KR102369086B1 - Apparatus and method for beamforming applicable to wireless power transfer system using array antenna - Google Patents
Apparatus and method for beamforming applicable to wireless power transfer system using array antenna Download PDFInfo
- Publication number
- KR102369086B1 KR102369086B1 KR1020200041959A KR20200041959A KR102369086B1 KR 102369086 B1 KR102369086 B1 KR 102369086B1 KR 1020200041959 A KR1020200041959 A KR 1020200041959A KR 20200041959 A KR20200041959 A KR 20200041959A KR 102369086 B1 KR102369086 B1 KR 102369086B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- angle
- antenna
- estimation
- angle estimation
- reception
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/20—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
Abstract
본원의 일 실시예에 따른 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밈 장치는, 기설정한 초기 제1각도에 기초하여 상기 초기 제1각도 및 미리 설정된 제1각도 간격의 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 초기 설정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 초기 설정 빔을 수신한 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 상기 초기 제1각도 및 초기 제2각도를 가지는 기준 빔 방향 요소를 결정하는 초기 스캔부, 상기 기준 빔 방향 요소에 기초하여 상기 초기 제2각도 및 미리 설정된 제2각도 간격의 추정 제1각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제1각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제1각도를 추정하는 제1각도 추정부 및 상기 최적화 제1각도 및 미리 설정된 제3각도 간격의 추정 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제2각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제2각도를 추정하는 제2각도 추정부를 포함할 수 있다.A beamforming apparatus applicable to a wireless power transmission array antenna system according to an embodiment of the present application includes a plurality of first angles based on a first preset angle and a second angle of a preset first angle interval. A reference beam direction element that transmits a plurality of initially set beams in two directions through a transmit antenna, and has the initial first angle and the initial second angle based on the received intensity value transmitted from the receiving antenna that has received the initial set beam An initial scan unit to determine the transmit antenna, a plurality of first angle estimation beams in a plurality of directions having an estimated first angle of the initial second angle and a preset second angular interval based on the reference beam direction element. a first angle estimator for estimating an optimized first angle based on a reception intensity value transmitted from the receiving antenna that transmits the first angle estimation beam and receives the first angle estimation beam, and the optimized first angle and a preset third angle interval A plurality of second angle estimation beams are transmitted through the transmission antenna in a plurality of directions having an estimated second angle of A second angle estimator for estimating two angles may be included.
Description
무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치 및 방법에 관한 것이다. It relates to a beamforming apparatus and method applicable to a wireless power transmission array antenna system.
제한된 공간 내에서 각 기기의 전원을 유선으로 공급하는 것보다 무선으로 공급하는 것이 공간 활용 및 기기의 사용에 있어 효율적일 수 있다. 이에 따라 IoT, 의료 장치 등과 같은 분야뿐만 아니라 일상의 전 영역에 걸쳐 적용하기 위한 마이크로파 전력전송에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In a limited space, it may be more efficient to supply power to each device wirelessly rather than wiredly, in terms of space utilization and device use. Accordingly, research on microwave power transmission for application to all areas of daily life as well as fields such as IoT and medical devices is being actively conducted.
특히, 전파를 이용한 방사형 무선전력전송 기법인 빔포밍을 이용한 무선전력전송에 대한 기술은 각 요소 안테나에 입사되는 신호들의 위상차를 제어하는 방식으로 물리적인 안테나의 개구의 방향을 변화시키지 않고 원하는 방향으로 안테나의 지향성을 최대화할 수 있다는 장점이 있다.In particular, the technology for wireless power transmission using beamforming, which is a radial wireless power transmission technique using radio waves, is a method of controlling the phase difference of signals incident on each element antenna in a desired direction without changing the direction of the opening of the physical antenna. There is an advantage in that the directivity of the antenna can be maximized.
빔포밍을 이용한 무선전력전송의 효율은 송신 안테나와 수신 안테나 간의 거리 등과 같은 환경적 요소와 함께 위상차를 제어하여 빔을 통해 전송되는 무선전력의 방향이 큰 영향을 받고, 수신부의 위치가 변함에 따라 빔을 빠르고 정확하게 재형성하는 것이 필요하다.The efficiency of wireless power transmission using beamforming is greatly affected by the direction of the wireless power transmitted through the beam by controlling the phase difference together with environmental factors such as the distance between the transmitting antenna and the receiving antenna. It is necessary to reshape the beam quickly and accurately.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제10-1916636호에 개시되어 있다.The background technology of the present application is disclosed in Korean Patent No. 10-1916636.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 빔포밍을 이용한 무선전력전송 시스템에 있어서, 수신 안테나의 위치 방향에 해당하는 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도를 실제 수신 안테나의 위치 방향에 해당하는 제1각도 및 제2각도에 대응하도록 추정하는 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present application is to solve the above-mentioned problems of the prior art, in a wireless power transmission system using beamforming, an optimized first angle and an optimized second angle corresponding to the position direction of the receiving antenna to the actual position direction of the receiving antenna An object of the present invention is to provide a beamforming apparatus and method applicable to a wireless power transmission array antenna system estimating to correspond to the corresponding first and second angles.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주 빔과 첫 번째 부 빔간의 각도 및 첫 번째 부 빔의 방사세기를 고려하여 수신 안테나의 위치 방향을 추정하는 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present application is to solve the problems of the prior art described above, and is applied to a wireless power transmission array antenna system for estimating the position direction of a receiving antenna in consideration of the angle between the main beam and the first sub-beam and the radiation intensity of the first sub-beam An object of the present invention is to provide a possible beamforming apparatus and method.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problems to be achieved by the embodiments of the present application are not limited to the technical problems described above, and other technical problems may exist.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치는, 기설정한 초기 제1각도에 기초하여 상기 초기 제1각도 및 미리 설정된 제1각도 간격의 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 초기 설정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 초기 설정 빔을 수신한 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 상기 초기 제1각도 및 초기 제2각도를 가지는 기준 빔 방향 요소를 결정하는 초기 스캔부, 상기 기준 빔 방향 요소에 기초하여 상기 초기 제2각도 및 미리 설정된 제2각도 간격의 추정 제1각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제1각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제1각도를 추정하는 제1각도 추정부 및 상기 최적화 제1각도 및 미리 설정된 제3각도 간격의 추정 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제2각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제2각도를 추정하는 제2각도 추정부를 포함할 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, the beamforming apparatus applicable to the wireless power transmission array antenna system according to an embodiment of the present application is based on the initial first angle and the preset initial angle in advance. A plurality of initially set beams are transmitted through a transmit antenna in a plurality of directions having a second angle of a set first angular interval, and based on a receive intensity value transmitted from a receive antenna that has received the initially set beam, the initial first An initial scan unit for determining an angle and a reference beam direction element having an initial second angle, a plurality of directions having an estimated first angle of the initial second angle and a preset second angular interval based on the reference beam direction element a first angle estimator for transmitting a plurality of first angle estimation beams through the transmission antenna and estimating an optimized first angle based on a reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the first angle estimation beam; and A plurality of second angle estimation beams are transmitted through the transmitting antenna in a plurality of directions having the optimized first angle and the estimated second angle of a preset third angular interval, and the second angle estimation beam is received. It may include a second angle estimator for estimating an optimized second angle based on the received intensity value transmitted from the antenna.
또한, 상기 초기 제1각도는 상기 송신안테나의 송신 최대 각도의 절반이고, 상기 미리 설정된 제1각도 간격은 0° 초과 90° 이하의 범위 중 어느 하나인 것일 수 있다.Also, the initial first angle may be half of the maximum transmission angle of the transmitting antenna, and the preset first angular interval may be any one of a range greater than 0° and less than or equal to 90°.
또한, 상기 추정 제1각도는 상기 초기 제1각도를 중간 값으로 하여 상기 미리 설정된 제2각도 간격을 가지는 것일 수 있다.Also, the estimated first angle may have the preset second angle interval with the initial first angle as an intermediate value.
또한, 상기 추정 제2각도는 상기 초기 제2각도를 중간 값으로 하여 상기 미리 설정된 제3각도 간격을 가지는 것일 수 있다.In addition, the estimated second angle may have the preset third angle interval using the initial second angle as an intermediate value.
또한, 상기 미리 설정된 제3각도 간격은 상기 최적화 제1각도에 기초하여 결정되는 것일 수 있다. 상기 제1각도 추정부는, 상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔의 추정 제1각도를 상기 최적화 제1각도로 추정할 수 있고, 상기 제2각도 추정부는, 상기 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제2각도 추정 빔의 추정 제2각도를 상기 최적화 제2각도로 추정하는 것일 수 있다.Also, the preset third angle interval may be determined based on the optimized first angle. The first angle estimation unit may estimate the estimated first angle of the first angle estimation beam when the reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the first angle estimation beam is the largest as the optimized first angle. and the second angle estimating unit estimates the estimated second angle of the second angle estimation beam when the reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the second angle estimation beam is the largest as the optimized second angle. may be doing
또한, 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값은 RSSI(Received Signal Strength Indicator)인 것일 수 있다.In addition, the reception strength value transmitted from the reception antenna may be a Received Signal Strength Indicator (RSSI).
또한, 상기 제1각도 추정부는, 상기 복수의 제1각도 추정 빔의 개수는 M개 이고, 상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔이 첫 번째인 경우, 상기 미리 설정된 제2각도 간격만큼 작아지는 제1각도 및 상기 초기 제2각도를 가지는 빔 방향 요소를 가지는 추가의 제1각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 추가의 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 상기 최적화 제1각도를 추정하고, 상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔이 M 번째인 경우, 상기 미리 설정된 제2각도 간격의 만큼 커지는 제1각도 및 상기 초기 제2각도를 가지는 빔 방향 요소를 가지는 추가의 제1각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 추가의 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 상기 최적화 제1각도를 추정하고, 상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔이 두 번째 내지 M-1번째 중 어느 하나인 경우, 상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔의 추정 제1각도를 상기 최적화 제1각도로 추정하는 것일 수 있다.In addition, the first angle estimator, the number of the plurality of first angle estimation beams is M, the first angle when the reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the first angle estimation beam is the largest. When the estimated beam is the first, an additional first angle estimation beam having a beam direction element having a first angle smaller by the preset second angle interval and the initial second angle is transmitted through the transmitting antenna, The optimized first angle is estimated based on the reception intensity value transmitted from the reception antenna that has received the additional first angle estimation beam, and the reception intensity value transmitted from the reception antenna that has received the first angle estimation beam. When the first angle estimation beam in the largest case is the M-th, an additional first angle estimation beam having a beam direction element having a first angle and the initial second angle that is increased by the preset second angle interval Transmitted through the transmitting antenna, estimating the optimized first angle based on a reception intensity value transmitted from the receiving antenna receiving the additional first angle estimation beam, and receiving the first angle estimation beam When the first angle estimation beam in the case where the reception intensity value transmitted from the reception antenna is the largest is any one of the second to the M-1th, the reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the first angle estimation beam The estimated first angle of the first angle estimation beam in the largest case may be estimated as the optimized first angle.
