 안테나로부터 디바이스로 에너지를 운반 및 전달하기 위한 무선 주파수 신호를 통신하는 시스템의 일 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다.
도 4는 도 1에 도시된 충전가능한 디바이스(14)의 일 실시예를 도시하는 블 럭 다이어그램이다.
도 5는 무선 링크를 통해 디바이스에 전력을 공급하거나 전자 디바이스를 충전하기 위한 시스템이 또 다른 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다.
도 6A, 6B, 6C는 2개의 동위상 신호들이 구조적으로 간섭하는 방식을 도시한다.
도 7은 충전가능한 디바이스에 전력을 공급하거나 충전하기 위해 2개의 무선 주파수 신호들을 동시에 전송하는 시스템의 일 실시예를 설명하는 블럭 다이어그램이다.
도 8은 무선 링크를 통해 전자 디바이스에 전력을 공급하거나 충전하기 위해 에너지를 운반하는 무선 주파수 신호를 사용하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 무선 링크를 통해 전자 디바이스에 전력을 공급하거나 충전하기 위해 에너지를 운반하는 2개의 무선 주파수 신호들을 사용하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10은 2개의 무선 주파수 신호들 사이에서 상기 신호들이 전자 디바이스에 동위상으로 도달하도록 위상 차이를 조정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
하기의 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시예들에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 청구항들에 의해 정의되고 보호되는 것과 같이 다수의 서로 다른 방식들에서 구현될 수 있다. 상기 설명에서, 유사한 부분들이 유사한 도면 부호들로 지정되는 도면이 참조된다.
용어 "예시적인"은 본 명세서에서 "일 예, 경우 또는 설명으로 제공되는"을 의미하도록 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인" 것으로 설명된 임의의 실시예는 다른 실시예들에 대하여 바람직하거나 유리한 것으로 간주될 필요는 없다.
전자 디바이스의 배터리와 같은 휴대용 전원을 충전하기 위한 방법들 및 시스템들과 관련된 특정 실시예들이 개시된다. 특히, 상기 실시예들은 무선 주파수(RF) 파장들을 사용하는 것과 같이 무선 링크를 통해 전자 디바이스에 전력을 공급하는 것과 관련된다.
도 1은 무선 링크를 통해 전자 디바이스에 전력을 공급하거나 충전하기 위한 시스템의 일 예시적인 실시예의 개략도이다. 예시적인 실시예에서, 시스템은 각각 하나 또는 그 이상의 송신 안테나(18)와 통신하는 하나 또는 그 이상의 송신기들(12)을 포함한다. 하나 또는 그 이상의 전자 디바이스들(14)은 하나 또는 그 이상의 송신기들(12)과 통신하는 것으로 도 1에 도시된다.
송신기(12)는 전력 또는 에너지를 운반하는 신호들을 생성하여 상기 신호들을 송신기를 안테나에 접속하는 공급선(비도시)을 통해 송신 안테나(18)에 전송한다. 특정 실시예들에서, 전력 또는 에너지를 운반하는 신호들은 무선 주파수(RF) 신호들을 포함한다. 일 실시예에서, 송신기(12)는 무선 주파수 신호 소스 및 증폭기를 포함할 수 있다. 무선 주파수 신호 소스는 특정 주파수들에서 제한된 전력의 무선 주파수 신호를 생성한다. 증폭기는 신호 소스에 의해 생성된 신호를 증폭하며, 상기 증폭된 신호를 적절한 인터페이스(예컨대, RF 케이블)를 통해 송신 안테나에 제공한다.
일 실시예에서, 송신 안테나(18)는 전-방향성(omni-directional) 또는 방향성일 수 있다. 전-방향성 안테나들은 무선 신호들을 안테나의 실질적으로 모든 둘레에서 방사하고, 방향성 안테나들은 무선 신호들을 특정 각도, 예컨대 180도 미만의 각도 내에 집중한다. 안테나에 의해 제공되는 신호 커버리지의 각도는 일반적으로 빔-폭에 의해 측정된다. 또다른 실시예에서, 0.1-20도 사이의 빔-폭을 가지는 방향성 안테나와 같은 송신 안테나(18)로 방향성 안테나를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 빔-폭은 약 0.05, 0.1, 0.2, 0.25, 0.3, 0.5, 0.75, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20도, 또는 그 이상에서 선택될 수 있다. 또한, 송신 안테나(18)는 적당한 이득 내에서 방사될 신호들의 주파수들에서 동작하도록 선택된다.
특정 실시예들에서, 송신 안테나(18)로서 높은 전력 이득을 가지는 안테나를 선택하는 것이 바람직하며, 따라서 충분한 전력이 충전가능한 디바이스(14)로 전송된다(도 1에 도시). 일 실시예에서, 송신 안테나(18)의 전력 이득은 약 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 또는 16 데시벨(dBd) 또는 그 이상이 될 수 있다. 본 문서에서, 용어 dBd는 다른 비교할만한 1/2-파장 다이폴 안테나의 전력 강도에 대한 빔 중심에서 전력 강도의 공지된 대수비를 설명한다. 12 데시벨의 전력 이득을 가지는 안테나를 사용할 때, 예를 들면 송신 안테나(18)는 수신하는 신호에 집중할 수 있고 따라서 전력 강도는 간단한 1/2-파장 다이폴 안테나의 전력 강도의 약 16배가 된다.
전술된 것과 같이, 송신 안테나(18)는 송신기(12)로부터 전력 또는 에너지를 운반하는 무선 주파수 신호들을 수신하며, 상기 신호들을 무선 링크(16)를 통해 전자 디바이스들(14)로 방사한다. 전자 디바이스들(14)은 미디어 플레이어, 개인 디지털 보조장치(PDA), 휴대용 컴퓨터(예컨대, 노트북 컴퓨터), 이동 또는 셀룰러 전화기, 시계, 전자 디스플레이, 또는 재충전가능한 배터리와 같은 휴대용 소스로부터 선택적으로 전력을 사용하는 임의의 다른 디바이스 중 적어도 하나를 포함하는 임의의 충전가능 또는 비-충전가능 디바이스들이 될 수 있다. 전자 디바이스(14)에 전력을 공급하거나 충전하기 위해 수신된 에너지를 사용하는 일반적인 시스템들 및 방법들의 설명은 본 명세서에서 참조로서 통합되는 미국 특허 공보 2005/0194926 및 미국 특허들 6,127,799 및 7,012,405에서 발견될 수 있다.
도 2A, 2B, 2C는 전력을 송신하기 위해 도 1의 송신기(12)에 의해 사용될 수 있는 신호 파형의 예들을 도시한다. 도 2A는 순수한(예컨대 실질적으로 변조되지 않은) 사인파 신호의 2차원 그래프이다. 수직축은 순수한 사인파 신호의 진폭을 표시하고, 수평축은 시간을 표시한다. 문맥에 따라 본 명세서에서 논의되는 임의의 파형들에 대하여, 진폭은 정전압(볼트로 측정됨), 전계 강도(미터당 볼트로 측정됨), 정전류(암페어로 측정됨) 또는 자계 강도(미터당 암페어로 표시됨)를 표시할 수 있다. 도시된 것과 같이, 순수한 사인파 신호는 시간의 주기적 함수이다. 도 2B는 사각파 신호의 2차원 그래프이다. 수직축은 사각파 신호의 진폭을 표시하고, 수평축은 시간을 표시한다. 도시된 것과 같이, 사각파 신호는 시간의 주기적 함수이다. 도 2C는 주파수 변조된 사인파 신호의 2차원 그래프이다. 수직축은 주파수 변조된 사인파 신호의 진폭을 표시하고, 수평축은 시간을 표시한다. 주파수 변조된 사인파는 시간의 함수로서 도시된다. 도 2C에서, 주기 0-t1 동안 주파수 변조된 신호의 주파수는 주기 t1-t2 동안의 주파수를 벗어난다. 예를 들어, 연속파(CW) 단일-주파수 신호, 도 2C에 도시된 주파수 변조된 신호와는 다른 변조된 사인파 신호를 포함하는 다른 파형들의 신호들이 전자 디바이스(14; 도 1에 도시)에 전력을 운반 및 전달하기 위해 사용될 수 있다.
변조는 정보를 통신하기 위해 캐리어 신호(예컨대, 사인 신호)의 측정가능한 특성(진폭, 주파수 또는 위상 또는 이들의 결합과 같은)을 변화시키는 프로세스를 지칭한다. 그 결과 변화된 신호는 변조된 신호로 지칭된다.
특정 실시예들에서, 송신기(12)는 무선 링크(16; 도 1에 도시)를 통해 충전중인 에너지를 운반하기 위해 실질적으로 변조되지 않은 신호들을 생성하도록 구성된다. 실질적으로 변조되지 않은 신호들의 예들은 도 2A에 앞서 도시된 것과 같은 순수한 사인파 신호를 포함하지만 이에 제한되지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 순수한(예컨대, 실질적으로 변조되지 않은) 사인파 신호는 충전중인 전력을 운반 및 전달하기 위해 사용된다. 순수한 사인파 신호는 실질적으로 단일 기본 주파수를 중심으로 하는 상대적으로 좁은 대역폭을 특징으로 한다. 또다른 실시예에서, 사각형, 펄스형, 삼각형, 톱니형 또는 기본 사인파와 적어도 하나의 고조파 사인파로 형성된 불규칙한 신호들과 같은 다른 주기적인 파장의 신호들이 사용될 수 있다. 일반적으로, 기본 사인파 신호는 기본 주파수라 불리는 최저 주파수를 가지고, 일반적으로 최대 진폭을 갖는다. 고조파 사인파 신호는 기본 주파수의 정수 배인 주파수를 가지며, 일반적으로 기본 사인파 신호보다 낮은 진폭을 갖는다. 다른 주기적인 파장의 신호들이 적어도 하나의 고조파 사인파 신호를 포함하기 때문에, 상기 신호들은 순수한 사인파 신호보다 넓은 대역폭을 갖는다. 도 2C에 도시된 것과 같은 주파수 변조된(FM) 사인파 신호는 또한 순수한 사인파 신호보다 넓은 대역폭을 가지며, 이는 실질적으로 서로 다른 주파수들의 사인파들을 포함하기 때문이다. 에너지를 운반하기 위해 순수한 사인파 신호를 사용하는 것은 다른 타입을 신호들에 비해 다수의 장점들을 제공하며, 따라서 특정 실시예에서 다른 대안들에 대하여 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 송신기(12)는 순수한 사인 신호를 사용하여 높은 전력 전송 효율을 달성한다. 먼저, 순수한 사인파 신호는 좁은 주파수 대역폭을 가지며, 이는 안테나 및 다른 디바이스들이 주파수에서 정확히 매칭되도록 하고, 높은 전력 전송 효율을 달성하도록 한다. 다음에, 전송된 빔의 단일-주파수 순도(purity)는 조준된 전송을 가능하게 하고, 빔 발산을 제어하며, 높은 전력 전송 효율을 초래한다.
또다른 예는 시스템 설계를 간략화하고 제작 비용을 감소시키는 순수한 사인파 신호를 사용하는 것이며, 이는 변조가 전혀 요구되지 않기 때문이다. 또한, 순수한 사인파 신호를 사용하는 것은 순수한 사인파 신호가 좁은 주파수 대역폭을 가지기 때문에 간섭의 영향을 최소로 유지한다.
에너지를 전달하기 위해 사용되는 신호들은 충전가능한 디바이스(14)를 충전하기에 충분한 전력을 운반하고 전달하기에 적합한 임의의 요구되는 주파수 및 전 력 레벨에서 선택될 수 있다. 일반적으로, 예시적인 무선 주파수 신호는 3MHz 내지 30GHz 사이의 주파수를 갖는다. 예를 들면, 에너지를 전달하기 위해 사용되는 신호는 약 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 800, 900MHz 또는 1GHz의 주파수가 될 수 있다.
FCC에 의해 허용되는 인간의 RF 노출과 같은 다수의 기술적 및 비-기술적 인자들은 전력을 운반 및 전달하는 신호들에 대한 주파수를 발견하기 위한 탐색에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 수신 안테나의 등가 개구는 큰 것이 바람직하다. 안테나의 유효 개구는 파장의 제곱과 비례하기 때문에 더 낮은 주파수에서 상당히 증가한다. 결과적으로, 전달되는 전력은 증가한다. 제곱 미터로 측정되는 안테나의 등가 개구는 인입하는 무선 파장으로부터 상기 안테나에 의해 수신되는 전력(와트) 대 상기 파장의 전력 강도(제곱 미터당 와트)의 비이다. 더 낮은 주파수의 사용은 더 큰 유효 개구를 제공하지만, 더 낮은 주파수들에서 다이폴 안테나와 같은 수신 안테나의 크기는 이동 핸드셋과 같은 애플리케이션들에 대하여 장애가 될 수 있다. 일 실시예에서, 신호는 1GHz 내지 40GHz 및 바람직하게 12GHz 내지 36GHz 사이의 주파수에서 선택될 수 있다. 또다른 실시예에서, 신호는 30MHz 내지300MHz 및 바람직하게 88MHz 내지 108MHz 사이의 주파수에서 선택될 수 있다. 88MHz 내지 108MHz 범위의 주파수 대역은 FM 방송을 위해 세계적으로 사용된다. 상기 대역은 200kHz의 간격으로 100개의 채널들로 분할된다. 채널들 사이의 간격에서 단일 주파수 전송으로서 이중 사용을 적용하는 것이 가능하며, 이는 본 발명과 관련된 전송이 현존하는 FM 채널들을 간섭하지 않기 때문이다. 예를 들어, 여기에서 논의되 는 전송은 100.2MHz의 주파수에서 실행될 수 있고, 상기 주파수는 100.1MHz 및 100.3MHz의 인접하는 각각의 채널들로부터 100kHz 떨어져 있다.
도 3은 안테나로부터 디바이스로 에너지를 운반 및 전달하기 위해 무선 주파수 신호를 통신하는 시스템의 일 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다. 예시적인 실시예에서, 송신 안테나(18)는 순수한 사인파 무선 주파수 신호(17)를 충전가능한 디바이스의 수신 안테나(148)로 전송한다. 송신 안테나(18)는 방향성 또는 전-방향성이 될 수 있다.
무선 주파수 신호(17)는 변조되거나 실질적으로 변조되지 않을 수 있다. 특정 실시예들에서, 무선 주파수 신호(17)는 실질적으로 변조되지 않는다. 시스템에서의 불완전성으로 인해, 신호는 본 발명에 대한 응용가능성을 심각하게 저하시키지 않는, 진폭, 주파수 또는 위상에서의 작은 편차들을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서 송신기(들)의 법적(legal) 식별을 위해 또는 어떤 송신기가 설치, 조정 또는 수리 목적을 위한 특정 무선 신호를 발생하는지 식별하기 위해 신호의 진폭, 주파수 또는 위상을 때때로 의도적으로 변조하는 것이 바람직하다. 무선 송신기의 법적 식별은 특정 실시예들에서 FCC 또는 다른 정부 기관들에 의해 요구될 수 있다. 예를 들어, 법적 식별은 그 송신기의 호출 문자들의 모르스 부호 표시를 제공하기 위해 무선 신호 전송에서 짧은 중단들의 연속에 의해 실행될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 순수한 사인파 무선 주파수 신호(17)가 사용된다.
수신 안테나(148)는 각각 도 1에 도시된 송신기(14)에 포함된다. 선택적으로, 수신 안테나(148)는 충전가능한 디바이스(14)의 외부에 부착될 수 있다. 충전 가능한 디바이스(14)가 데이터 통신을 위한 안테나를 구비하는 경우에, 수신 안테나는 데이터 통신을 위해 사용되는 동일한 안테나일 수 있거나, 그렇지 않을 수 있다. 특정 실시예들에서, 수신 안테나(148)는 전-방향성으로 구성될 수 있고, 따라서 사용자가 다수의 방향들 중 하나에 충전가능한 디바이스를 배치하도록 한다. 충전가능한 디바이스(14)는 도 4와 관련하여 더 상세히 설명될 것이다.