또한, 상기 제2각도 추정부는, 상기 복수의 제2각도 추정 빔의 개수는 L개 이고, 상기 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제2각도 추정 빔이 첫 번째인 경우, 상기 미리 설정된 제3각도 간격만큼 작아지는 제2각도 및 상기 최적화 제1각도를 가지는 빔 방향 요소를 가지는 추가의 제2각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 추가의 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 상기 최적화 제2각도를 추정하고, 상기 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제2각도 추정 빔이 L번째인 경우, 상기 미리 설정된 제3각도 간격의 만큼 커지는 제2각도 및 상기 최적화 제1각도를 가지는 빔 방향 요소를 가지는 추가의 제2각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 추가의 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 상기 최적화 제2각도를 추정하고, 상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔이 두 번째 내지 M-1번째 중 어느 하나인 경우, 상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔의 추정 제1각도를 상기 최적화 제1각도로 추정하는 것일 수 있다.In addition, the second angle estimator, the number of the plurality of second angle estimation beams is L, and a second angle when the reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the second angle estimation beam is the largest. When the estimated beam is the first, an additional second angle estimation beam having a beam direction element having a second angle smaller by the preset third angular interval and the optimized first angle is transmitted through the transmitting antenna, The second optimized angle is estimated based on the reception intensity value transmitted from the reception antenna that has received the additional second angle estimation beam, and the reception intensity value transmitted from the reception antenna that has received the second angle estimation beam. If the second angle estimation beam in this largest case is the L-th, an additional second angle estimation beam having a beam direction element having a second angle and the optimized first angle that is increased by the preset third angle interval Transmitted through the transmitting antenna, estimating the optimized second angle based on a reception intensity value transmitted from the receiving antenna receiving the additional second angle estimation beam, and receiving the first angle estimation beam When the first angle estimation beam in the case where the reception intensity value transmitted from the reception antenna is the largest is any one of the second to the M-1th, the reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the first angle estimation beam The estimated first angle of the first angle estimation beam in the largest case may be estimated as the optimized first angle.
또한, 상기 송신 안테나가 형성하는 주 빔과 첫 번째 부 빔간의 각도와 상기 첫 번째 부 빔의 방사 세기에 기초하여 상기 복수의 제1각도 추정 빔의 개수 M이 결정 되는 것일 수 있다.Also, the number M of the plurality of first angle estimation beams may be determined based on an angle between the main beam and the first sub-beam formed by the transmit antenna and the radiation intensity of the first sub-beam.
또한, 상기 송신 안테나가 형성하는 주 빔과 첫 번째 부 빔간의 각도와 상기 첫 번째 부 빔의 방사 세기에 기초하여 상기 복수의 제2각도 추정 빔의 개수 L이 결정 되는 것일 수 있다.Also, the number L of the plurality of second angle estimation beams may be determined based on an angle between the main beam and the first sub-beam formed by the transmit antenna and the radiation intensity of the first sub-beam.
한편, 본원의 일 실시예에 따른 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 방법은, (a) 기설정한 초기 제1각도에 기초하여 상기 초기 제1각도 및 미리 설정된 제1각도 간격의 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 초기 설정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 초기 설정 빔을 수신한 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 상기 초기 제1각도 및 초기 제2각도를 가지는 기준 빔 방향 요소를 결정하는 단계, (b) 상기 기준 빔 방향 요소에 기초하여 상기 초기 제2각도 및 미리 설정된 제2각도 간격의 추정 제1각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제1각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제1각도를 추정하는 제1각도 추정 단계 및 (c) 상기 최적화 제1각도 및 미리 설정된 제3각도 간격의 추정 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제2각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제2각도를 추정하는 제2각도 추정 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the beamforming method applicable to the wireless power transmission array antenna system according to an embodiment of the present application, (a) based on the first preset angle, the initial first angle and the first angle of the preset first angle interval A plurality of initially set beams are transmitted in a plurality of directions having two angles through a transmit antenna, and the initial first angle and the initial second angle are determined based on the received intensity value transmitted from the receiving antenna that has received the initially set beam. determining a reference beam direction element having, (b) estimating a plurality of first angles in a plurality of directions having an estimated first angle of the initial second angle and a preset second angle interval based on the reference beam direction element a first angle estimation step of transmitting a beam through the transmission antenna, and estimating an optimized first angle based on a reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the first angle estimation beam; and (c) the optimization agent A plurality of second angle estimation beams are transmitted through the transmitting antenna in a plurality of directions having an estimated second angle of one angle and a preset third angular interval, and the second angle estimation beam is transmitted from the receiving antenna. The method may include a second angle estimation step of estimating an optimized second angle based on the received received intensity value.
또한, 상기 추정 제1각도는 상기 초기 제1각도를 중간 값으로 하여 상기 미리 설정된 제2각도 간격을 가지는 것이고, 상기 추정 제2각도는 상기 초기 제2각도를 중간 값으로 하여 상기 미리 설정된 제3각도 간격을 가지는 것일 수 있다.In addition, the estimated first angle has the second angular interval preset with the initial first angle as an intermediate value, and the estimated second angle includes the third preset angle with the initial second angle as an intermediate value. It may have an angular spacing.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary, and should not be construed as limiting the present application. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 실제 수신 안테나의 위치 방향에 해당하는 제1각도 및 제2각도를 추정하는 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, it is possible to provide a beamforming apparatus and method applicable to a wireless power transmission array antenna system for estimating the first angle and the second angle corresponding to the actual position direction of the receiving antenna.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 주 빔과 첫 번째 부 빔간의 각도 및 첫 번째 부 빔의 방사세기를 고려하여 수신 안테나의 위치 방향을 추정하는 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the above-described means for solving the problems of the present application, a beamforming apparatus applicable to a wireless power transmission array antenna system for estimating the location direction of a receiving antenna in consideration of the angle between the main beam and the first sub-beam and the radiation intensity of the first sub-beam and methods may be provided.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable herein are not limited to the above-described effects, and other effects may exist.
도1은 본원의 일 실시예에 따른, 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치을 이용한 무선전력전송 시스템을 나타낸 도면이다.
도2는, 본원의 일 실시예에 따른 송신 안테나의 위치를 원점으로 하는 구면 좌표계 상에서 빔의 방향 및 수신 안테나의 방향을 나타낸 도면이다.
도3은, 본원의 일 실시예에 따른, 무선전력전송 배열 안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치를 이용하여 수신 안테나의 방향을 추정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도4는, 본원의 일 실시예에 따른, 기준 빔 방향 요소를 결정하기 위한 복수의 초기 설정 빔을 나타낸다.
도5는, 본원의 일 실시예에 따른, 제1각도 추정부의 제1각도 추정 빔의 수신 세기 값을 이용한 최적화 제1각도 추정 및 추가의 제1각도 추정 빔을 이용한 최적화 제1각도 추정을 나타낸 도면이다.
도6은, 본원의 일 실시예에 따른, 제2각도 추정부의 제2각도 추정 빔의 수신 세기 값을 이용한 최적화 제2각도 추정 및 추가의 제2각도 추정 빔을 이용한 최적화 제2각도 추정을 나타낸 도면이다.
도7은, 본원의 일 실시예에 따른 최적화 제1각도에 기초하여 미리 설정된 제3각도 간격을 결정하는 것을 나타낸 도면이다.
도8은, 본원의 일 실시예에 따른 주 빔과 첫 번째 부 빔을 나타낸 도면이다.
도9는, 본원의 일 실시예에 따른, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도10은, 본원의 일 실시예에 따른, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 방법의 흐름을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a wireless power transmission system using a beamforming device applicable to a wireless power transmission array antenna according to an embodiment of the present application.
FIG. 2 is a diagram illustrating a direction of a beam and a direction of a receiving antenna on a spherical coordinate system having a position of a transmitting antenna as an origin according to an embodiment of the present application.
3 is a diagram illustrating a process of estimating a direction of a reception antenna using a beamforming apparatus applicable to an array antenna for wireless power transmission according to an embodiment of the present application.
4 illustrates a plurality of initially set beams for determining a reference beam direction component, according to an embodiment of the present disclosure.
5 is an optimized first angle estimation using a reception intensity value of a first angle estimation beam of a first angle estimation unit and an optimized first angle estimation using an additional first angle estimation beam according to an embodiment of the present application; It is a drawing.
FIG. 6 is an optimized second angle estimation using a reception intensity value of a second angle estimation beam of a second angle estimation unit and an optimized second angle estimation using an additional second angle estimation beam, according to an embodiment of the present application; FIG. It is a drawing.
7 is a diagram illustrating determination of a preset third angle interval based on an optimized first angle according to an embodiment of the present application.
8 is a diagram illustrating a main beam and a first sub-beam according to an embodiment of the present application.
9 is a block diagram schematically showing the configuration of a beamforming apparatus applicable to a wireless power transmission array antenna system according to an embodiment of the present application.
10 is a diagram illustrating a flow of a beamforming method applicable to a wireless power transmission array antenna system according to an embodiment of the present application.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present application pertains can easily carry out. However, the present application may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present application in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "electrically connected" with another element interposed therebetween. do.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is positioned “on”, “on”, “on”, “on”, “under”, “under”, or “under” another member, this means that a member is positioned on the other member. It includes not only the case where they are in contact, but also the case where another member exists between two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this application belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be construed in an ideal or overly formal meaning unless explicitly defined herein. do.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈", "블록" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.The suffixes “module,” “block,” and “part” for components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of writing the specification only, and do not have a meaning or role distinct from each other by themselves. .
도1은 본원의 일 실시예에 따른, 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)를 이용한 무선전력전송 시스템(1)을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a wireless
도1을 참조하면, 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)을 이용한 무선전력전송 시스템(1)은, 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100), 무선전력송신채널(200), 통신모듈을 포함하는 수신장치(300), 통신채널(400)을 포함할 수 있다. 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)는 무선전력송신채널(200)을 통해 무선전력을 통신모듈을 포함하는 수신장치(300)으로 전송하고, 해당 수신장치의 통신모듈을 통하여 수신한 무신전력의 세기를 통신채널(400)을 통해 수신 받을 수 있다. 빔 포밍 장치(100)는 무선전력을 위상 제어를 통해 전송되는 빔의 방향을 조절할 수 있고, 수신한 무선전력의 세기에 기초하여 수신장치(300)의 위치를 추정하여 추정한 방향으로 위상 제어하여 무선전력을 전송하고, 무선전력전송의 효율을 높일 수 있다.Referring to FIG. 1 , a wireless
빔 포밍 장치(100)는 이하에서 언급되는 송신 안테나에 포함되거나 송신 안테나와 연결된 장치일 수 있으며, 수신장치(300)는 이하에서 언급되는 수신 안테나(140)와 동일하거나 수신 안테나(140)를 포함하는 장치일 수 있다. 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)는 각 송신 안테나에 입사되는 신호들의 위상차를 제어하여, 원하는 방향으로 안테나의 지향성을 최대화할 수 있다. 빔 포밍 장치(100)는 무선전력을 수신하는 수신 안테나(140)의 위치를 추정하여, 수신 안테나(140)의 방향으로 빔을 형성함으로써 무선전력전송 효율을 높일 수 있다.The
또한, 도9는, 본원의 일 실시예에 따른, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 9를 참조하면, 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)는 초기스캔부(110), 제1각도 추정부(120) 및 제2각도 추정부(130)을 포함할 수 있다. 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)는 무선전력을 송신함에 있어, 수신 안테나(140)의 방향을 자동적으로 파악하여 빔을 자동으로 수신 안테나(140)의 방향으로 재형성할 수 있다. 수신 안테나(140)의 방향을 파악하여 빔을 재형성하기 위해서, 수신 안테나(140)의 방향에 해당하는 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도를 파악한다. 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)는 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도를 파악하기 위한 기준점이 되는 초기 제1각도 및 초기 제2각도를 가지는 기준 빔 방향 요소를 결정한다. 기준 빔 방향 요소에 기초하여 최적화 제1각도를 추정하고, 최적화 제1각도 및 기준 빔 방향 요소에 기초하여 최적화 제2각도를 추정하고, 추정된 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도를 수신 안테나(140)의 방향으로 추정한다. 9 is a block diagram schematically showing the configuration of a
도2는, 본원의 일 실시예에 따른 송신 안테나의 위치를 원점으로 하는 구면 좌표계 상에서 빔의 방향 및 수신 안테나(140)의 방향을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the direction of the beam and the direction of the receiving
도2를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)는, 송신 안테나의 위치를 원점으로 하는 구면 좌표계로 하고, 송신 안테나로부터 전송되는 빔의 방향과 z축이 이루는 각도를 제1각도(θ), x축과 이루는 각도를 제2각도(φ)로 하여, 수신 안테나(140)의 방향을 제1각도와 제2각도로 표현할 수 있다. 즉, 수신 안테나(140)의 방향을 추정한다는 것은 수신 안테나(140)의 제1각도 및 제2각도를 추정하는 것이다. 또한, 송신 안테나를 통해 송신되는 빔의 방향이 수신 안테나(140)의 위치와 송신 안테나의 위치가 형성하는 실제 제1각도 및 제2각도에 근접할수록, 통신채널(400)을 통해 수신 안테나(140)로부터 수신되는 수신 세기 값이 커지게 된다. 이에 기초하여 특정 방향으로 송신한 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기의 값이 다른 방향으로 송신한 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기의 값보다 큰 경우, 해당 방향이 수신 안테나(140)의 제1각도 및 제2각도에 근접한 것임을 알 수 있다. 따라서, 수신 안테나(140)가 수신한 전력의 크기는 아래 [식1]과 같이 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
[식1][Formula 1]
여기서, 
도3은, 본원의 일 실시예에 따른, 무선전력전송 배열 안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)을 이용하여 수신 안테나(140)의 방향을 추정하는 과정을 나타낸 도면이다. 도3에서 각 도면의 우상단에 위치한 사각형이 실제 수신 안테나(140)의 평면 상의 위치를 의미하고, 중앙 원점은 송신 안테나의 위치를 수신 안테나(140)가 위치하는 평면으로 사영한 점을 의미한다. 각 점들은 빔의 송신 방향을 의미한다. 중앙에서 반경 방향 외측으로 먼 방향으로 갈수록 제1각도가 커지는 것을 의미한다. 중앙 원점을 지나는 수평축이 x축일 때, 점선의 원 위에서 x>0인 x축과 이루는 각도가 커질수록 제2각도가 커지는 것을 의미한다. 3 is a diagram illustrating a process of estimating the direction of the receiving
도3을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치(100)의 초기 스캔부(110)는 초기 제1각도 및 미리 설정된 제1각도 간격(111)의 제2각도를 가지는 복수의 초기 설정 빔을 송신하고, 복수의 초기 설정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신한 수신 세기 값에 기초하여, 초기 제1각도 및 초기 제2각도를 가지는 기준 빔 방향 요소를 결정할 수 있다. 또한, 제1각도 추정부(120)는 기준 빔 방향 요소에 기초하여, 초기 제2각도 및 미리 설정된 제2각도 간격(121)의 추정 제1각도를 가지는 복수의 제1각도 추정 빔을 송신하고, 제1각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 제1각도 추정 빔의 추정 제1각도를 최적화 제1각도로 추정할 수 있다. 또한, 제2각도 추정부(130)는 최적화 제1각도에 기초하여, 최적화 제1각도 및 미리 설정된 제3각도 간격(131)의 추정 제2각도를 가지는 복수의 제2각도 추정 빔을 송신하고, 제2각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 제2각도 추정 빔의 추정 제2각도를 최적화 제2각도로 추정할 수 있다. 도3을 참조하여, 기준 빔 방향 요소를 결정하고 제1각도 추정 빔 및 제2각도 추정 빔의 수신 세기에 기초하여 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도를 추정하는 과정을 살펴본다.Referring to FIG. 3 , the
도3(a)는, 본원의 일 실시예에 따른 초기 스캔부(110)에서 복수의 초기 설정 빔을 이용하여 기준 빔 방향 요소를 결정하는 초기 스캔 과정을 나타낸 도면이다. 도3(a)에서 본원의 일 실시예에 따른 복수의 초기 설정 빔은 원형 궤적 위의 각각의 점들에 해당할 수 있다.3A is a diagram illustrating an initial scan process in which the
도3(a)를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)의 초기 스캔부(110)는 기설정한 초기 제1각도에 기초하여 초기 제1각도 및 미리 설정된 제1각도 간격(111)의 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 초기 설정 빔을 송신 안테나를 통해 송신하고, 초기 설정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 초기 제1각도 및 초기 제2각도를 가지는 기준 빔 방향 요소를 결정할 수 있다. 실제 수신 안테나(140)의 방향인 제1각도 및 제2각도를 파악하기 위해서, 송신 안테나가 빔을 형성할 수 있는 영역 전부에 대하여 수신 세기를 비교하고 수신 안테나(140)의 위치를 파악하는 것은 비효율적이며, 오랜 시간이 걸린다. 따라서, 실제 수신 안테나(140)의 제1각도 및 제2각도의 구체적인 추정을 위해서는 각각의 세부적인 각도 추정 과정을 진행하기 위한 기준점의 설정이 필요하고, 이를 위해서 기준점에 해당하는 초기 제1각도 및 초기 제2각도를 가지는 기준 빔 방향 요소를 결정하기 위한 초기 스캔 과정이 필요하다.Referring to FIG. 3 ( a ), the
도3(a)를 참조하면, 초기 스캔부(110)는 기준 빔 방향 요소를 결정하기 위해서 기설정한 초기 제1각도에 기초하여 미리 설정된 제1각도 간격(111)의 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 초기 설정 빔을 송신한다. 즉, 초기 설정 빔의 제1각도는 초기 제1각도로 고정된 것이고, 제2각도만을 변경시키면서 빔을 송신하고 수신 세기를 송신 받는다. Referring to FIG. 3A , the
도3(a)를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 초기 설정 빔의 궤적은 도3(a)의 수신 안테나(140)가 위치한 평면 상에 원형의 궤적을 가질 수 있다. 수신 안테나(140)가 위치한 평면 상에서 제1각도는 원점과의 거리를 의미하는 값이다. 복수의 초기 설정 빔의 제1각도가 고정된 초기 제1각도의 값을 가지기 때문에 수신 안테나(140)가 위치한 평면 상에서 원점과의 거리가 동일하고, 제2각도만이 미리 설정된 제1각도 간격(111)만큼 변화하여 수신 안테나(140)가 위치한 평면 상에서 원점을 중심으로 하는 원형의 궤적을 갖게 된다. 이웃하는 초기 설정 빔의 제2각도의 간격이 미리 설정된 제1각도 간격(111)으로 동일하므로, 원 궤적상에 위치하는 이웃하는 두 개의 초기 설정 빔과 원의 중앙이 이루는 각은 모든 점에서 동일하다. Referring to FIG. 3A , the trajectory of the initially set beam according to an embodiment of the present application may have a circular trajectory on the plane in which the receiving
후술하는 바와 같이, 본원의 일 실시예에 따르면, 미리 설정된 제1각도 간격(111)은 0° 초과 90° 이하의 범위 중 어느 하나인 것일 수 있고, 기설정한 초기 제1각도는 송신 안테나가 빔을 송신할 수 있는 제1각도의 최대값에 기초하여 설정될 수 있다. 도3(a)에서 미리 설정된 제1각도 간격(111)은 0° 초과 90° 이하의 범위 에 해당하는 45°이고, 이때 초기 설정 빔의 개수는 8개가 될 수 있다. 미리 설정된 제1각도 간격(111)이 45°에 해당하는 경우, x축 및 y 축 상에 4개의 빔의 방향이 위치하고, 각 사분면 상에 한 개씩의 빔의 방향이 위치하여, 전 영역에 대해서 효율적으로 기준 빔 방향 요소를 결정하기 위한 초기 스캔을 진행할 수 있다.As will be described later, according to an embodiment of the present application, the preset first
도3(a)를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 초기 스캔부(110)는 초기 설정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기의 값에 기초하여 기준 빔 방향 요소를 결정할 수 있다. 예시적으로, 기준 빔 방향 요소의 결정은 수신 세기의 값이 가장 클 때의 초기 설정 빔의 방향의 제1각도와 제2각도를 기준 빔 방향 요소의 초기 제1각도 및 초기 제2각도로 결정할 수 있다. 도3(a)에서 초기 설정 빔의 방향이 A일 때, 초기 설정 빔의 방향이 수신 안테나(140)의 방향과 가장 근접하다. 따라서, A방향의 초기 설정 빔의 수신 세기가 가장 크게 되고, A방향을 기준 빔 방향 요소로 결정할 수 있다.Referring to FIG. 3A , the
예를 들어, 기설정한 초기 제1각도가 
[식2][Formula 2]