무선 주파수 신호(전자기파라 공지됨)는 전계 파장과 자계 파장으로부터 발생하는 결합된 교차 방사된 파장이다. 전기 또는 전압 파장(volts/meter로 측정되는 전계 E)은 예를 들면 다이폴 안테나의 2개의 전도성 피뢰침 부분들과 같은 안테나의 2개 부분들 사이에 전압 차이가 존재할 때 발생된다. 자기 또는 전류 파장(amperes/meter로 측정되는 자계 H)은 예를 들면 다이폴 안테나의 2개 피뢰침들의 길이 축을 따라 전류가 흐르는 것과 같이 안테나의 임의의 부분들을 통해 전류가 이동할 때 발생된다. 전계 E와 자계 H의 곱(product)은 무선 주파수 파장의 전력 강도(watts/meter2로 측정됨)를 제공한다. 일반적으로 전자기파의 극성은 전자기파의 전계 성분의 공간 방향을 지칭한다. 안테나의 극성은 안테나에 의해 방사되는 전자기파의 극성이다. 수신 안테나의 극성 방향이 인입하는 전자기파의 전계 방향과 평행할 때, 안테나의 다른 방향들과 비교하여 최대 전력이 파장으로부터 안테나로 전달된다. 무선 주파수 파장들의 극성의 개념은 본 명세서에 참조로서 통합되는 미국 특허 5,936, 575에 개시된다.
특정 실시예들에서, 송신 안테나(18) 및 수신 안테나(148)의 극성들은 최대 전력 전송을 위해 동조된다. 사용자가 충전가능한 디바이스(14)를 원하는 방향으로 배치하는 것이 바람직하기 때문에, 송신 안테나(18)의 극성은 무선 주파수 신호(17)의 전계를 회전시킴으로써 동조를 매칭하도록 조정될 수 있다.
일 실시예에서, 송신 안테나(18)와 수신 안테나(148) 모두는 방향성 안테나들이며, 따라서 고정된 포인트-대-포인트 무선 링크가 전송을 위해 설정될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 충전가능한 디바이스(14)의 일 실시예를 설명하는 블럭 다이어그램이다. 디바이스(14)는 수신기 유니트(142) 및 재충전가능한 배터리(146)를 포함할 수 있다. 재충전가능한 배터리(146)는 충전가능한 디바이스(14)에 전력을 공급하도록 구성된 임의의 재충전가능한 전력 저장 유니트가 될 수 있다. 수신기 유니트(142)는 충전 전력을 운반하는 신호들을 수신하고, 수신된 전력으로 재충전가능한 배터리(146)를 충전하도록 구성된다. 예시적인 실시예에서 수신기 유니트(142)는 충전가능한 디바이스(14) 내에 통합될 수 있지만, 수신기 유니트(142)는 와이어 또는 케이블을 통해 다양한 타입의 충전가능한 디바이스들(14)에 부착될 수 있고 와이어 또는 케이블에 의해 설정된 링크를 통해 충전 에너지를 충전가능한 디바이스(14)에 전달할 수 있는 자립형(stand-alone) 유니트가 될 수 있다.
충전가능한 디바이스(14)는 송신 안테나(18, 도 1에 도시)에 의해 방사된 발신된(beamed) 무선 주파수 전력 중 일부를 수집하고, 상기 AC 신호들을 정류기(152)로 전달하는 수신 안테나(148)를 포함한다. 정류기(152)는 그 후에 수신 안테나(148)로부터의 AC 전기 에너지를 단방향 펄스 신호 및/또는 궁극적으로 재충전가능한 배터리(146)를 충전하기에 적합한 DC 신호로 변환한다. 예시적인 전류기(152)는 낮은 레벨의 신호를 수신하는 경우에 정류기(152)의 활성화를 허용하기 위해 낮은 배리어 또는 임계 전압을 특징으로 하는 게르마늄-기반의 정류기(즉, 낮은 구동 전력의 정류기)를 포함한다. 정류기는 또한 실리콘, 갈륨 비화물 및 다른 실리콘 재료들을 사용하여 제작될 수 있다. 정류기(152)는 또한 충전가능한 디바이스(14)로부터 정류기(152)에 의한 전력의 사용을 최소화하기 위해 수동 RF 전력 센서를 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 수신기 유니트(142)는 전압 조절기(154)를 포함한다. 전압 조절기(154)는 재충전가능한 배터리(146)에 공급되는 전압을 미리 결정된 레벨로 제한하거나 조절하기 위해 정류기(152)와 함께 또는 부가하여 통합될 수 있다. 전압 조절기(154)는 특히 충전가능한 디바이스(14)의 물리적인 이동이 수신 안테나(148)에 의해 수신되는 신호들의 전압을 상당히 변화시킬 때 동작할 수 있다. 상기 변화는 송신 안테나(18)로부터 수신 안테나(148)로의 기하학적(geometric) 신호 경로에서의 변동으로 인한 것일 수 있다.
일 실시예에서, 수신기 유니트(142)는 재충전가능한 배터리(146)가 유선 충전 유니트(158) 또는 수신 안테나(148)에 의해 수신된 신호들에 의해 충전되도록 하는 다이오드들(144, 156)의 쌍을 포함한다. 재충전가능한 배터리(146)는 유선 충전 유니트가 와이어를 통해 표준 AC 전력 콘센트와 같은 AC 전원에 접속될 때마다 유선 충전 유니트(158)에 의해 충전된다. 재충전가능한 배터리는 유선 충전 유 니트가 충전 전력을 제공하지 않을 때 수신 안테나(148)에 의해 수신된 신호들에 의해 충전될 수 있다. 유선 충전 유니트(158)의 예들은 셀룰러 전화기와 같은 대부분의 재충전가능한 전자 디바이스들에서 발견될 수 있다.
일 실시예에서, 수신기 유니트(14)는 수신 안테나(148)에서 수신된 신호의 전력 강도를 검출하기 위해 신호 전력 검출기(162)를 추가로 포함할 수 있다. 신호 전력 검출기는 수신 안테나(148), 정류기(152) 또는 조절기(154)에 직접 접속될 수 있다. 일 실시예에서, 신호 전력 검출기(162)는 정류기(152)로부터 출력된 신호를 검출하기 위해 접속된다.
도 7과 관련하여 설명되는 바에 따라, 송신 안테나(164)는 그 후에 수신되는 충전 신호의 전력 강도를 표시하는 신호를 송신기(12; 도 1에 도시)로 전송한다. 송신 안테나(164)는 방향성 또는 전-방향성이 될 수 있다. 송신 안테나(164)는 수신 안테나(148)와 통합되거나 별개일 수 있다. 충전가능한 디바이스(14)가 무선 통신을 위한 안테나를 구비하는 경우에, 송신 안테나(164)는 데이터 통신을 위해 사용되는 동일한 안테나일 수 있거나, 그렇지 않을 수 있다. 다수의 다른 선택적인 수단들은 전달된 무선 신호 강도를 보고하는 신호들을 운반하기에 적합하다. 예를 들어, 상기 정보는 가시광 또는 비가시광(적외선 또는 자외선)에 의해, 인간이 들을 수 있거나 들을 수 없는 사운드 또는 음향 신호들에 의해, 또는 접속 와이어들에 의해 보고될 수 있다.
도 5는 무선 링크를 통해 전자 디바이스에 전력을 공급하거나 충전하기 위한 시스템의 또다른 예시적인 실시예의 개략도를 도시한다. 상기 실시예에서, 시스템 은 각각 적어도 2개의 송신 안테나들(18a, 18b)과 결합된 적어도 2개의 송신기들(상기 도면에 비도시)을 포함하며, 상기 송신 안테나들은 각각 전자 디바이스를 충전하기 위한 에너지를 운반 및 전달하기 위해 실질적으로 변조되지 않은 무선 주파수 신호를 통신한다. 제 1 송신 안테나(18a)는 제 1 무선 주파수 신호(17A)를 충전가능한 디바이스(14)의 수신 안테나(148)로 전송한다. 제 2 송신 안테나(18b)는 제 2 무선 주파수 신호(17B)를 수신 안테나(148)로 전송한다. 상기 무선 주파수 신호들(17A 및 17B)은 도 2A, 2B 2C와 관련하여 전술된 충전 전력을 전송하기 위해 사용되는 신호들과 유사하게 선택될 수 있다. 상기 무선 주파수 신호들(17A, 17B)은 변조되거나 실질적으로 변조되지 않을 수 있다. 상기 예시적인 실시예에서, 순수한 사인파 무선 주파수 신호들(17A, 17B)이 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 2개 이상의 송신기들(예컨대, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 그 이상의 송신기들)이 동시에 사용될 수 있다.