다음으로, 도3(b)는, 본원의 일 실시예에 따른 제1각도 추정부(120)에서 복수의 제1각도 추정 빔을 이용하여 최적화 제1각도를 추정하는 과정을 나타낸 도면이다. 도3(b)에서 본원의 일 실시예에 따른 복수의 제1각도 추정 빔은 직선 궤적 위의 각각의 점들에 해당할 수 있다.Next, FIG. 3B is a diagram illustrating a process of estimating an optimized first angle using a plurality of first angle estimation beams in the first
도3(b)를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)의 제1각도 추정부(120)는 기준 빔 방향 요소에 기초하여 결정된 초기 제2각도 및 미리 설정된 제2각도 간격(121)의 추정 제1각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제1각도 추정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 제1각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제1각도를 추정할 수 있다. 이전의 초기 스캔 과정에서 구한 기준 빔 방향 요소에 기초하여, 수신 안테나(140)의 제1각도의 추정값인 최적화 제1각도를 추정한다. 복수의 제1각도 추정 빔의 제2각도는 초기 제2각도로 고정된 상태에서, 제1각도는 미리 설정된 제2간격을 갖도록 하는 추정 제1각도에 해당한다. 복수의 제1각도 추정 빔을 통해, 수신 세기 값의 크기에 기초하여 최적화 제1각도를 추정할 수 있다.Referring to Figure 3 (b), the
도3(b)를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 제1각도 추정부(120)는 최적화 제1각도를 추정하기 위해서 복수개의 제1각도 추정 빔을 송신하고, 제1각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신한 수신 세기의 값에 기초하여 최적화 제1각도를 추정할 수 있다. 송신 안테나를 통해 송신되는 복수개의 제1각도 추정 빔은 기설정된 제2각도 간격(121)을 가지는 추정 제1각도를 가지고, 제2각도는 앞서 결정된 초기 제2각도로 고정된 값을 가질 수 있다. 즉, 초기 스캔 과정에서 결정된 기준 빔 방향 요소에 기초하여 실제 수신 안테나(140)의 위치 방향의 제1각도에 해당하는 최적화 제1각도를 추정할 수 있다. Referring to FIG. 3B , the first
도3(b)를 참조하면, 복수개의 제1각도 추정 빔의 궤적은 제2각도가 앞서 결정된 초기 제2각도로 고정된 값으로 제1각도만이 변하기 때문에, 도3(b)의 수신 안테나(140)가 위치한 평면 상에서 직선의 궤적을 가질 수 있다. 직선의 궤적은 초기 스캔 과정에서 구한 기준 빔 방향 요소가 평면상에 위치하는 점과 z축이 평면을 통과하는 점 사이를 잇는 직선상에 위치하게 된다. 예시적으로, 제1각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기의 값이 최대일 때의 추정 제1각도가 최적화 제1각도가 될 수 있다. 도3(b)에서 제1각도 추정부(120)는 앞서 결정된 기준 빔 방향 요소에 해당하는 A방향을 기준으로, 제1각도만을 달리하는 복수개의 제1각도 추정 빔을 송신하고 수신 세기 값을 수신할 수 있다. 제1각도 추정 빔의 방향이 B일 때, 제1각도 추정 빔의 방향이 수신 안테나(140)의 방향과 가장 근접하다. 따라서, B방향의 제1각도 추정 빔의 수신 세기가 가장 크게 되고, B방향의 제1각도를 최적화 제1각도로 추정할 수 있다. Referring to FIG. 3( b ), since only the first angle changes as the trajectories of the plurality of first angle estimation beams have the second angle fixed to the previously determined initial second angle, the reception antenna of FIG. 3 ( b ) It may have a trajectory of a straight line on the plane where 140 is located. The trajectory of the straight line is located on a straight line between the point where the reference beam direction element obtained in the initial scan process is located on the plane and the point where the z-axis passes through the plane. For example, the estimated first angle when the value of the reception intensity transmitted from the
본원의 일 실시예에 따르면, 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)의 추정 제1각도는 초기 제1각도를 중간 값으로 하여 미리 설정된 제2각도 간격(121)을 가지는 것이고, 제1각도 추정 빔은 M개일 수 있다.According to an embodiment of the present application, the estimated first angle of the
예를 들어, 위의 [식2]에서 N=8이고, n=n'일 때 수신 세기가 최대인 경우, 추정 제1각도는 초기 제1각도를 중간 값으로 하여 미리 설정된 제2각도 간격(121)을 가지는 것일 때, 제1각도 추정 빔을 수신 안테나(140)가 수신하는 전력의 세기는 
[식3][Formula 3]
여기서, M은 복수의 제1각도 추정 빔의 개수이고, 
다음으로, 도3(c)는 본원의 일 실시예에 따른 제2각도 추정부(130)에서 복수의 제2각도 추정 빔을 이용하여 최적화 제2각도를 추정하는 과정을 나타낸 도면이다. 도3(c)에서 본원의 일 실시예에 따른 복수의 제2각도 추정 빔은 원호 궤적 위의 각각의 점들에 해당할 수 있다. Next, FIG. 3C is a diagram illustrating a process of estimating an optimized second angle using a plurality of second angle estimation beams in the second
도3(c)를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)의 제2각도 추정부(130)는 앞서 추정된 최적화 제1각도 및 미리 설정된 제3각도 간격(131)의 추정 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제2각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 제2각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제2각도를 추정할 수 있다. 최적화 제1각도 및 초기 제2각도에 기초하여, 수신 안테나(140)의 제2각도의 추정값인 최적화 제2각도를 추정할 수 있다. 복수의 제2각도 추정 빔의 제1각도는 앞서 추정된 최적화 제1각도로 고정된 상태에서, 제2각도는 미리 설정된 제3간격을 갖도록 하는 추정 제2각도에 해당한다. 복수의 제2각도 추정 빔을 통해, 수신 세기의 값의 크기에 기초하여 최적화 제2각도로 추정할 수 있다.Referring to Figure 3 (c), the
도3(c)를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 제2각도 추정부(130)는 최적화 제2각도를 추정하기 위해서 복수개의 제2각도 추정 빔을 송신하고, 제2각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신한 수신 세기의 값에 기초하여 최적화 제2각도를 추정할 수 있다. 송신 안테나를 통해 송신되는 복수개의 제2각도 추정 빔은 기설정된 제3각도 간격(131)을 가지는 추정 제2각도를 가지고, 제1각도는 앞서 결정된 최적화 제1각도로 고정된 값을 가질 수 있다. Referring to FIG. 3C , the second
도3(c)를 참조하면, 복수개의 제2각도 추정 빔의 궤적은 제1각도가 앞서 추정된 최적화 제1각도로 고정된 값으로 제2각도만이 변하기 때문에, 도3(c)의 수신 안테나(140)가 위치한 평면 상에서 호의 궤적을 가질 수 있다. 호의 궤적은 원점을 중심으로 하고 앞서 결정된 최적화 제1각도에 해당하는 반지름을 갖는 호의 궤적에 해당할 수 있다. 제2각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기의 값의 크기에 기초하여 최적화 제2각도를 추정할 수 있다. 예시적으로, 제2각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기의 값이 최대일 때의 추정 제2각도가 최적화 제2각도가 될 수 있다. 도3(c)에서 제2각도 추정부(130)는 앞서 결정된 최적화 제1각도와 초기 제2각도 방향에 해당하는 B방향을 기준으로, 제2각도만을 달리하는 복수개의 제2각도 추정 빔을 송신하고 수신 세기 값을 수신할 수 있다. 제2각도 추정 빔의 방향이 C일 때, 제2각도 추정 빔의 방향이 수신 안테나(140)의 방향과 가장 근접하다. 따라서, C 방향의 제2각도 추정 빔의 수신 세기가 가장 크게 되고, C방향의 제2각도를 최적화 제2각도로 추정할 수 있다.Referring to FIG. 3 ( c ), the trajectories of the plurality of second angle estimation beams have the first angle fixed to the previously estimated optimized first angle, and since only the second angle changes, the reception of FIG. 3 ( c ) It may have an arc trajectory on a plane in which the
본원의 일 실시예에 따르면, 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치(100)는 추정 제2각도는 초기 제2각도를 중간 값으로 하여 미리 설정된 제3각도 간격(131)을 가지는 것이고, 제2각도 추정 빔은 L개일 수 있다.According to an embodiment of the present application, the
예를 들어, 위의 [식3]에서 m=m'일 때 수신 세기의 값이 최대인 경우, 즉 최적화 제1각도가 
[식4][Formula 4]
여기서, L는 복수의 제2각도 추정 빔의 개수를 의미한다. 본원의 일 실시예에 따르면, 후술하는 바와 같이 복수의 제2각도 추정 빔의 개수 L은 주 빔(401)과 첫 번째 부 빔(402)간의 각도(403), 첫 번째 부 빔(402)의 방사 세기에 기초하여 결정될 수 있다.(도8 참조)Here, L means the number of the plurality of second angle estimation beams. According to an embodiment of the present application, as will be described later, the number L of the plurality of second angle estimation beams is the
본원의 일 실시예에 따르면, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치(100)의 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값은 RSSI(Received Signal Strength Indicator)인 것일 수 있다. 통신 모듈을 포함하는 수신 장치(300)로부터 RSSI를 통신 채널(400)을 통해 수신하여, 기준 빔 방향 요소를 결정하고 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도를 추정할 수 있다. 도4는, 본원의 일 실시예에 따른, 기준 빔 방향 요소를 결정하기 위한 복수의 초기 설정 빔을 나타낸다. 도4에서 Δφ는 미리 설정된 제1각도 간격(111)에 해당하고, 
도4를 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치(100)에 있어서, 초기 제1각도는 송신안테나의 송신 최대 각도의 절반이고, 미리 설정된 제1각도 간격(111)은 0° 초과 90° 이하의 범위 중 어느 하나인 것일 수 있다.Referring to FIG. 4 , in the
기준 빔 방향 요소를 결정하는 초기 스캔 과정은 너무 많은 방향의 빔의 수신 세기를 측정하게 되면 보다 나은 기준 빔 방향 요소를 결정할 수 있으나 비효율적이고, 너무 적은 방향의 빔의 수신 세기를 측정하면 이후 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도가 수신 안테나(140)의 방향의 제1각도 및 제2각도와 차이가 커질 수 있다. 따라서, 수신 안테나(140)가 위치한 평면 상에서 복수의 초기 설정 빔은 적은 수로 최대한 넓은 범위의 수신 세기를 측정하는 것이 효율적이라고 할 수 있다. The initial scan process to determine the reference beam direction element can determine a better reference beam direction element if the reception intensity of beams in too many directions is measured, but it is inefficient. The difference between the first angle and the optimized second angle may be large from the first angle and the second angle in the direction of the receiving