특정 실시예들에서, 충전가능한 디바이스(14)에 의해 수신되는 전력을 최대화하고 효율적인 전력 전송을 달성하기 위해 제 1 및 제 2 신호들(17A, 17B)이 수신 안테나(148)에 실질적으로 동위상으로 도달하는 것이 바람직하다. 2개 신호들은 약 0도의 위상 차이를 가지는 경우에 동위상이라 불린다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 신호들(17A, 17B)은 송신 안테나들(18a, 18b)에 의해 전송될 때 그들 사이에 위상 오프셋이 발생하는 경우를 제외하고는 실질적으로 동일하다. 위상 오프셋은 각각 개별 송신 안테나에 의한 전송 이후에 서로 다른 무선 링크를 통해 이동하는 제 1 및 제 2 신호들(17A, 17B)이 약 0도의 위상 차이로 수신 안테나(148)에 도 달하도록 계산될 수 있다. 또다른 실시예에서, 제 1 및 제 2의 실질적으로 변조되지 않은 신호들(17A, 17B)은 동일한 단일 주파수의 순수한 사인파 무선 주파수 신호이다.
도 6A, 6B, 6C는 2개의 동위상 신호들이 구조적으로 간섭하는 방법을 도시한다. 도 6A, 6B는 2개의 동일한 사인 무선 주파수 신호들을 도시하며, 상기 경우에 신호의 진폭이 시간의 주기적인 함수이다. 각 신호의 진폭은 상기 신호에 의해 생성된 전계 강도의 표시이다. 상기 2개의 신호들은 동일한 지점에 도달할 때 서로 간섭한다. 도 6C는 상기 간섭으로 인한 결과적인 신호를 도시한다. 도 6C에 도시된 것과 같이, 결과 신호는 도 6A, 6B에 도시된 것과 같은 각각의 원래의 신호의 진폭의 2배인 진폭을 갖는다. 무선 주파수 신호의 전력 강도가 전계 강도의 제곱과 비례하기 때문에, 도 6C의 신호의 전력 강도는 각각 고려되는 도 6A 및 6B의 2개 신호들 중 하나의 전력의 4배가 된다. 사인 신호들이 예에서 사용되지만, 변조되거나 실질적으로 변조되지 않은 신호들의 다른 타입에도 계속될 수 있다. 또한, 도 6A 및 도 6B에 도시된 예시적인 신호들은 동일하지만, 상기 신호들은 서로 구조적으로 간섭하기 위해 동일한 진폭이어야 할 필요는 없다.
도 7은 충전가능한 디바이스에 전력을 공급하거나 충전하기 위해 2개의 무선 주파수 신호들을 동시에 전송하는 시스템의 일 실시예를 도시하는 블럭 다이어그램이다. 시스템(31)은 공통 클럭 신호를 생성하고 상기 클럭 신호를 제어기(34)에 전송하는 클럭 신호 생성기(32)를 포함한다. 일 실시예에서, 클럭 신호 생성기(32)는 발진기일 수 있다. 제어기(34)의 다양한 실시예들이 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 제어기(34)는 임의의 적절한 범용 단일- 또는 다중-칩 마이크로프로세서 또는 디지털 신호 프로세서, 마이크로 제어기, 또는 프로그램가능한 게이트 어레이와 같은 임의의 적절한 특수 용도의 마이크로 프로세서일 수 있는 프로세서이다. 종래와 같이, 프로세서는 하나 또는 그 이상의 프로그래밍된 명령들을 실행하도록 구성될 수 있다.
제어기(34)는 공통 클럭 신호에 기초하여 송신기들(12a, 12b)에 의해 2개의 무선 주파수 신호들(17A, 17B)을 생성하는 것을 조정하며, 따라서 두 신호들은 공통 시간 프레임 상에 존재한다. 각각의 송신기는 수신된 무선 주파수 신호를 충전가능한 디바이스(14)에 전송하는 개별 송신 안테나에 접속된다. 충전가능한 디바이스(14)에 도달하는 무선 주파수 신호(17A, 17B)는 서로 간섭하며, 결합 신호를 생성한다. 결합 신호 내에서 운반되는 에너지는 충전가능한 디바이스(14)에 의해 수신된다. 무선 주파수 신호들(17A, 17B)의 특징들은 도 5에서 논의되는 신호들(17A, 17B)의 특징들과 유사하다.
신호들(17A, 17B)은 각각 그들 소유의 경로들을 통해 충전가능한 디바이스(14)로 이동한다. 신호들(17A, 17B)에 의해 취득되는 경로들이 종종 서로 다르기 때문에, 상기 신호들이 송신 안테나들(12a, 12b)로부터 충전가능한 디바이스(14)로 이동하는데 걸리는 시간은 서로 다를 수 있다. 따라서, 신호들(17A, 17B)이 송신 안테나들(12a, 12b)에 의해 0도의 위상 차이로 전송되는 경우에도, 충전가능한 디바이스(14)에 도달할 때 신호들(17A, 17B) 사이에 위상 차이가 존재할 수 있다. 상기 위상 차이는 적어도 부분적으로 송신 안테나들(12a, 12b)이 충전가 능한 디바이스(14) 사이의 경로들의 길이들에 따라 결정된다. 제어기(34)는 서로 다른 경로들에서 이동함으로써 도입되는 위상 차이를 보상하기 위해 송신기들(12a, 12b)이 신호들(17A, 17B) 사이의 위상 차이를 사용하도록 하며, 따라서 상기 신호들은 충전가능한 디바이스(14)에 실질적으로 동위상으로 도달한다.
특정 실시예들에서, 제어기(34)는 충전가능한 디바이스(14)에서 충전 신호의 신호 강도를 트래킹할 수 있다. 전술된 것과 같이, 충전가능한 디바이스(14)는 신호 전력 검출기(162) 및 송신 안테나(164)(도 4에 도시)를 포함할 수 있다. 신호 전력 검출기(162)는 충전가능한 디바이스(14)에 의해 수신되는 충전 신호의 신호 강도를 검출하여 상기 신호 강도를 표시하는 피드백 신호를 송신 안테나(154)를 통해 전송한다. 시스템(31)은 추가로 수신기(36)에 접속된 수신 안테나(38)를 포함한다. 수신 안테나(38) 및 수신기(36)는 충전가능한 디바이스(14)에서 신호 강도를 표시하는 신호를 수신하고, 동일한 신호를 제어기(34)에 포워딩한다. 전술된 것과 같이, 디바이스로부터 제어기로의 신호는 광, 사운드 또는 무선과 다른 수단을 사용하여 실행될 수 있다.
특정 실시예들에서, 송신 안테나들(18a, 18b)에서 신호들(17A, 17B) 사이의 위상 오프셋의 적절한 값은 위상 오프셋을 하나의 범위 사이에서 점진적으로 조정하고 충전가능한 디바이스에 의해 수신된 충전 신호의 해당 신호 강도를 모니터함으로써 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 무선 주파수 신호(17B)는 상기 신호들이 방사되기 전에 상기 신호들 간에 위상 차이가 존재한다는 점을 제외하고 무선 주파수 신호(17A)와 동일하다.