본원의 일 실시예에 따르면, 초기 제1각도는 송신 안테나가 빔을 송신할 수 있는 제1각도의 최대값인 
도5는, 본원의 일 실시예에 따른, 제1각도 추정부(120)의 제1각도 추정 빔의 수신 세기 값을 이용한 최적화 제1각도 추정 및 추가의 제1각도 추정 빔을 이용한 최적화 제1각도 추정을 나타낸 도면이다. 도5에서 A는 수신 안테나(140)가 M개의 제1각도 추정 빔의 범위 내에 있는 경우, B 및 C는 수신 안테나(140)가 M개의 제1각도 추정 빔의 범위 밖에 있는 경우이고, a는 2번째 내지 M-1번째 제1각도 추정 빔의 방향, b는 M번째 제1각도 추정 빔의 방향, c는 첫 번째 제1각도 추정 빔의 방향에 해당한다.5 is a first optimization using the first angle estimation using the reception intensity value of the first angle estimation beam of the first
도5를 참조하면, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치 (100)의 제1각도 추정부(120)는, 복수의 제1각도 추정 빔의 개수는 M개이고, 제1각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔이 첫 번째인 경우, 미리 설정된 제2각도 간격(121)만큼 작아지는 제1각도 및 초기 제2각도를 가지는 빔 방향 요소를 가지는 추가의 제1각도 추정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 추가의 제1각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제1각도를 추정할 수 있고, 제1각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔이 M 번째인 경우, 미리 설정된 제2각도 간격(121)의 만큼 커지는 제1각도 및 초기 제2각도를 가지는 빔 방향 요소를 가지는 추가의 제1각도 추정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 추가의 제1각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제1각도를 추정하고, 제1각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔이 두 번째 내지 M-1번째 중 어느 하나인 경우, 제1각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔의 추정 제1각도를 최적화 제1각도로 추정하는 것일 수 있다. 첫 번째 또는 M번째의 제1각도 추정 빔의 수신 세기 값이 최대인 경우, 추가의 제1각도 추정 빔을 송신하고, 수신한 수신 세기 값을 통해 최적화 제1각도를 추정하여, 복수의 제1각도 추정 빔의 범위 외에 범위에 실제 수신 안테나(140)가 위치하는 경우에도 정확한 최적화 제1각도를 추정할 수 있다.Referring to FIG. 5 , in the
구체적으로, 도5에서 수신 안테나(140)가 A에 위치하고, a의 경우에 해당하는 두 번째 내지 M-1번째 제1각도 추정 빔의 수신 세기가 최대인 경우에는, 수신 세기가 최대인 제1각도 추정 빔의 추정 제1각도를 최적화 제1각도로 추정할 수 있다. 이는 앞서 설명한 최적화 제1각도를 추정하는 경우와 동일하게 적용될 수 있다.Specifically, in FIG. 5 , when the
이와 달리, 도5에서 수신 안테나(140)가 B 또는 C에 위치하고, b 또는 c에 해당하는 첫 번째 또는 M번째 제1각도 추정 빔의 수신 세기가 최대인 경우에는, 두 번째 내지 M-1번째 제1각도 추정 빔의 수신 세기가 최대인 경우처럼 수신 세기가 최대인 제1각도 추정 빔의 추정 제1각도를 최적화 제1각도로 추정할 수 없다. 이는, M개의 제1각도 추정 빔의 추정 제1각도의 범위 밖에 수신 안테나(140)가 위치할 수 있고, 이 경우 최적화 제1각도를 추정하기 위해서는 추가의 제1각도 추정 빔의 수신 세기를 통해 최적화 제1각도를 추정하는 것이 필요하기 때문이다.Contrary to this, when the receiving
도5에서 수신 안테나(140)가 B에 위치하는 경우, b에 해당하는 M번째 제1각도 추정 빔의 수신 세기가 최대로 측정된다. 이 경우 추가의 제1각도 추정 빔의 수신 세기에 기초하여 최적화 제1각도를 추정하는 것이 필요할 수 있다. 추가의 제1각도 추정 빔의 제2각도는 초기 제2각도로 동일하고, M번째 제1각도 추정 빔의 추정 제1각도보다 미리 설정한 제2각도 간격(121)의 M'배만큼 제1각도가 큰 추가의 제1각도 추정 빔을 M'번째 추가의 제1각도 추정 빔이라 할 때, 처음으로 M'번째 추가의 제1각도 추정 빔의 수신 세기가 M'-1번째 추가의 제1각도 추정 빔의 수신 세기보다 작아질 때까지 추가의 제1각도 추정 빔을 송신 안테나로 송신하고, 이를 수신한 수신 안테나(140)로부터 수신 세기를 수신할 수 있다. 이때, 수신 세기의 값이 최대인 M'-1번째 추가의 제1각도 추정 빔의 제1각도가 최적화 제1각도로 추정할 수 있다. In FIG. 5 , when the
이와 같이, 최적화 제1각도를 추정하는 이유는, M'번째 추가의 제1각도 추정 빔의 수신 세기가 처음으로 M'-1번째 추가의 제1각도 추정 빔의 수신 세기보다 작아졌다는 것은, 제1각도가 미리 설정된 제2각도 간격(121)만큼 커지면서 M'-1번째 추가의 제1각도 추정 빔의 방향으로 갈수록 점점 수신 안테나(140)의 위치 방향과 근접해 가다가 M'번째 추가의 제1각도 추정 빔에서부터 다시 수신 안테나(140)과 멀어지기 시작하는 일종의 변곡점으로 이해할 수 있기 때문이다.As such, the reason for estimating the optimized first angle is that the reception intensity of the M'th additional first angle estimation beam is smaller than the reception intensity of the M′-1th additional first angle estimation beam for the first time. As the 1 angle increases by the preset second
마찬가지로, 도5에서 수신 안테나(140)가 C에 위치하는 경우, c에 해당하는 첫 번째 제1각도 추정 빔의 수신 세기가 최대로 측정될 수 있다. 이 경우 추가의 제1각도 추정 빔의 수신 세기에 기초하여 최적화 제1각도를 추정하는 것이 필요할 수 있다. 추가의 제1각도 추정 빔의 제2각도는 초기 제2각도로 동일하고, 첫 번째 제1각도 추정 빔의 추정 제1각도보다 미리 설정한 제2각도 간격(121)의 M'배만큼 제1각도가 작은 추가의 제1각도 추정 빔을 M'번째 추가의 제1각도 추정 빔이라 할 때, 처음으로 M'번째 추가의 제1각도 추정 빔의 수신 세기가 M'-1번째 추가의 제1각도 추정 빔의 수신 세기보다 작아질 때까지 추가의 제1각도 추정 빔을 송신 안테나로 송신하고, 이를 수신한 수신 안테나(140)로부터 수신 세기를 수신한다. 이때, 수신 세기의 값이 최대인 M'-1번째 추가의 제1각도 추정 빔의 제1각도가 최적화 제1각도로 추정하며, 이와 같이 추정하는 이유는 위에서 설명한 바와 같다. Similarly, when the
도6은, 본원의 일 실시예에 따른, 제2각도 추정부(130)의 제2각도 추정 빔의 수신 세기 값을 이용한 최적화 제2각도 추정 및 추가의 제2각도 추정 빔을 이용한 최적화 제2각도 추정을 나타낸 도면이다. 도6에서 A는 수신 안테나(140)가 L개의 제2각도 추정 빔의 범위 내에 있는 경우, B 및 C는 수신 안테나(140)가 L개의 제2각도 추정 빔의 범위 밖에 있는 경우이고, a는 2번째 내지 L-1번째 제2각도 추정 빔의 방향, b는 L번째 제2각도 추정 빔의 방향, c는 첫 번째 제2각도 추정 빔의 방향에 해당한다.6 is an optimized second angle estimation using the reception intensity value of the second angle estimation beam of the second
도6을 참조하면, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치(100)의 제2각도 추정부(130)는 복수의 제2각도 추정 빔의 개수는 L개 이고, 제2각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제2각도 추정 빔이 첫 번째인 경우, 미리 설정된 제3각도 간격(131)만큼 작아지는 제2각도 및 최적화 제1각도를 가지는 빔 방향 요소를 가지는 추가의 제2각도 추정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 추가의 제2각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제2각도를 추정하고, 제2각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제2각도 추정 빔이 L번째인 경우, 미리 설정된 제3각도 간격(131)의 만큼 커지는 제2각도 및 최적화 제1각도를 가지는 빔 방향 요소를 가지는 추가의 제2각도 추정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 추가의 제2각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제2각도를 추정하고, 제2각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제2각도 추정 빔이 두 번째 내지 L-1번째 중 어느 하나인 경우, 제2각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제2각도 추정 빔의 추정 제2각도를 최적화 제2각도로 추정하는 것일 수 있다. 첫 번째 또는 L번째 제2각도 추정 빔의 수신 세기가 최대인 경우, 추가의 제2각도 추정 빔을 송신하고, 수신한 수신 세기 값을 통해 최적화 제2각도를 추정하여, 복수의 제2각도 추정 빔의 범위 외에 범위에 실제 수신 안테나(140)가 위치하는 경우에도 정확한 최적화 제2각도를 추정할 수 있다.Referring to FIG. 6 , in the second
구체적으로, 도6에서 수신 안테나(140)가 A에 위치하고, a의 경우에 해당하는 두 번째 내지 L-1번째 제2각도 추정 빔의 수신 세기가 최대인 경우에는, 수신 세기가 최대인 제2각도 추정 빔의 추정 제2각도를 최적화 제2각도로 추정할 수 있다. 이는 앞서 설명한 제2각도 추정부(130)에서 최적화 제2각도를 추정하는 과정과 동일하게 적용될 수 있다.Specifically, in FIG. 6 , when the
이와 달리, 도6에서 수신 안테나(140)가 B 또는 C에 위치하고, b 또는 c에 해당하는 첫 번째 또는 L번째 제2각도 추정 빔의 수신 세기가 최대인 경우에는, 두 번째 내지 L-1번째 제2각도 추정 빔의 수신 세기가 최대인 경우처럼 수신 세기가 최대인 제2각도 추정 빔의 추정 제2각도를 최적화 제2각도로 추정할 수 없다. 이는, L개의 제2각도 추정 빔의 추정 제2각도의 범위 밖에 수신 안테나(140)가 위치할 수 있고, 이 경우 최적화 제2각도를 추정하기 위해서는 추가의 제2각도 추정 빔의 수신 세기를 통해 최적화 제2각도를 추정하는 것이 필요하기 때문이다.On the other hand, in FIG. 6 , when the
도6에서 수신 안테나(140)가 B에 위치하는 경우, b에 해당하는 L번째 제2각도 추정 빔의 수신 세기가 최대로 측정된다. 이 경우 추가의 제2각도 추정 빔의 수신 세기에 기초하여 최적화 제2각도를 추정하는 것이 필요하며, 추가의 제2각도 추정 빔의 제1각도는 최적화 제1각도로 동일하고, L번째 제2각도 추정 빔의 추정 제2각도보다 미리 설정한 제3각도 간격(131)의 L'배만큼 제2각도가 큰 추가의 제2각도 추정 빔을 L'번째 추가의 제2각도 추정 빔이라 할 때, 처음으로 L'번째 추가의 제2각도 추정 빔의 수신 세기가 L'-1번째 추가의 제2각도 추정 빔의 수신 세기보다 작아질 때 까지 추가의 제2각도 추정 빔을 송신 안테나로 송신하고, 이를 수신한 수신 안테나(140)로부터 수신 세기를 수신한다. 이때, 수신 세기의 값이 최대인 L'-1번째 추가의 제2각도 추정 빔의 제2각도가 최적화 제2각도로 추정할 수 있다. In FIG. 6 , when the
이와 같이, 최적화 제2각도를 추정하는 이유는, 위에서 설명한 최적화 제1각도의 추정과 동일하게 이해될 수 있다.As such, the reason for estimating the second optimization angle may be understood as the same as the estimation of the first optimization angle described above.