일 실시예에서, 충전가능한 디바이스(14)로부터의 피드백 신호는 또한 송신 안테나들(18a, 18b)의 극성을 조정하기 위해 사용되며, 따라서 수신 안테나(148; 도 3에 도시)의 극성과 동조시킨다. 도 3에서 논의된 것과 같이, 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 전력 전송은 두 안테나들 모두의 극성이 서로 동조할 때 최대화된다. 제어기(34)는 송신 안테나(18a)에 의해 생성된 전자기파의 전계 방향을 예컨대 0 내지 90도로 회전시킴으로써 송신 안테나(18a)의 극성을 점진적으로 조정한다. 디바이스(14)로부터의 피드백 신호는 어떤 각도에서 최대 전력 전송이 달성되는지 결정하기 위해 모니터된다. 먼저, 각도는 적절한 최적의 각도를 발견하기 위해 10도와 같은 증가분 내에서 조정될 수 있다. 적절한 최적의 각도가 결정되면, 각도는 최적의 각도와 훨씬 인접한 각도를 발견하기 위해 0.5도와 같은 증가분 내에서 조정될 수 있다. 송신 안테나(18a)의 극성이 수신 안테나(148)의 극성과 매칭하도록 조정되면, 다른 송신 안테나들(18b)의 극성을 조정하기 위해 동일한 프로세스가 반복될 수 있다.
안테나의 극성을 조정하는 다양한 방식들이 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 송신 안테나들(12a 및 12b)은 제어기(34)에 의해 전송된 신호들에 의해 기계적으로 회전가능하게 제어된다. 또다른 실시예에서, 송신 안테나들(12a, 12b)은 각각 수직으로 장착된 방사 엘리먼트 및 수평으로 장착된 방사 엘리먼트를 포함한다. 안테나에 인가된 전압을 수직으로 장착된 엘리먼트와 수평으로 장착된 엘리먼트 사이에 점진적으로 분배하거나 역전시킴으로써, 안테나의 극성은 0도에서 90도로 조정될 수 있다.
송신 안테나와 수신 안테나의 극성을 동조시키는 방법의 전술된 실시예들은 도 3에 도시된 실시예에 통합될 수 있음이 인식될 것이다.
도 8은 무선 링크를 통해 전자 디바이스에 전력을 공급하거나 충전하기 위해 에너지를 운반하는 무선 주파수 신호를 사용하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 상기 방법은 도 1, 3, 4와 관련하여 전술된 것과 같이 전자 디바이스를 충전하기 위한 시스템을 사용하여 수행된다.
방법은 블럭(810)에서 시작하여 송신기(12)는 전기 신호를 생성하여 이를 안테나(18; 도 1에 도시)로 전송한다. 도 1에서 논의된 것과 같이, 안테나(18)는 전방향성 또는 방향성이 될 수 있다. 다음에 블럭(820)에서, 안테나(18)는 전기 신호를 수신하고 무선 주파수 신호를 충전가능한 디바이스(14; 도 1에 도시)로 방사한다. 무선 주파수 신호는 도 2A, 2B, 2C와 관련하여 전술된다. 무선 주파수 신호는 변조되거나 실질적으로 변조되지 않을 수 있다. 무선 주파수 신호는 단일 주파수로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 무선 주파수 신호는 순수한 사인파 신호가 될 수 있다.
블럭(830)으로 이동하여, 충전가능한 디바이스(14)의 수신 안테나(148)는 무선 주파수 신호를 수신하고 상기 신호를 전기 AC 신호로 변환한다. 다음에 블럭(840)에서, 정류기(152)는 전기 AC 신호를 전력 신호로 변환한다. 전력 신호는 펄스형 단방향성 신호 또는 도 4에 전술된 것과 같이 디바이스에 전력을 공급하고 및/또는 재충전가능한 배터리를 충전하기에 적합한 DC 신호가 될 수 있다.
다음에 블럭(850)에서, 전압 조절기(154)는 도 3에서 전술된 것과 같이 필요 한 경우에 전력 신호의 전압 레벨을 조절한다. 블럭(850)은 특정 실시예들에서 삭제될 수 있음이 인식될 것이다. 마지막으로 블럭(860)에서 전력 신호는 도 3에서 전술된 것과 같이 전자 디바이스를 충전하기 위한 시스템을 사용하여 수행된다.
도 9는 무선 링크를 통해 전자 디바이스에 전력을 공급하거나 충전하기 위해 에너지를 운반하는 2개의 무선 주파수 신호들을 사용하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 상기 방법은 도 5, 6, 7과 관련하여 전술된 것과 같이 전자 디바이스를 충전하기 위한 시스템을 사용하여 수행된다.
방법은 블럭(910A)에서 시작하여 제 1 송신기(12a)는 제 1 전기 신호를 생성하여 상기 신호를 제 1 안테나(18a)로 전송한다. 다음에 블럭(920A)에서, 제 1 안테나(18a)는 제 1 전기 신호를 수신하고 제 1 무선 주파수 신호를 충전가능한 디바이스(14)로 방사한다. 유사하게, 상기 방법은 블럭들(910A 및 920A)과 실질적으로 동시에 수행되는 블럭들(910B, 920B)을 제공한다. 블럭들(910B, 920B)에서, 제 2 송신기(12b) 및 제 2 안테나(18b)는 제 2 무선 주파수 신호(17B)를 충전가능한 디바이스(14)로 방사한다. 송신기들, 안테나들 및 RF 신호들은 도 5, 6, 7에서 논의된 것과 동일하다.
다음에 블럭(930)에서, 충전가능한 디바이스(14)는 제 1 및 제 2 RF 신호들의 조합을 수신한다. 블럭들(940, 950, 960, 970)에서, 수신된 조합 RF 신호는 도 8에서 전술된 것과 유사하게 디바이스(14)를 충전하기 위해 사용된다.
도 10은 2개의 무선 주파수 신호들 사이의 위상 차이를 조정하여 상기 신호들이 전자 디바이스에 동위상으로 도달하도록 하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 예시적인 방법에서, 송신 안테나들(18a, 18b)에서 신호들(17A, 17B) 사이의 위상 오프셋의 적절한 값은 위상 오프셋을 점진적으로 조정하고, 상기 충전가능한 디바이스에 의해 수신된 충전 신호의 상응하는 신호 강도를 모니터함으로써 결정될 수 있다. 신호들(17A, 17B)이 충전가능한 디바이스(14)에 동위상으로 도달하게 하는 위상 오프셋은 충전가능한 디바이스(14)에서 최고 또는 거의 최고 신호 강도에 상응한다. 예시적인 실시예에서, 도 7에 설명된 것과 같이 충전가능한 디바이스를 충전하기 위해 2개의 RF 신호들을 전송하는 시스템(31)에 상기 방법이 적용된다.
방법은 블럭(1010)에서 시작하여 안테나들(18a, 18b)은 송신기들(12a, 12b)로부터 2개의 전기 신호들을 수신하고, 2개의 무선 주파수 신호들을 충전가능한 디바이스(14; 도 7에 도시)로 방사한다. 블럭(1020)에서, 충전가능한 디바이스(14)는 결합된 2개의 무선 주파수 신호들을 수신한다. 다음에 블럭(1030)에서, 신호 전력 검출기(162)는 충전가능한 디바이스(14; 도 7에 도시)에서 수신된 신호 전력 p(T)을 검출한다. 디바이스(14)의 송신 안테나(164)는 그 후에 측정된 신호 전력을 표시하는 피드백 신호를 제어기(34)로 전송한다. 블럭(1040)으로 이동하여, 수신기(36)는 수신중인 안테나(38)를 통해 피드백 신호를 수신하여 측정된 신호 전력과 연관된 신호를 제어기(34)로 전송한다. 전술된 것과 같이, 무선과 다른 선택적인 수단들은 상기 피드백 신호를 전달하기 위해 사용될 수 있다.