마찬가지로, 도6에서 수신 안테나(140)가 C에 위치하는 경우, c에 해당하는 첫 번째 제2각도 추정 빔의 수신 세기가 최대로 측정된다. 이 경우 추가의 제2각도 추정 빔의 수신 세기에 기초하여 최적화 제2각도를 추정하는 것이 필요하며, 추가의 제2각도 추정 빔의 제1각도는 최적화 제1각도로 동일하고, 첫 번째 제2각도 추정 빔의 추정 제2각도보다 미리 설정한 제3각도 간격(131)의 L'배만큼 제2각도가 작은 추가의 제2각도 추정 빔을 L'번째 추가의 제2각도 추정 빔이라 할 때, 처음으로 L'번째 추가의 제2각도 추정 빔의 수신 세기가 L'-1번째 추가의 제2각도 추정 빔의 수신 세기보다 작아질 때 까지 추가의 제2각도 추정 빔을 송신 안테나로 송신하고, 이를 수신한 수신 안테나(140)로부터 수신 세기를 수신할 수 있다. 이때, 수신 세기의 값이 최대인 L'-1번째 추가의 제1각도 추정 빔의 제1각도가 최적화 제1각도로 추정하며, 이와 같이 추정하는 이유는 위에서 설명한 바와 같이 이해될 수 있다.Similarly, when the
도7은, 본원의 일 실시예에 따른 최적화 제1각도에 기초하여 미리 설정된 제3각도 간격(131)을 결정하는 것을 나타낸 도면이다. 도7에서 L은 제2각도 추정 빔의 개수이고, 
도7을 참조하면, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밈 장치 (100)의 미리 설정된 제3각도 간격(131)은 최적화 제1각도에 기초하여 결정되는 것일 수 있다. 도7에서 각각의 실선의 원은 복수개의 제2각도 추정 빔의 방향을 나타내고, 점선의 원의 반지름은 최적화 제1각도에 따라서 결정되고, 최적화 제1각도가 큰 경우 제2각도 추정 빔의 궤적은 큰 반지름을 가지는 원의 궤적 상에 위치하게 된다. 도7(a)에서와 같이, 최적화 제1각도가 큰 경우에는 제2각도 추정 빔의 궤적이 넓은 영역에 대해서 수신 세기 값을 수신함에 비하여, 최적화 제1각도가 작은 경우에는 제2각도 추정 빔의 궤적이 충분히 넓은 영역에 대해서 수신 세기 값을 수신하지 못하는 경우가 발생할 수 있고, 특히 최적화 제1각도가 0°에 근접할수록, 제2각도 추정 빔의 궤적은 더 좁은 영역의 수신 세기만을 측정하게 된다. 이때, 충분한 영역의 수신 세기 값을 측정하기 위해서, 도7(b)에서와 같이 최적화 제1각도에 기초하여 최적화 제1각도가 특정한 값보다 작은 경우에는 미리 설정된 제3각도 간격(131)의 크기를 
도8은, 본원의 일 실시예에 따른 주 빔(401)과 첫 번째 부 빔(402)를 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating a
도8을 참조하면, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치(100)는 송신 안테나가 형성하는 주 빔과 첫 번째 부 빔간의 각도(403)와 첫 번째 부 빔(402)의 방사 세기에 기초하여 복수의 제1각도 추정 빔의 개수 M이 결정되는 것일 수 있고, 송신 안테나가 형성하는 주 빔과 첫 번째 부 빔간의 각도와 첫 번째 부 빔의 방사 세기에 기초하여 복수의 제2각도 추정 빔의 개수 L이 결정 되는 것일 수 있다.Referring to FIG. 8 , in the
본원의 일 실시예에 따른 빔 포밍 장치(100)는, 송신 안테나가 위치하는 평면의 원점에서 무선전력송신을 위한 주 빔(401)의 방향으로 송신할 수 있다. 이때, 주 빔(401)의 세기, 각도 등에 따라 첫 번째 부 빔(402)도 함께 방사하게 되고, 이 첫 번째 부 빔(402)은 주 빔(401)을 이용한 최적화 제1각도 와 최적화 제2각도를 추정하는 과정에서 수신 안테나(140)이 수신한 수신 세기의 값에 영향을 줄 수 있다. 이 때, 첫 번째 부 빔(402)의 방사세기가 크고, 주 빔과 첫 번째 부 빔 사이의 각도(403)가 작을수록 수신 안테나(140)가 수신하는 수신 세기의 값에 영향이 크므로, 제1각도 추정 빔의 개수 M을 크게 하여, 더 많은 제1각도 추정 빔을 송신하고 수신 세기 값을 비교하여 최적화 제1각도를 추정하고, 제2각도 추정 빔의 개수 L을 크게 하여, 더 많은 제2각도 추정 빔을 송신하고 수신 세기 값을 비교하여 최적화 제2각도를 추정할 수 있다.The
본원의 일 실시예에 따르면, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치(100)는 수신 안테나(140)의 위치 변경 여부를 파악하고, 복수의 초기 설정 빔 송신 여부, 복수의 제1각도 추정 빔의 송신 여부 및 복수의 제2각도 추정 빔의 송신 여부를 결정하는 위치 변경 파악부를 포함할 수 있고, 초기 스캔부(110)는 결정된 복수의 초기 설정 빔 송신 여부에 기초하여 복수의 초기 설정 빔을 송신할 수 있고, 제1각도 추정부(120)는 결정된 복수의 제1각도 추정 빔의 송신 여부 및 최적화 제2각도에 기초하여 미리 설정된 제2각도 간격(121)을 가지는 추정 제1각도 및 최적화 제2각도를 가지는 복수의 제1각도 추정 빔을 송신하고 수신된 수신 세기 값에 기초하여 변경된 수신 안테나(140)의 위치 방향에 대응하는 변경된 최적화 제1각도를 추정할 수 있고, 제2각도 추정부(130)는 결정된 복수의 제2각도 추정 빔의 송신 여부에 및 변경된 최적화 제1각도에 기초하여 미리 설정된 제3각도 간격(131)을 가지는 추정 제2각도 및 변경된 최적화 제1각도를 가지는 복수의 제2각도 추정 빔을 송신하고 수신된 수신 세기 값에 기초하여 변경된 수신 안테나(140)의 위치 방향에 대응하는 변경된 최적화 제2각도를 추정할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the
본원의 일 실시예에 따르면, 수신 안테나(140)의 위치 변경 여부를 파악하기 위해 이전의 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도로 재형성된 빔을 통한 무선전력전송 수신 세기 값에 기초하여, 기설정한 일정한 크기 또는 비율 이상으로 수신 세기 값의 변화가 생기는 경우 수신 안테나(140)의 위치가 변경되었다고 판단하는 방법, 이전의 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도로 재형성된 빔을 통한 무선전력전송 수신 세기 값이 기설정한 수신 세기 이하의 값으로 떨어지는 경우에 수신 안테나(140)의 위치가 변경되었다고 판단하는 방법 등을 통하여, 수신 안테나(140)의 위치가 변경되었다고 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present application, based on the value of the wireless power transmission reception strength through the beam re-formed to the previously optimized first angle and the second optimized angle to determine whether the position of the receiving
본원의 일 실시예에 따르면, 수신 안테나(140)의 위치가 변경되었다고 판단된 경우, 복수의 초기 설정 빔을 통하여 기준 빔 방향 요소를 결정하는 초기 스캔 과정, 복수의 제1각도 추정 빔을 송신하고 최적화 제1각도를 추정하는 과정 및 복수의 제2각도 추정 빔을 송신하고 최적화 제2각도를 추정하는 과정을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기존의 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도로 무선전력송신하고, 최대로 측정된 수신 세기 값에 비하여 기설정한 수치 이내로 수신 세기 값이 낮아지거나, 기설정한 비율 이내로 수신 세기 값이 낮아지는 경우 수신 안테나(140)의 위치가 변경되었으나 기존의 수신 안테나(140)의 위치의 근방으로 위치가 변경되었을 것이므로, 기준 빔 방향 요소를 결정하는 초기 스캔 과정부터 다시 변경된 수신 안테나(140)의 위치 방향에 대응하는 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도를 추정하는 것은 비효율적일 수 있다. 따라서, 기설정한 수치 또는 비율 이내로 수신 세기 값이 변경되는 경우 초기 스캔 과정 없이 복수의 제1각도 추정 빔 및 복수의 제2각도 추정 빔의 송신을 통한 최적화 제1각도 추정 과정 및 최적화 제2각도 추정 과정만을 수행하도록 결정할 수 있다. 반면, 기설정한 수치 또는 비율을 초과하는 수신 세기 값의 변화가 생긴 경우, 초기 스캔 과정, 최적화 제1각도 추정 과정 및 최적화 제2각도 추정 과정을 수행하도록 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present application, when it is determined that the position of the receiving
본원의 일 실시예에 따르면, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치(100)는 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도로 송신 안테나를 통해 무선전력전송하고, 무선전력을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값 및 기설정한 기준 수신 세기 값에 기초하여 초기 스캔 과정 진행 여부를 포함하는 재스캔 여부를 판단하는 반복 수행부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the
본원의 일 실시예에 따르면, 초기 스캔부(110)는 초기 스캔 과정 진행 여부 및 초기 제1각도에 기초하여 상기 초기 제1각도 및 미리 설정된 제4각도 간격의 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 초기 설정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 초기 설정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 초기 제1각도 및 제2각도를 가지는 기준 빔 방향 요소를 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the
본원의 일 실시예에 따르면, 제1각도 추정부(120)는 재스캔 여부, 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도에 기초하여 최적화 제2각도 및 미리 설정된 제5각도 간격의 추정 제1각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제1각도 추정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 제1각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제1' 각도를 추정할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the
본원의 일 실시예에 따르면, 제2각도 추정부(130)는, 재스캔 여부, 최적화 제1'각도 및 최적화 제2각도에 기초하여 최적화 제1'각도 및 미리 설정된 제6각도 간격의 추정 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제2각도 추정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 제2각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제2'각도를 추정할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the
본원의 일 실시예에 따르면, 미리 설정된 제4각도 간격의 크기는 미리 설정된 제1각도 간격(111)의 크기보다 작은 것이고, 미리 설정된 제5각도 간격의 크기는 미리 설정된 제2각도 간격(121)의 크기보다 작은 것이고, 미리 설정된 제6각도 간격의 크기는 미리 설정된 제6각도 간격의 크기보다 작은 것일 수 있다.According to an embodiment of the present application, the size of the preset fourth angular interval is smaller than the size of the preset first
재스캔 여부는 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도로 무선전력송신하고, 수신한 수신 세기의 값이 기설정한 수신 세기의 값보다 낮은 등의 경우에 재스캔 여부를 판단할 수 있고, 초기 스캔 과정 진행 여부는 수신 세기의 값과 기설정한 수신 세기의 값과의 차이나 비율 등을 기초로 하여 판단할 수 있다. 또한 미리 설정한 제4,5,6각도 간격은 보다 세밀하게 수신세기를 측정하기 위하여 각각 미리 설정한 제1,2,3각도 간격보다 작게 설정할 수 있고, 재스캔 과정에서의 복수의 제1각도 추정 빔의 개수는 이전 스캔 과정의 개수 M보다 클 수 있으며, 복수의 제2각도 추정 빔의 개수는 이전 스캔 과정의 개수 L보다 클 수 있고 이것은 기존의 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도보다 수신 안테나(140)의 제1각도 및 제2각도에 근사한 최적화 제1'각도 및 최적화 제2'각도를 추정하기 위함이다.Whether to rescan is determined whether to rescan when wireless power is transmitted at an optimized first angle and an optimized second angle, and the received reception intensity value is lower than a preset reception intensity value, etc., and the initial scan Whether to proceed with the process may be determined based on a difference or ratio between the value of the reception strength and a value of the preset reception strength. In addition, the preset 4,5,6 angular intervals may be set smaller than the preset 1st, 2nd, and 3rd angular intervals in order to measure the reception strength in more detail, and a plurality of first angles in the rescan process The number of estimated beams may be greater than the number M of the previous scan process, and the number of the plurality of second angle estimation beams may be greater than the number L of the previous scan process, which is received than the existing optimized first angle and optimized second angle. This is to estimate an optimized first 'angle and an optimized second' angle approximate to the first and second angles of the
도9는, 본원의 일 실시예에 따른, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 9 is a block diagram schematically showing the configuration of a
도9를 참조하면, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치(100)는 복수의 초기 설정 빔을 송신하고 수신한 수신 세기 값에 기초하여 기준 빔 방향 요소를 결정하는 초기 스캔부(110), 복수의 제1각도 추정 빔을 송신하고 수신한 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제1각도를 추정하는 제1각도 추정부(120) 및 복수의 제2각도 추정 빔을 송신하고 수신한 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제2각도를 추정하는 제2각도 추정부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the
초기 스캔부(110)는 기설정한 초기 제1각도에 기초하여 초기 제1각도 및 미리 설정된 제1각도 간격(111)의 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 초기 설정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 초기 설정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 초기 제1각도 및 초기 제2각도를 가지는 기준 빔 방향 요소를 결정한다. 초기 스캔부(110)는 해당 초기 스캔 과정을 통하여 이후 진행할 최적화 제1각도 추정 및 최적화 제2각도 추정을 위한 기준점을 설정하여, 해당 기준점에 해당하는 기준 빔 방향 요소를 중심으로 수신 안테나(140)의 위치 방향에 맞는 제1각도 및 제2각도를 추정하는 과정을 진행하게 된다.The
제1각도 추정부(120)는 기준 빔 방향 요소에 기초하여 초기 제2각도 및 미리 설정된 제2각도 간격(121)의 추정 제1각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제1각도 추정 빔을 송신 안테나를 통해 송신하고, 제1각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제1각도를 추정할 수 있다. 제1각도 추정부(120)는 초기 스캔부(110)에서 결정한 기준 빔 방향 요소를 중심으로 하여, 수신 안테나(140)의 위치 방향의 제1각도를 추정하기 위해서, 기준 빔 방향 요소에서 제1각도를 달리하는 복수개의 제1각도 추정 빔을 송신하고, 수신한 수신 세기 값이 최대가 되는 제1각도 추정 빔의 추정 제1각도를 최적화 제1각도로 추정할 수 있다.The first
제2각도 추정부(130)는 최적화 제1각도 및 미리 설정된 제3각도 간격(131)의 추정 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제2각도 추정 빔을 송신 안테나를 통해 송신하고, 제2각도 추정 빔을 수신한 수신 안테나(140)로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제2각도를 추정할 수 있다. 제2각도 추정부(130)는 제1각도 추정부(120)에서 추정한 최적화 제1각도 및 초기 제2각도를 기준으로, 제2각도를 달리하는 복수의 제2각도 추정 빔을 송신하고, 수신한 수신 세기 값이 최대가 되는 제2각도 추정 빔의 제2각도를 최적화 제2각도로 추정할 수 있다.The second
도10은, 본원의 일 실시예에 따른, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 방법의 흐름을 나타낸 도면이다.10 is a diagram illustrating a flow of a beamforming method applicable to a wireless power transmission array antenna system according to an embodiment of the present application.
도 10에 도시된 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 방법은 앞선 도1 내지 도9를 통해 설명된 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치에 의하여 수행될 수 있다. 따라서 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도1 내지 도9를 통해 신규 부당 청구 패턴 분석 장치에 대하여 설명된 내용은 도10에도 동일하게 적용될 수 있다.The beamforming method applicable to the wireless power transmission array antenna system shown in FIG. 10 may be performed by a beamforming apparatus applicable to the wireless power transmission array antenna system described above with reference to FIGS. 1 to 9 . Therefore, even if omitted below, the contents described with respect to the apparatus for analyzing a new illegal claim pattern through FIGS. 1 to 9 may be equally applied to FIG. 10 .
도10을 참조하면, 단계S1001에서는 초기 스캔부(110)에서 초기 스캔 과정을 진행하기 위하여 필요한 초기 제1각도 및 제1각도 간격(111)을 설정한다Referring to FIG. 10 , in step S1001 , the
단계S1002에서는 설정된 초기 제1각도 및 제1각도 간격(111)을 갖는 복수개의 방향으로 복수의 초기 설정 빔을 송신하고, 수신 안테나(140)로부터 수신한 수신 세기의 값이 최대가 되는 초기 제1각도 및 초기 제2각도를 가지는 기준 빔 방향 요소를 결정한다.In step S1002, a plurality of initially set beams are transmitted in a plurality of directions having a set initial first angle and a first
단계S1003에서는 초기 제2각도 및 제2각도 간격(121)의 추정 제1각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제1각도 추정 빔을 송신하고, 수신 안테나(140)로부터 수신한 수신 세기의 값이 최대가 되는 제1각도 추정 빔의 방향의 추정 제1각도를 최적화 제1각도로 추정한다.In step S1003, a plurality of first angle estimation beams are transmitted in a plurality of directions having an initial second angle and an estimated first angle of the second
단계 S1004에서는 최적화 제1각도 및 제3각도 간격(131)의 추정 제2각도를 가지는 복수개의 방향으로 복수의 제2각도 추정 빔을 송신하고, 수신 안테나(140)로부터 수신한 수신 세기의 값이 최대가 되는 제2각도 추정 빔의 방향의 추정 제2각도를 최적화 제2각도로 추정한다.In step S1004, a plurality of second angle estimation beams are transmitted in a plurality of directions having an estimated second angle of an optimized first angle and a
단계 S1005에서는 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도를 수신 안테나(140)의 위치 방향에 해당하는 최적의 빔 방향으로 설정하고, 해당 방향으로 무선전력을 송신한다.In step S1005, the optimized first angle and the optimized second angle are set as the optimal beam direction corresponding to the position direction of the receiving
단계 S1006에서는 수신 안테나(140)의 위치 변경 여부를 파악하여, 기존의 최적화 제1각도 및 기존의 최적화 제2각도에 기초하여 최적화 제1각도 추정 과정을 다시 진행할 수 있고, 다시 추정된 최적화 제1각도 및 기존의 최적화 제2각도에 기초하여 최적화 제2각도 추정 과정을 진행하여, 변경된 수신 안테나(140)의 위치 방향에 대응하는 최적화 제1각도 및 최적화 제2각도를 추정할 수 있다.In step S1006, it is determined whether the position of the receiving
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present application pertains will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present application.
1: 무선전력전송 시스템
100: 무선전력전송 배열안테나에 적용 가능한 빔 포밍 장치
110: 초기 스캔부
111: 제1각도 간격
120: 제1각도 추정부
121: 제2각도 간격
130: 제2각도 추정부
131: 제3각도 간격
140: 수신 안테나
200: 무선전력전송채널
300: 통신 모듈을 포함하는 수신 장치
400: 통신 채널
401: 주 빔
402: 첫 번째 부빔
403: 주 빔과 첫 번째 부빔의 각도1: Wireless power transmission system
100: Beam forming device applicable to wireless power transmission array antenna
110: initial scan unit
111: first angle interval
120: first angle estimation unit
121: second angle interval
130: second angle estimation unit
131: third angle interval
140: receive antenna
200: wireless power transmission channel
300: receiving device including a communication module
400: communication channel
401: main beam
402: First Bubim
403: angle of the main beam and the first sub-beam
Claims (13)
제1각도가 기설정한 초기 제1각도이고, 제2각도가 서로 미리 설정된 제1각도 간격을 가지도록 결정되어 복수개의 방향으로 각각 송신되는 복수의 초기 설정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 초기 설정 빔을 수신한 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 기준 빔 방향 요소를 결정하는 초기 스캔부;
제2각도가 상기 결정된 기준 빔 방향 요소의 제2각도인 초기 제2각도이고, 제1각도가 서로 미리 설정된 제2각도 간격을 가지는 추정 제1각도로 결정되어 복수개의 방향으로 각각 송신되는 복수의 제1각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제1각도를 추정하는 제1각도 추정부; 및
제1각도가 상기 최적화 제1각도이고, 제2각도가 서로 미리 설정된 제3각도 간격을 가지는 추정 제2각도로 결정되어 복수개의 방향으로 각각 송신되는 복수의 제2각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제2각도를 추정하는 제2각도 추정부,
를 포함하는, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치.In a beamforming device applicable to a wireless power transmission array antenna system,
The first angle is a preset initial first angle, the second angle is determined to have a preset first angular interval from each other, and a plurality of initially set beams transmitted in a plurality of directions are transmitted through a transmission antenna, and the an initial scan unit that determines a reference beam direction element based on a reception intensity value transmitted from a reception antenna that has received an initially set beam;
The second angle is an initial second angle that is the second angle of the determined reference beam direction element, the first angle is determined as an estimated first angle having a preset second angular interval from each other, and is transmitted in a plurality of directions, respectively. a first angle estimation unit for transmitting a first angle estimation beam through the transmission antenna and estimating an optimized first angle based on a reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the first angle estimation beam; and
A first angle is the optimized first angle, and the second angle is determined as an estimated second angle having a preset third angular interval from each other, and a plurality of second angle estimation beams transmitted in a plurality of directions, respectively, are transmitted to the transmitting antenna. a second angle estimator for estimating an optimized second angle based on the received intensity value transmitted from the receiving antenna that has received the second angle estimation beam,
Including, a beamforming device applicable to a wireless power transmission array antenna system.
상기 초기 제1각도는 상기 송신안테나의 송신 최대 각도의 절반이고, 상기 미리 설정된 제1각도 간격은 0° 초과 90° 이하의 범위 중 어느 하나인 것인, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치.According to claim 1,
The initial first angle is half of the maximum transmission angle of the transmitting antenna, and the preset first angular interval is any one of a range greater than 0° and less than or equal to 90°, a beam applicable to a wireless power transmission array antenna system forming device.
상기 추정 제1각도는 상기 초기 제1각도를 중간 값으로 하여 상기 미리 설정된 제2각도 간격을 가지는 것인, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치.According to claim 1,
The estimated first angle is a beamforming apparatus applicable to a wireless power transmission array antenna system that has the preset second angular interval with the initial first angle as an intermediate value.
상기 추정 제2각도는 상기 초기 제2각도를 중간 값으로 하여 상기 미리 설정된 제3각도 간격을 가지는 것인, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치.4. The method of claim 3,
The estimated second angle has the preset third angular interval with the initial second angle as an intermediate value, a beamforming apparatus applicable to a wireless power transmission array antenna system.
상기 미리 설정된 제3각도 간격은 상기 최적화 제1각도에 기초하여 결정되는 것인, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치.5. The method of claim 4,
The preset third angular interval is determined based on the optimized first angle, a beamforming apparatus applicable to a wireless power transmission array antenna system.
상기 제1각도 추정부는,
상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔의 추정 제1각도를 상기 최적화 제1각도로 추정하고,
상기 제2각도 추정부는,
상기 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제2각도 추정 빔의 추정 제2각도를 상기 최적화 제2각도로 추정하는 것인, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치.5. The method of claim 4,
The first angle estimation unit,
estimating the estimated first angle of the first angle estimation beam when the reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the first angle estimation beam is the largest as the optimized first angle;
The second angle estimation unit,
estimating the second estimated angle of the second angle estimation beam when the reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the second angle estimation beam is the largest as the optimized second angle, the wireless power transmission array antenna Beamforming device applicable to the system.
상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값은 RSSI(Received Signal Strength Indicator)인 것인, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치.7. The method of claim 6,
The reception strength value transmitted from the reception antenna is a Received Signal Strength Indicator (RSSI), a beamforming apparatus applicable to a wireless power transmission array antenna system.