블럭(1050)에서, 제어기(34)는 예컨대 결합된 RF 신호의 최대 신호 강도가 충전가능한 디바이스(14)에 의해 수신되는지의 여부와 같이 최적 위상 오프셋이 달성되는지의 여부를 결정한다. 최적 위상 오프셋은 2개의 무선 주파수 신호들(18a, 18b)이 충전가능한 디바이스(14)에 실질적으로 동위상으로 도달하도록 하는 위상 오프셋이다. 상기 블럭(1050)에서, p(T)는 현재 전력 측정치를 표시하고, p(T-1)는 p(T) 바로 이전의 측정치를 표시하며, p(T-2)는 p(T-1) 바로 이전의 측정치를 표시한다. 제어기(34)는 바로 이전의 전력 측정치 p(T-1)가 시간 순서상 바로 인접하는 p(T-2) 및 p(T) 모두보다 더 큰 경우에 최적의 위상 오프셋이 바로 이전의 측정 동안 달성된다고 결론지을 것이다. 일 실시예에서, 제어기(34)는 p(T)가 p(T-2) 및 p(T) 모두보다 크거나 동일한 경우에 바로 이전의 측정 동안 취적의 위상 오프셋이 달성된다고 결론지을 수 있다. 초기의 2개 측정치에 대하여, 제어기(34)는 p(T-1) 및 p(T-2) 중 적어도 하나를 사용할 수 없기 때문에 최적 위상 오프셋이 달성되지 않는다고 결론짓도록 구성된다. 예를 들어, p(T-1) 및 p(T-2)는 그들 중 어느 것도 아직 사용할 수 없는 경우에 0의 디폴트 값이 할당될 수 있다. 만약 최적의 위상 오프셋이 달성되면, 방법은 블럭(1080)으로 진행하여, 2개의 송신 안테나들(18a, 18b)은 바로 이전의 위상 세팅들에 기초하여 2개의 무선 주파수 신호들을 계속해서 방사한다. 특정 실시예들에서, 블럭(1050)에서, 제어기(34)는 현재의 측정된 신호 전력이 미리 결정되거나 요구되는 값, 예컨대 수학적으로 추정될 수 있는 신호 전력 값을 초과하는 경우에 위상 조정을 중단할 수 있다.
블럭(1050)에서, 제어기(34)가 p[t-1]이 p[t] 및 p[t-2] 보다 크지 않다고 결정하면, 방법은 블럭(1060)으로 이동한다. 블럭(1060)에서, 제어기(1060)는 향후 사용을 위해 현재 위상 세팅 및 상응하는 측정된 신호 전력을 저장한다. 다음에 블럭(1070)에서, 제어기는 상기 2개 무선 주파수 신호들에 대한 위상 세팅을 조 정한다. 일 실시예에서, 하나의 무선 주파수 신호의 위상은 일정하게 유지되고, 다른 무선 주파수 신호의 위상은 조정된다. 무선 주파수 신호의 위상은 예컨대 10도의 증가분으로 증가될 수 있다. 증가분은 위상 조정이 얼마나 정확하게 수행되는지에 따라 더 커지거나 더 작아질 수 있다.
특정 실시예들에서, 충전가능한 디바이스(14)는 사용자가 이동하는 동안 이동할 수 있고, 따라서 제어기(34)가 2개의 무선 주파수 신호들(18a, 18b)이 때대로 동위상인지의 여부를 검사하는 것이 필요하다. 제어기(34)가 적절한 위상 세팅을 발견하고 블럭(1080)에 도시된 것과 같이 상기 위상 세팅에서 2개의 무선 주파수 신호들을 방사하는 것을 계속한 후에, 방법은 블럭(1080)으로 이동하여 제어기(34)는 최종 위상 조정을 종료한 후에 미리 결정된 길이의 시간 주기 T0(예컨대, 1, 2, 5, 10 또는 그 이상의 분들)가 지났는지 검사한다. 만약 대답이 아니오면, 방법은 블럭(1080)으로 되돌아간다. 만약 대답이 예이면, 방법은 블럭(1030)으로 이동하여 제어기(34)는 위상 조정의 새로운 라운드를 시작한다.
전술된 설명은 본 발명의 특정 실시예들을 설명한다. 그러나, 본 발명은 다수의 방식들로 실행될 수 있음이 인식될 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 디바이스의 수신 안테나에서 전자기파의 극성 및 위상을 최적화하기 위해 수행가능한 방법이 개시되지만, 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않고 본 발명에 적용할 수 있는 다수의 다른 최적 방법들이 존재할 수 있다. 본 발명의 특정 특징들 또는 양상들을 설명할 때 특정 용어의 사용은 상기 용어가 연관되는 본 발명의 특징들 또 는 양상들의 임의의 특정한 특성들을 포함하도록 제한하기 위해 상기 용어가 재정의되는 것을 의미하도록 고려되지 않아야 한다. 본 발명은 특정 실시예들을 참조로 설명되지만, 다양한 수정 및 변경들이 본 발명이 사상을 벗어나지 않고 상기 실시예들에 수행될 수 있음이 명백할 것이다. 따라서, 임의의 도면을 포함하는 제시된 설명은 제한적인 관점에서보다는 설명의 관점에서 주시될 것이다.

Claims (121)

  1. 전력 소모 디바이스에 전력을 제공하도록 구성된 시스템으로서,
    실질적으로 단일 주파수 신호를 생성하도록 구성된 송신기; 및
    제 1 극성을 가지며, 상기 송신기로부터 상기 실질적으로 단일 주파수 신호를 수신하고 상기 전력 소모 디바이스의 수신 안테나로 전력을 전달하기 위해 전자기 신호를 생성하도록 구성된 송신 안테나를 포함하고,
    상기 수신 안테나는 제 2 극성을 가지며,
    상기 송신 안테나의 상기 제 1 극성은 상기 수신 안테나의 상기 제 2 극성에 매칭하도록 조정되는, 시스템.
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  55. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 안테나에 의해 생성된 상기 신호의 전기장 성분의 방향은 상기 수신 안테나의 방향과 실질적으로 매칭되는, 시스템.
  56. 무선 장을 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하도록 구성된 시스템으로서,
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통하여 제 1 신호를 송신하도록 구성된 제 1 송신기; 및
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통하여 제 2 신호를 송신하도록 구성된 제 2 송신기를 포함하고,
    상기 제 1 송신기로부터의 상기 제 1 신호와 상기 제 2 송신기로부터의 상기 제 2 신호의 조합은, 상기 제 1 신호 또는 상기 제 2 신호 중 하나가 개별적으로 생산할 수 있는 진폭보다 더 큰 진폭을 생산하는 방식으로 상기 전력 소모 디바이스에 집합적으로(collectively) 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 집합적으로 충전하는, 시스템.
  57. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 각각은 단방향성 안테나를 포함하는, 시스템.
  58. 제 57 항에 있어서,
    각각의 방향성 안테나의 빔 폭(beam width)은 0.05 도 내지 20 도 사이인, 시스템.
  59. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 실질적으로 변조되지 않은 RF 신호를 포함하는, 시스템.
  60. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 실질적으로 변조되지 않은 자기 신호를 포함하는, 시스템.
  61. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 실질적으로 단일 주파수 신호를 포함하는, 시스템.
  62. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 실질적으로 단일 주파수 신호로 본질적으로 구성되는, 시스템.
  63. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 실질적으로 단일 주파수 신호로 구성되는, 시스템.
  64. 제 63 항에 있어서,
    상기 단일 주파수는 30 MHz 내지 3 GHz 사이인, 시스템.
  65. 제 63 항에 있어서,
    상기 단일 주파수는 88 MHz 내지 108 MHz 사이인, 시스템.
  66. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 사인파를 포함하는, 시스템.
  67. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 사인파로 본질적으로 구성되는, 시스템.
  68. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 사인파로 구성되는, 시스템.
  69. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 정보와 실질적으로 무관한(free) 신호를 포함하는, 시스템.
  70. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 실질적으로 캐리어 신호를 포함하는, 시스템.
  71. 제 56 항에 있어서,
    상기 전력 소모 디바이스는 휴대용 디바이스들 - 미디어 플레이어, 개인 디지털 보조장치(PDA), 휴대용 컴퓨터, 이동 또는 셀룰러 전화기, 시계, 및 전자 디스플레이 - 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
  72. 무선 장을 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하도록 구성된 시스템으로서,
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통하여 제 1 신호를 송신하도록 구성된 제 1 송신기; 및
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통하여 제 2 신호를 송신하도록 구성된 제 2 송신기를 포함하고,
    상기 제 1 송신기로부터의 상기 제 1 신호와 상기 제 2 송신기로부터의 상기 제 2 신호의 조합은 상기 전력 소모 디바이스에 집합적으로(collectively) 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 집합적으로 충전하며,
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합의 진폭은 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 중 하나의 진폭보다 높은, 시스템.
  73. 무선 장을 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하도록 구성된 시스템으로서,
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통하여 제 1 신호를 송신하도록 구성된 제 1 송신기; 및
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통하여 제 2 신호를 송신하도록 구성된 제 2 송신기를 포함하고,
    상기 제 1 송신기로부터의 상기 제 1 신호와 상기 제 2 송신기로부터의 상기 제 2 신호의 조합은 상기 전력 소모 디바이스에 집합적으로(collectively) 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 집합적으로 충전하며,
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 위상차는 상기 전력 소모 디바이스의 위치에서 실질적으로 0 도인, 시스템.
  74. 제 73 항에 있어서,
    상기 전력 소모 디바이스는 충전 수신 안테나를 더 포함하고,
    상기 시스템은, 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 상기 위상차가 상기 충전 수신 안테나의 위치에서 실질적으로 0 이 되도록, 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 상기 위상차를 조정하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 시스템.
  75. 제 74 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 전력 소모 디바이스에 의해 전송된 피드백 신호에 기초하여 상기 위상차를 조정하고,
    상기 피드백 신호는 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합의 전력을 나타내는, 시스템.
  76. 제 56 항에 있어서,
    상기 전력 소모 디바이스는 충전 수신 안테나를 더 포함하는, 시스템.
  77. 무선 장을 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하도록 구성된 시스템으로서,
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통하여 제 1 신호를 송신하도록 구성된 제 1 송신기; 및
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통하여 제 2 신호를 송신하도록 구성된 제 2 송신기를 포함하고,
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합은 상기 전력 소모 디바이스에 집합적으로(collectively) 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 집합적으로 충전하며,
    상기 전력 소모 디바이스는 충전 수신 안테나, 및 상기 충전 수신 안테나의 극성에 실질적으로 매칭하기 위해 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나의 극성을 조정하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 시스템.
  78. 제 77 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 각각의 극성은 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각의 전기장 성분의 방향을 나타내는, 시스템.
  79. 무선 링크를 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하는 방법으로서,
    실질적으로 변조되지 않은 신호를 생성하는 단계;
    상기 실질적으로 변조되지 않은 신호에 기초하여 송신 안테나를 통해 상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 실질적으로 변조되지 않은 전자기 신호를 생성하는 단계로서, 상기 전력 소모 디바이스는 충전 수신 안테나를 더 포함하는, 상기 전자기 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 충전 수신 안테나의 극성에 매칭하기 위해 상기 송신 안테나의 극성을 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  80. 무선 링크를 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하는 방법으로서,
    제 1 안테나를 통해 전력 소모 디바이스에 제 1 신호를 송신하는 단계;
    제 2 안테나를 통해 상기 전력 소모 디바이스에 제 2 신호를 송신하는 단계; 및
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합에 의해 전달된 전력으로, 상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하는 단계를 포함하고,
    상기 조합은 상기 제 1 신호 또는 상기 제 2 신호 각각보다 더 높은 진폭을 갖는, 방법.
  81. 무선 링크를 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하는 방법으로서,
    제 1 안테나를 통해 전력 소모 디바이스에 제 1 신호를 송신하는 단계;
    제 2 안테나를 통해 상기 전력 소모 디바이스에 제 2 신호를 송신하는 단계;
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합에 의해 전달된 전력으로, 상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하는 단계; 및
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합을 이용하여 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호를 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 조합은 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 중 하나보다 더 큰 전력량을 갖는, 방법.
  82. 무선 링크를 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하는 방법으로서,
    제 1 안테나를 통해 전력 소모 디바이스에 제 1 신호를 송신하는 단계;
    제 2 안테나를 통해 상기 전력 소모 디바이스에 제 2 신호를 송신하는 단계;
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합에 의해 전달된 전력으로, 상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하는 단계; 및
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 위상차가 상기 전력 소모 디바이스의 위치에서 실질적으로 0 이 되도록 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 상기 위상차를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  83. 제 80 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나 각각은 방향성 안테나를 포함하는, 방법.
  84. 제 80 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 사인파를 포함하는, 방법.
  85. 제 80 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 실질적으로 변조되지 않은 신호를 포함하는, 방법.
  86. 제 85 항에 있어서,
    상기 실질적으로 변조되지 않은 신호는 실질적으로 단일 주파수 신호로 구성되는, 방법.
  87. 무선 전력을 송신하는 시스템으로서,
    신호를 생성하도록 구성된 송신기;
    상기 송신기로부터 상기 신호를 수신하고 전자기 신호를 생성하도록 구성된 안테나;
    전력 소모 디바이스로부터 피드백 신호를 수신하는 수신기로서, 상기 피드백 신호는 상기 전력 소모 디바이스에서의 측정된 신호 전력을 나타내는, 상기 수신기; 및
    상기 피드백 신호에 기초하여 송신된 전력의 양을 조정하도록 구성된 제어기를 포함하는, 시스템.
  88. 제 87 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 피드백 신호에 응답하여 상향 또는 하향으로 전력의 양을 조정하는, 시스템.
  89. 제 88 항에 있어서,
    상기 제어기는 최적 위상 오프셋이 달성되었는지 여부를 결정하는, 시스템.
  90. 제 88 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 송신기와 또 다른 송신기에 의해 생성된 신호 사이의 위상 오프셋을 결정하는, 시스템.
  91. 제 90 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 송신기와 상기 또 다른 송신기 사이의 상기 위상 오프셋을 조정하기 위해 상기 송신하는 것을 변화시키는, 시스템.
  92. 제 91 항에 있어서,
    상기 변화시키는 것은 현재 시간에서의 전력 측정을 결정하고, 상기 전력 측정을 이전 시간과 비교하는 것을 포함하는, 시스템.
  93. 제 87 항에 있어서,
    상기 제어기는 전력량을 조정하는 방법을 결정하기 위해 현재 시간에서의 전력 측정을 이전 시간에서의 전력 측정과 비교하는, 시스템.
  94. 제 93 항에 있어서,
    상기 제어기는 송신되는 전력의 양을 감소시키는, 시스템.
  95. 제 87 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 송신기와 또 다른 송신기에 의해 생성된 신호 사이의 위상을 변화시키기 위해 송신을 변화시키는, 시스템.
  96. 제 95 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 신호들의 위상 설정을 조정하는, 시스템.
  97. 제 95 항에 있어서,
    상기 제어기는 위상 값을 저장하고, 상기 위상 값을 증가시키는, 시스템.
  98. 제 87 항에 있어서,
    상기 송신기는 실질적으로 순수한 사인파를 송신하는, 시스템.
  99. 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하도록 구성된 시스템으로서,
    실질적으로 단일 주파수 신호를 생성하도록 구성된 송신기;
    상기 송신기로부터 상기 신호를 수신하고 전자기 신호를 생성하며 상기 전력 소모 디바이스의 수신 안테나로 전력을 전달하도록 구성된 송신 안테나; 및
    상기 수신 안테나의 극성과 매칭하기 위해 상기 송신 안테나의 극성을 조정하도록 구성된 제어기를 포함하는, 시스템.
  100. 무선 링크를 통해 전력을 수신하도록 구성된 시스템으로서,
    전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통해 제 1 신호를 송신하도록 구성된 제 1 송신기, 및 상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통해 제 2 신호를 송신하도록 구성된 제 2 송신기로부터, 무선으로 전력을 수신하는 수신기를 포함하고,
    상기 제 1 송신기로부터의 상기 제 1 신호와 상기 제 2 송신기로부터의 상기 제 2 신호의 조합은 상기 전력 소모 디바이스에 집합적으로(collectively) 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 집합적으로 충전하고,
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합은 상기 제 1 신호 또는 상기 제 2 신호 중 하나가 개별적으로 생산할 수 있는 진폭보다 더 큰 진폭을 생산하는, 시스템.
  101. 제 100 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 실질적으로 변조되지 않은 RF 신호를 포함하는, 시스템.
  102. 제 100 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 실질적으로 변조되지 않은 자기 신호를 포함하는, 시스템.
  103. 제 100 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 실질적으로 단일 주파수 신호를 포함하는, 시스템.
  104. 제 103 항에 있어서,
    상기 단일 주파수는 30 MHz 내지 3 GHz 사이인, 시스템.
  105. 제 103 항에 있어서,
    상기 단일 주파수는 88 MHz 내지 108 MHz 사이인, 시스템.
  106. 제 103 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 각각은 정보와 실질적으로 무관한(free) 신호를 포함하는, 시스템.
  107. 무선 장을 통해 전력을 수신하도록 구성된 시스템으로서,
    전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통해 제 1 신호를 송신하도록 구성된 제 1 송신기, 및 상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통해 제 2 신호를 송신하도록 구성된 제 2 송신기로부터, 전력을 수신하는 수신기를 포함하고,
    상기 수신기는 상기 제 1 송신기로부터의 상기 제 1 신호와 상기 제 2 송신기로부터의 상기 제 2 신호의 조합을 수신하고,
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합의 진폭은 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 중 하나의 진폭보다 더 높은, 시스템.
  108. 무선 장을 통해 전력 소모 디바이스로부터 전력을 수신하도록 구성된 시스템으로서,
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통해 제 1 신호를 송신하도록 구성된 제 1 송신기, 및 상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통해 제 2 신호를 송신하도록 구성된 제 2 송신기로부터, 결합된 신호를 수신하도록 구성되는 수신기를 포함하고,
    상기 제 1 송신기로부터의 상기 제 1 신호와 상기 제 2 송신기로부터의 상기 제 2 신호의 조합은 상기 전력 소모 디바이스에 집합적으로(collectively) 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 집합적으로 충전하고,
    상기 수신기는, 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 위상차가 상기 전력 소모 디바이스의 위치에서 실질적으로 0 도가 되도록 상기 신호들을 수신하도록 구성되는, 시스템.
  109. 제 108 항에 있어서,
    상기 수신기는, 상기 송신기들 중 적어도 하나에 상기 위상차를 나타내는 신호를 전송하는 송신기를 더 포함하는, 시스템.
  110. 제 109 항에 있어서,
    상기 신호는 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합의 전력을 나타내는, 시스템.
  111. 무선 링크를 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하는 장치로서,
    실질적으로 변조되지 않은 신호를 생성하는 수단;
    상기 실질적으로 변조되지 않은 신호에 기초하여 송신 안테나를 통해 상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 실질적으로 변조되지 않은 전자기 신호를 생성하는 수단으로서, 상기 전력 소모 디바이스는 충전 수신 안테나를 더 포함하는, 상기 전자기 신호를 생성하는 수단; 및
    상기 충전 수신 안테나의 극성에 매칭하도록 상기 송신 안테나의 극성을 조정하는 수단을 포함하는, 장치.
  112. 무선 링크를 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하는 장치로서,
    제 1 안테나를 통해 전력 소모 디바이스에 제 1 신호를 송신하는 수단;
    제 2 안테나를 통해 상기 전력 소모 디바이스에 제 2 신호를 송신하는 수단; 및
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합에 의해 전달된 전력으로, 상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하는 수단을 포함하고,
    상기 조합은 상기 제 1 신호 또는 상기 제 2 신호 각각보다 더 높은 진폭을 갖는, 장치.
  113. 무선 링크를 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하는 장치로서,
    제 1 안테나를 통해 전력 소모 디바이스에 제 1 신호를 송신하는 수단;
    제 2 안테나를 통해 상기 전력 소모 디바이스에 제 2 신호를 송신하는 수단;
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합에 의해 전달된 전력으로, 상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하는 수단; 및
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 위상차가 상기 전력 소모 디바이스의 위치에서 실질적으로 0 이 되도록 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 상기 위상차를 조정하는 수단을 포함하는, 장치.
  114. 무선 장을 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하는 방법으로서,
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통해 제 1 신호를 송신하는 단계;
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통해 제 2 신호를 송신하는 단계로서, 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합은 상기 전력 소모 디바이스에 집합적으로(collectively) 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 집합적으로 충전하고, 상기 전력 소모 디바이스는 충전 수신 안테나를 더 포함하는, 상기 제 2 신호를 송신하는 단계; 및
    상기 충전 수신 안테나의 극성에 매칭하기 위해 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나의 극성을 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  115. 무선 장을 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 전달하는 장치로서,
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통해 제 1 신호를 송신하는 수단;
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통해 제 2 신호를 송신하는 수단으로서, 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합은 상기 전력 소모 디바이스에 집합적으로(collectively) 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 집합적으로 충전하고, 상기 전력 소모 디바이스는 충전 수신 안테나를 더 포함하는, 상기 제 2 신호를 송신하는 수단; 및
    상기 충전 수신 안테나의 극성에 매칭하기 위해 상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나의 극성을 조정하는 수단을 포함하는, 장치.
  116. 무선 장을 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 송신하는 방법으로서,
    구동 신호를 생성하는 단계;
    상기 구동 신호에 기초하여 전자기 신호를 생성하는 단계;
    상기 전력 소모 디바이스로부터 피드백 신호를 수신하는 단계로서, 상기 피드백 신호는 상기 전력 소모 디바이스에서의 측정된 신호 전력을 나타내는, 상기 피드백 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 피드백 신호에 기초하여 송신된 전력의 양을 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  117. 무선 장을 통해 전력 소모 디바이스에 전력을 송신하는 장치로서,
    구동 신호를 생성하는 수단;
    상기 구동 신호에 기초하여 전자기 신호를 생성하는 수단;
    상기 전력 소모 디바이스로부터 피드백 신호를 수신하는 수단으로서, 상기 피드백 신호는 상기 전력 소모 디바이스에서의 측정된 신호 전력을 나타내는, 상기 피드백 신호를 수신하는 수단; 및
    상기 피드백 신호에 기초하여 송신된 전력의 양을 조정하는 수단을 포함하는, 장치.
  118. 무선 장을 통해 전력을 수신하는 방법으로서,
    전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통해 송신된 제 1 신호를 수신하는 단계;
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통해 송신된 제 2 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합을 수신하는 단계로서, 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합의 진폭은 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 중 하나의 진폭보다 더 높은, 상기 조합을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  119. 무선 장을 통해 전력을 수신하는 장치로서,
    전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통해 송신된 제 1 신호를 수신하는 수단;
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통해 송신된 제 2 신호를 수신하는 수단; 및
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합을 수신하는 수단으로서, 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 조합의 진폭은 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 중 하나의 진폭보다 더 높은, 상기 조합을 수신하는 수단을 포함하는, 장치.
  120. 무선 장을 통해 전력 소모 디바이스로부터 전력을 수신하는 방법으로서,
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통해 제 1 신호를 송신하도록 구성된 제 1 송신기, 및 상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통해 제 2 신호를 송신하도록 구성된 제 2 송신기로부터, 결합된 신호를 수신하는 단계로서, 상기 제 1 송신기로부터의 상기 제 1 신호와 상기 제 2 송신기로부터의 상기 제 2 신호의 조합은 상기 전력 소모 디바이스에 집합적으로(collectively) 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 집합적으로 충전하는, 상기 결합된 신호를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 수신하는 단계는, 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 위상차가 상기 전력 소모 디바이스의 위치에서 실질적으로 0 도가 되도록 상기 신호들을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  121. 무선 장을 통해 전력 소모 디바이스로부터 전력을 수신하는 장치로서,
    상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 1 안테나를 통해 제 1 신호를 송신하도록 구성된 제 1 송신기, 및 상기 전력 소모 디바이스에 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 충전하기 위해 제 2 안테나를 통해 제 2 신호를 송신하도록 구성된 제 2 송신기로부터, 결합된 신호를 수신하는 수단으로서, 상기 제 1 송신기로부터의 상기 제 1 신호와 상기 제 2 송신기로부터의 상기 제 2 신호의 조합은 상기 전력 소모 디바이스에 집합적으로(collectively) 전력을 공급하거나 상기 전력 소모 디바이스를 집합적으로 충전하고, 상기 수신하는 것은 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 위상차가 상기 전력 소모 디바이스의 위치에서 실질적으로 0 도가 되도록 상기 신호들을 수신하는 것을 포함하는, 상기 결합된 신호를 수신하는 수단; 및
    상기 결합된 신호를 수신하는 수단의 적어도 하나의 파라미터를 조정하는 수단을 포함하는, 장치.
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