상기 제1각도 추정부는,
상기 복수의 제1각도 추정 빔의 개수는 M개 이고,
상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔이 첫 번째인 경우, 상기 미리 설정된 제2각도 간격만큼 작아지는 제1각도 및 상기 초기 제2각도를 가지는 빔 방향 요소를 가지는 추가의 제1각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 추가의 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 상기 최적화 제1각도를 추정하고,
상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔이 M 번째인 경우, 상기 미리 설정된 제2각도 간격의 만큼 커지는 제1각도 및 상기 초기 제2각도를 가지는 빔 방향 요소를 가지는 추가의 제1각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 추가의 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 상기 최적화 제1각도를 추정하고,
상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔이 두 번째 내지 M-1번째 중 어느 하나인 경우, 상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제1각도 추정 빔의 추정 제1각도를 상기 최적화 제1각도로 추정하는 것인, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치.7. The method of claim 6,
The first angle estimation unit,
The number of the plurality of first angle estimation beams is M,
When the first angle estimation beam having the largest reception intensity value transmitted from the reception antenna that has received the first angle estimation beam is the first, the first angle and the initial angle decrease by the preset second angle interval Transmitting an additional first angle estimation beam having a beam direction element having a second angle through the transmission antenna, and based on the reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the additional first angle estimation beam Estimating an optimization first angle,
When the first angle estimation beam in the case where the reception intensity value transmitted from the reception antenna that has received the first angle estimation beam is the largest is M-th, the first angle and the initial Transmitting an additional first angle estimation beam having a beam direction element having a second angle through the transmission antenna, and based on the reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the additional first angle estimation beam Estimating an optimization first angle,
When the first angle estimation beam having the largest reception intensity value transmitted from the reception antenna that has received the first angle estimation beam is any one of the second to M−1 times, the first angle estimation beam is received A beamforming apparatus applicable to a wireless power transmission array antenna system to estimate a first angle estimated as the first optimal angle of a first angle estimation beam when the received intensity value transmitted from the receiving antenna is the largest.
상기 제2각도 추정부는,
상기 복수의 제2각도 추정 빔의 개수는 L개 이고,
상기 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제2각도 추정 빔이 첫 번째인 경우, 상기 미리 설정된 제3각도 간격만큼 작아지는 제2각도 및 상기 최적화 제1각도를 가지는 빔 방향 요소를 가지는 추가의 제2각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 추가의 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 상기 최적화 제2각도를 추정하고,
상기 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제2각도 추정 빔이 L번째인 경우, 상기 미리 설정된 제3각도 간격의 만큼 커지는 제2각도 및 상기 최적화 제1각도를 가지는 빔 방향 요소를 가지는 추가의 제2각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 추가의 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 상기 최적화 제2각도를 추정하고,
상기 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제2각도 추정 빔이 두 번째 내지 L-1번째 중 어느 하나인 경우, 상기 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값이 가장 큰 경우의 제2각도 추정 빔의 추정 제2각도를 상기 최적화 제2각도로 추정하는 것인, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치.7. The method of claim 6,
The second angle estimation unit,
The number of the plurality of second angle estimation beams is L,
When the second angle estimation beam having the largest reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the second angle estimation beam is the first, the second angle and the optimization Transmitting an additional second angle estimation beam having a beam direction element having a first angle through the transmission antenna, and based on the reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the additional second angle estimation beam Estimating an optimization second angle,
When the second angle estimation beam in the case where the reception intensity value transmitted from the reception antenna that has received the second angle estimation beam is the largest is the L-th, the second angle increases by the preset third angle interval and the optimization Transmitting an additional second angle estimation beam having a beam direction element having a first angle through the transmission antenna, and based on the reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the additional second angle estimation beam Estimating an optimization second angle,
Receive the second angle estimation beam when the second angle estimation beam in the case where the reception intensity value transmitted from the reception antenna that has received the second angle estimation beam is the largest is any one of the second to L-1 times A beamforming apparatus applicable to a wireless power transmission array antenna system to estimate a second angle estimated as the second optimal angle of a second angle estimation beam when the received intensity value transmitted from the receiving antenna is the largest.
상기 송신 안테나가 형성하는 주 빔과 첫 번째 부 빔간의 각도와 상기 첫 번째 부 빔의 방사 세기에 기초하여 상기 복수의 제1각도 추정 빔의 개수 M이 결정 되는 것인, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치.9. The method of claim 8,
The number M of the plurality of first angle estimation beams is determined based on the angle between the main beam and the first sub-beam formed by the transmitting antenna and the radiation intensity of the first sub-beam, wireless power transmission array antenna system Beamforming device applicable to
상기 송신 안테나가 형성하는 주 빔과 첫 번째 부 빔간의 각도와 상기 첫 번째 부 빔의 방사 세기에 기초하여 상기 복수의 제2각도 추정 빔의 개수 L이 결정 되는 것인, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 장치.10. The method of claim 9,
The number L of the plurality of second angle estimation beams is determined based on the angle between the main beam and the first sub-beam formed by the transmitting antenna and the radiation intensity of the first sub-beam, wireless power transmission array antenna system Beamforming device applicable to
(a) 제1각도가 기설정한 초기 제1각도이고, 제2각도가 서로 미리 설정된 제1각도 간격을 가지도록 결정되어 복수개의 방향으로 각각 송신되는 복수의 초기 설정 빔을 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 초기 설정 빔을 수신한 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 기준 빔 방향 요소를 결정하는 단계;
(b) 제2각도가 상기 결정된 기준 빔 방향 요소의 제2각도인 초기 제2각도이고, 제1각도가 서로 미리 설정된 제2각도 간격을 가지는 추정 제1각도로 결정되어 복수개의 방향으로 각각 송신되는 복수의 제1각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 제1각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제1각도를 추정하는 제1각도 추정 단계; 및
(c) 제1각도가 상기 최적화 제1각도이고, 제2각도가 서로 미리 설정된 제3각도 간격을 가지는 추정 제2각도로 결정되어 복수개의 방향으로 각각 송신되는 복수의 제2각도 추정 빔을 상기 송신안테나를 통해 송신하고, 상기 제2각도 추정 빔을 수신한 상기 수신안테나로부터 송신 받은 수신 세기 값에 기초하여 최적화 제2각도를 추정하는 제2각도 추정 단계,
를 포함하는, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 방법.In a beamforming method applicable to a wireless power transmission array antenna system,
(a) The first angle is a preset initial first angle, and the second angle is determined to have a first angular interval set in advance with each other, and a plurality of initially set beams transmitted in a plurality of directions are transmitted through a transmission antenna. and determining a reference beam direction element based on a reception intensity value transmitted from a reception antenna that has received the initially set beam;
(b) the second angle is an initial second angle that is the second angle of the determined reference beam direction element, the first angle is determined as an estimated first angle having a preset second angular distance from each other, and is transmitted in a plurality of directions, respectively A first angle estimation step of transmitting a plurality of first angle estimation beams through the transmission antenna and estimating an optimized first angle based on a reception intensity value transmitted from the reception antenna receiving the first angle estimation beam ; and
(c) a plurality of second angle estimation beams respectively transmitted in a plurality of directions, the first angle being the optimized first angle, the second angle being determined as the estimated second angle having a preset third angular interval from each other a second angle estimation step of estimating an optimized second angle based on a reception intensity value transmitted through a transmission antenna and received from the reception antenna receiving the second angle estimation beam;
Including, a beamforming method applicable to a wireless power transmission array antenna system.
상기 추정 제1각도는 상기 초기 제1각도를 중간 값으로 하여 상기 미리 설정된 제2각도 간격을 가지는 것이고,
상기 추정 제2각도는 상기 초기 제2각도를 중간 값으로 하여 상기 미리 설정된 제3각도 간격을 가지는 것인, 무선전력전송 배열안테나 시스템에 적용 가능한 빔포밍 방법.
13. The method of claim 12,
The estimated first angle is to have the preset second angle interval with the initial first angle as an intermediate value,
The estimated second angle is a beamforming method applicable to a wireless power transmission array antenna system that has the preset third angle interval with the initial second angle as an intermediate value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200041959A KR102369086B1 (en) | 2020-04-07 | 2020-04-07 | Apparatus and method for beamforming applicable to wireless power transfer system using array antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200041959A KR102369086B1 (en) | 2020-04-07 | 2020-04-07 | Apparatus and method for beamforming applicable to wireless power transfer system using array antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210124660A KR20210124660A (en) | 2021-10-15 |
| KR102369086B1 true KR102369086B1 (en) | 2022-02-28 |
Family
ID=78150955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200041959A KR102369086B1 (en) | 2020-04-07 | 2020-04-07 | Apparatus and method for beamforming applicable to wireless power transfer system using array antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102369086B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009534918A (en) | 2006-04-20 | 2009-09-24 | パナソニック株式会社 | Method and apparatus for wireless transmission using antenna having directivity |
| US20150133173A1 (en) | 2013-08-22 | 2015-05-14 | Qualcomm, Incorporated | Utilizing a reference signal for indoor positioning |
| US20170272223A1 (en) | 2014-08-24 | 2017-09-21 | Lg Electronics Inc. | Method for determining weight for beamforming in wireless communication system and apparatus therefor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102623589B1 (en) * | 2016-12-23 | 2024-01-11 | 삼성전자주식회사 | Wireless power transmitter, electronic device and method for controlling thereof |
-
2020
- 2020-04-07 KR KR1020200041959A patent/KR102369086B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009534918A (en) | 2006-04-20 | 2009-09-24 | パナソニック株式会社 | Method and apparatus for wireless transmission using antenna having directivity |
| US20150133173A1 (en) | 2013-08-22 | 2015-05-14 | Qualcomm, Incorporated | Utilizing a reference signal for indoor positioning |
| US20170272223A1 (en) | 2014-08-24 | 2017-09-21 | Lg Electronics Inc. | Method for determining weight for beamforming in wireless communication system and apparatus therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210124660A (en) | 2021-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9147935B2 (en) | Maintenance of mobile device RF beam | |
| US10075221B2 (en) | Method and apparatus for directing an antenna beam based on motion of a communication device | |
| EP3586451B1 (en) | Apparatus for configuring reference signal beams based on accuracy of user equipment localization | |
| US10091757B2 (en) | Base-station control apparatus and position estimation method | |
| WO2020001661A1 (en) | Measuring method and device | |
| EP3295516B1 (en) | Beamforming control based on monitoring of multiple beams | |
| US11070276B2 (en) | Message transmission based on a determined beam configuration | |
| US20170034802A1 (en) | Method and system for determining a location of wireless device | |
| JP6564867B2 (en) | Use of antenna beam information | |
| EP3381133A1 (en) | Antenna system configuration | |
| JP2008219338A (en) | Base station device, and cell configuration method | |
| JP2007502597A (en) | Wireless communication system and method for adjusting backhaul beamforming in the system | |
| AU2017218620A1 (en) | Antenna system and method for aerial vehicles | |
| Simić et al. | RadMAC: Radar-enabled link obstruction avoidance for agile mm-wave beamsteering | |
| JP2017041744A (en) | Communication system, communication device, and control method | |
| KR102369086B1 (en) | Apparatus and method for beamforming applicable to wireless power transfer system using array antenna | |
| JP2007503179A (en) | Coordinating beamforming in wireless communication systems | |
| EP3584590B1 (en) | Measurement method and system for increasing the effective size of a quiet zone | |
| US20180115354A1 (en) | A wireless communication node adapted to radiate antenna beams of different types | |
| CN108736161B (en) | Mobile device and mobile device directional antenna adjusting method | |
| KR101934692B1 (en) | Access point apparatus and operating method thereof | |
| US10429485B1 (en) | Systems, devices and methods for location identification and reporting using radio frequency | |
| KR101994964B1 (en) | Beamforming antenna for Wi-Fi based indoor positioning | |
| WO2020039303A1 (en) | Determining azimuth of an antenna based on identification of an azimuth error | |
| KR20150085720A (en) | Control method for radiation beam direction of wireless transmission device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |