KR20110115157A

KR20110115157A - 무선으로 전력이 공급되는 디바이스들에 대한 안테나 공유

Info

Publication number: KR20110115157A
Application number: KR1020117020843A
Authority: KR
Inventors: 어니스트 티 오자키; 스탠리 에스 톤시크
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2011-10-20
Also published as: CN107749760A; JP5568670B2; TW201042882A; US20140152253A1; US20100222010A1; CN107749760B; CN102318215A; US8682261B2; EP2396897A2; US9246351B2; WO2010093965A2; CN102318215B; JP2013229916A; JP2012518337A; WO2010093965A3; EP2396897B1

Abstract

예시적인 실시형태들은 RF (Radio Frequency) 신호를 생성하기 위해서 브로드캐스트 방사 대역 및 근거리장 방사 대역에서 전자기 방사를 수신하기 위한 안테나를 포함한다. 커플링 엘리먼트 (410) 는 RF 신호를, 제 1 포트에 그리고 제 2 포트 및 제 3 포트일 수도 있는 적어도 하나의 추가적인 포트에 커플링한다. 제 1 포트 (416) 상의 무선 전력 수신기 (470) 는, 안테나의 커플링 모드 영역에서 안테나가 근거리장 방사 대역 내의 방사와 커플링되는 경우, RF 신호를 DC 신호로 변환하기 위한 정류기 (472) 를 포함한다. 근거리장 통신 송수신기는, 커플링 엘리먼트가 제 2 포트를 RF 신호로 커플링하는 경우, 근거리장 방사 대역 내의 안테나 상에서 정보를 통신하기 위한 회로를 포함한다. 제 3 포트 상의 브로드캐스트 수신기는, 커플링 엘리먼트가 제 3 포트를 RF 신호로 커플링하는 경우 브로드캐스트 방사 대역을 수신하고 동조시키기 위한 회로를 포함한다.

Description

무선으로 전력이 공급되는 디바이스들에 대한 안테나 공유{ANTENNA SHARING FOR WIRELESSLY POWERED DEVICES}

35 U.S.C. §119 하의 우선권 주장

본 출원은 2009년 2월 13일 출원된 명칭이 "ANTENNA SHARING FOR WIRELESSLY POWERED DEVICES"인 미국 가출원 제 61/152,537 호에 대하여 35 U.S.C. §119(e) 에 의해서 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 무선 전력 송신에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 수신기 디바이스에서 임피던스를 적응적으로 동조시켜 무선 전력 송신을 개선하는 것과 관련된 디바이스, 시스템, 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 무선 전자 디바이스와 같이 개별 배터리에 의해 전력을 공급받는 디바이스는 그 자신의 충전기 및 교류 (AC) 전력 아웃렛인 전원을 요구한다. 이러한 유선 구성은 많은 디바이스들을 충전할 필요가 있을 때 다루기 어렵게 된다.

충전될 전자 디바이스에 커플링된 송신기와 수신기 사이에서 오버-디-에어 또는 무선 전력 송신을 사용하는 접근법들이 개발되고 있다. 이러한 접근들은 통상적으로 2가지 범주에 속한다. 하나는 충전될 디바이스 상의 송신 안테나와 수신 안테나 간의 평면파 방사 (원거리장 방사로도 지칭됨) 커플링에 기초한다. 수신 안테나는 방사된 전력을 수집하고 배터리 충전을 위해서 이것을 정류한다. 안테나는 통상적으로, 커플링 효율을 개선하기 위해서 공진 길이이다. 이 접근법은, 전력 커플링이 안테나들 간의 거리에 따라 신속하게 저하되어, 적당한 거리 (예를 들어, 1 내지 2 미터보다 작은) 에서의 충전을 곤란하게 한다는 사실로 인해 불편하다. 추가적으로, 송신 시스템이 평면파를 방사하기 때문에 필터링을 통해 적절히 제어되지 않는다면 뜻하지 않은 방사가 다른 시스템들을 방해할 수 있다.

무선 에너지 송신 기술에 대한 다른 접근들은, 예를 들어, "충전" 매트 또는 표면에 임베딩된 송신 안테나와, 충전될 전자 디바이스에 임베딩된 수신 안테나 사이의 유도 결합에 기초한다. 이 접근법은, 송신 안테나와 수신 안테나 간의 공간이 (예를 들어, 수 밀리미터 이내로) 매우 가까워야 한다는 불리한 점이 있다. 이 접근법이 동일한 영역 내에 있는 다수의 디바이스들을 동시에 충전하는 능력을 갖더라도, 이 영역은 통상적으로 매우 작으며 사용자가 이 디바이스들을 특정 영역에 정확하게 위치시킬 것을 요구한다.

무선 에너지 송신 이외에도, 전자 디바이스들은 종종 다양한 주파수에서 다수의 상이한 통신 채널들을 사용한다. 각각 상이한 주파수 대역을 위한 안테나는, 디바이스에 상에서 사용된 공간과 다수의 안테나들을 지원하기 위한 다양한 컴포넌트들의 비용 둘 모두로 인하여 값비싸지게 할 수 있기 때문에, 종종, 디바이스는 각각 상이한 주파수 대역을 위한 안테나를 포함할 필요가 있을 수도 있다.

무선 전력 수신, 근거리장 통신 (NFC; near-field communication), 및 전자 디바이스가 실시될 수도 있는 다른 통신 기능과 같은 다양한 기능을 위해 디바이스 상에서 요구될 수도 있는 안테나들의 수를 감소시킬 필요가 있다.

도 1은 무선 전력 송신 시스템의 단순화된 블록도를 도시한다.
도 2는 무선 전력 송신 시스템의 단순화된 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태들에서 사용하기 위한 루프 안테나의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 송신기의 단순화된 블록도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 수신기의 단순화된 블록도이다.
도 6은 브로드캐스트 방사 대역에서 무선 전력 수신, 근거리장 통신, 및 신호들의 수신을 위한 안테나를 공유하기 위해 스위치를 이용하는 단순화된 블록도이다.
도 7은 브로드캐스트 방사 대역에서 무선 전력 수신, 근거리장 통신, 및 신호들의 수신을 위한 안테나를 공유하기 위해 스위치 및 지향성 커플러를 이용하는 단순화된 블록도이다.
도 8은 브로드캐스트 방사 대역에서 무선 전력 수신, 근거리장 통신, 및 신호들의 수신을 위한 안테나를 공유하기 위해 다이플렉서 및 스위치를 이용하는 단순화된 블록도이다.
도 9는 브로드캐스트 방사 대역에서 무선 전력 수신, 근거리장 통신, 및 신호들의 수신을 위한 안테나를 공유하기 위해 다이플렉서 및 지향성 커플러를 이용하는 단순화된 블록도이다.
도 10은 브로드캐스트 방사 대역에서 무선 전력 수신, 근거리장 통신, 및 신호들의 수신을 위한 안테나를 공유하기 위해 트리플렉서를 이용하는 단순화된 블록도이다.

본원에 사용된 단어 "예시적인"은 "예, 예시 또는 예증으로서 역할을 하는 것"을 의미한다. 본원에 "예시적으로" 기술된 어떤 실시형태는 다른 실시형태들 보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다.

첨부된 도면과 연결하여 아래에 제시된 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태의 설명인 것으로 의도되며 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태들을 나타내는 것으로 의도되지 않는다. 본 설명의 전반적으로 사용된 용어 "예시적인"은 "예, 예시 또는 예증으로서 역할을 하는 것"을 의미하며 다른 예시적인 실시형태보다 바람직하거나 유리한 것으로 해설될 필요는 없다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 완전한 이해를 제공하기 위한 목적으로 구체적인 세부사항을 포함한다. 당업자는 이러한 구체적인 세부사항 없이도 본 발명의 예시적인 실시형태들이 실시될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 일부 예에서, 본원에 제시된 예시적인 실시형태들의 신규성을 모호하게 하는 것을 방지하기 위해서 잘 알려진 구조 및 디바이스들을 블록도의 형태로 도시한다.

단어 "무선 전력"은 전기장, 자기장, 전자기장, 및 물리적인 전자기적 전도체를 사용하지 않고 송신기로부터 수신기로 그 사이에서 송신되는 이외의 것과 연관된 임의의 형태의 에너지를 의미하는 것으로 본원에서 사용된다.

도 1은 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들에 따른, 무선 통신 또는 충전 시스템 (100) 을 도시한다. 에너지 전달을 제공하는 방사장 (radiated field; 106) 를 생성하기 위해서 입력 전력 (102) 이 송신기 (104) 로 제공된다. 수신기 (108) 가 방사장 (106) 에 커플링되고 출력 전력 (110) 에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 의한 저장 또는 소비를 위해 출력 전력 (110) 을 생성한다. 송신기 (104) 와 수신기 (108) 둘 모두가 거리 (112) 만큼 분리된다. 일 예시적인 실시형태에서, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 상호 공진 관계에 따라서 구성되고 수신기 (108) 의 공진 주파수와 송신기 (104) 의 공진 주파수가 매우 가까운 경우, 수신기 (108) 가 방사장 (106)(근거리장 방사로도 지칭됨) 의 "근거리장"에 위치될 때, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 송신 손실들이 최소가 된다.

송신기 (104) 는 에너지 송신을 위한 수단을 제공하는 송신 안테나 (114) 를 더 포함하고 수신기 (108) 는 에너지 수신 수단을 제공하기 위한 수신 안테나 (118) 를 더 포함한다. 송신 및 수신 안테나들은 연관되는 애플리케이션들 및 디바이스들에 따라서 사이즈가 정해진다. 진술된 바와 같이, 전자기파로 에너지의 대부분을 원거리장에 전파하기보다는 송신 안테나의 근거리장의 큰 부분의 에너지를 수신 안테나에 커플링함으로써, 효율적인 에너지 전달이 발생한다. 이러한 근거리장에 있을 때, 송신 안테나 (114) 와 수신 안테나 (118) 사이에 커플링 모드가 발생될 수도 있다. 여기에서, 이러한 근거리장 커플링이 발생할 수도 있는 안테나 (114 및 118) 주변의 영역은 커플링 모드 영역으로 지칭된다.

도 2 는 무선 전력 송신 시스템의 단순한 개략도를 도시한다. 송신기 (104) 는 오실레이터 (122), 전력 증폭기 (124) 및 필터와 정합 회로 (126) 를 포함한다. 오실레이터는 조정 신호 (123) 에 응답하여 조정될 수도 있는 원하는 주파수에서 오실레이터 신호를 생성하도록 구성된다. 오실레이터 신호는 제어 신호 (125) 에 응답하는 증폭량으로 전력 증폭기 (124) 에 의해 증폭될 수도 있다. 고조파 또는 다른 원치않는 주파수를 필터링해 내고 송신기 (104) 의 임피던스를 송신 안테나 (114) 에 정합시키기 위해 필터 및 정합 회로 (126) 가 포함될 수도 있다.

수신기 (108) 는, DC 전력 출력을 생성하여 도 2 에 도시된 바와 같이 배터리 (136) 를 충전시키거나 수신기에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 전력공급하기 위한 정합 회로 (132) 및 정류기 및 스위칭 회로 (134) 를 포함할 수도 있다. 수신기 (108) 의 임피던스를 수신 안테나 (118) 에 정합시키기 위해 정합 회로 (132) 가 포함될 수도 있다. 수신기 (108) 및 송신기 (104) 는 별개의 통신 채널 (119)(예를 들어, 블로투스, 지그비, 셀룰러 등) 상에서 통신할 수도 있다.

도 3 에 예시된 바와 같이, 예시적 실시형태에서 사용된 안테나는 여기에서 "자기" 안테나로도 지칭될 수도 있는 "루프" 안테나 (150) 로서 구성될 수도 있다. 루프 안테나는 페라이트 코어와 같은 물리적 코어 또는 공심 (air-core) 을 포함하도록 구성될 수도 있다. 공심 루프 안테나는 코어 근방에 배치된 외부의 물리적 디바이스들에 대해 더 허용가능할 수도 있다. 또한, 공심 루프 안테나는 코어 영역 내에 다른 컴포넌트들의 배치를 허용한다. 또한, 공심 루프는 송신 안테나 (114) (도 2) 의 평면 내의 수신 안테나 (118) (도 2) 의 배치를 더 용이하게 가능하게 할 수도 있으며, 여기서 송신 안테나 (114) (도 2) 의 커플링 모드 영역은 더 강력할 수도 있다.

진술된 바와 같이, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 정합 또는 거의 정합된 공진 동안에 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 에너지의 효율적인 전달이 발생한다. 그러나, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 공진이 정합되지 않는 경우라도, 에너지가 저효율로 전달될 수도 있다. 에너지의 전달은 송신 안테나로부터 자유 공간으로 에너지를 전파하는 것보다는, 송신 안테나의 근거리장으로부터의 에너지를 이러한 근거리장이 확립된 이웃에 상주하는 수신 안테나에 커플링함으로써 발생한다.

루프 또는 자기 안테나의 공진 주파수는 인덕턴스 및 커패시턴스에 기초한다. 루프 안테나의 인덕턴스는 일반적으로 단순히 그 루프에 의해 생성된 인덕턴스이지만, 커패시턴스는 일반적으로 원하는 공진 주파수에서 공진 구조를 생성하기 위해 루프 안테나의 인덕턴스에 부가된다. 비제한적 예로서, 공진 신호 (156) 를 생성하는 공진 회로를 생성하기 위해, 커패시터 (152) 및 커패시터 (154) 가 안테나에 부가될 수도 있다. 따라서, 더 큰 직경의 루프 안테나의 경우, 공진을 유도하는데 필요한 커패시턴스의 사이즈는, 그 루프의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소한다. 또한, 루프 또는 자기 안테나의 직경이 증가함에 따라, 근거리장의 효율적인 에너지 전달 영역이 증가한다. 물론, 다른 공진 회로들도 가능하다. 다른 비제한적 예로서, 커패시터는 루프 안테나의 2 개의 단자 사이에서 병렬로 배치될 수도 있다. 또한, 송신 안테나의 경우 공진 신호 (156) 가 루프 안테나 (150) 로의 입력일 수도 있다는 것을 당업자는 인식할 것이다.

본 발명의 예시적 실시형태는 서로의 근거리장에 존재하는 2 개의 안테나 사이의 전력을 커플링하는 것을 포함한다. 진술된 바와 같이, 근거리장은 안테나 주변의 영역이며, 여기서 전자기장은 존재하지만 안테나로부터 멀리 전파되거나 방사되지 않을 수도 있다. 통상적으로, 그들은 안테나의 물리적인 볼륨과 비슷한 볼륨으로 한정된다. 본 발명의 예시적 실시형태에서, 하나의 턴 루프 안테나 및 다수의 턴 루프 안테나들과 같은 자기 타입의 안테나는, 자기 근거리장 진폭이 전기 타입의 안테나 (예를 들어, 작은 다이폴) 의 전기 근거리장과 비교하여 자기 타입의 안테나에 대해 더 높은 경향이 있기 때문에, 송신 (Tx) 및 수신 (Rx) 안테나 시스템 양자에 사용된다. 이것은 그 쌍 사이의 잠재적으로 더 큰 커플링을 허용한다. 또한, "전기" 안테나 (예를 들어, 다이폴 및 모노폴) 또는 자기 및 전기 안테나의 조합이 또한 고려된다.

Tx 안테나는 상술된 원거리장 및 유도성 접근방식들에 의해 허용된 것보다 상당히 더 큰 거리에서 작은 수신 안테나에 대한 양호한 커플링 (예를 들어, ＞-4 ㏈) 을 달성하는데 충분히 큰 안테나 사이즈를 갖고 충분히 낮은 주파수에서 동작될 수도 있다. 송신 안테나가 정확하게 사이즈가 정해진다면, 호스트 디바이스상의 수신 안테나가 구동 송신 루프 안테나의 커플링 모드 영역 내에 (즉, 근거리장에) 배치될 때, 높은 커플링 레벨 (예를 들어, -1 ㏈ 내지 -4 ㏈) 이 달성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 송신기 (200) 의 단순화된 블록도이다. 송신기 (200) 는 송신 회로 (202) 및 송신 안테나 (204) 를 포함한다. 일반적으로, 송신 회로 (202) 는 송신 안테나 (204) 에 관한 근거리장 에너지의 생성을 야기하는 발진 신호를 제공함으로써 무선 주파수 (RF) 전력을 송신 안테나 (204) 에 제공한다. 예로서, 송신기 (200) 는 13.56 MHz ISM 대역에서 동작할 수도 있다.

예시적인 송신 회로 (202) 는 송신 회로 (202) 의 임피던스 (예를 들어, 50 옴) 를 송신 안테나 (204) 에 정합시키는 고정 임피던스 정합 회로 (206) 및 수신기 (108) (도 1) 에 커플링된 디바이스의 자기 재밍을 방지하기 위한 레벨로 고조파 방출을 감소시키도록 구성된 로우 패스 필터 (LPF) (208) 를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태는 특정 주파수를 감쇠시키지만 다른 주파수는 통과시키는 노치 필터 (이에 한정되지 않음) 를 포함하는 상이한 필터 토폴로지를 포함할 수도 있고, 전력 증폭기에 의한 DC 전류 인출 또는 안테나로의 출력 전력과 같은 측정가능한 송신 메트릭에 기초하여 변화될 수도 있는 적응형 임피던스 정합을 포함할 수도 있다. 송신 회로 (202) 는 오실레이터 (212)(본원에서 신호 생성기로도 지칭됨) 에 의해 결정되는 RF 신호를 구동하도록 구성된 전력 증폭기 (210) 를 더 포함한다. 송신 회로는 개별 디바이스들 또는 회로들로 구성될 수도 있고, 또는 다르게는 집적 어셈블리로 구성될 수도 있다. 송신 안테나 (204) 로부터 출력된 예시적인 RF 전력은 대략 2.5 와트 내지 8.0 와트일 수도 있다.

송신 회로 (202) 는 특정 수신기에 대한 송신 페이즈 (또는 듀티 사이클) 동안에 오실레이터 (212) 를 인에이블시키고, 오실레이터의 주파수를 조정하며, 부착된 수신기를 통해 인접하는 디바이스와 상호작용하는 통신 프로토콜을 구현하기 위해 출력 전력 레벨을 조정하기 위한 제어기 (214) 를 더 포함한다. 제어기 (214) 는 또한 본원에 대체된 수신기들로 인한 커플링 모드 영역에서의 변경으로 인한 송신 안테나 (204) 에서의 임피던스 변경을 결정한다.

송신 회로 (202) 는 송신 안테나 (204) 에 의해 생성된 근거리장의 근방에서 능동 수신기의 존재 또는 부재를 검출하는 로드 감지 회로 (216) 를 더 포함할 수도 있다. 예로서, 로드 감지 회로 (216) 는 전력 증폭기 (210) 로 흐르는 전류를 모니터링하고, 그 전력 증폭기 (210) 는 송신 안테나 (204) 에 의해 생성된 근거리장의 근방에서 능동 수신기의 존재 또는 부재에 의해 영향을 받는다. 능동 수신기와 통신하기 위한 에너지를 송신하기 위해 오실레이터 (212) 를 인에이블시킬지 여부를 결정하는데 이용하기 위해, 전력 증폭기 (210) 상의 부하에 대한 변화의 검출이 제어기 (214) 에 의해 모니터링된다.

송신 안테나 (204) 는 저항 손실을 낮게 유지하도록 선택된 두께, 폭 및 금속 타입을 갖는 안테나 스트립으로서 구현될 수도 있다. 종래의 구현에서, 송신 안테나 (204) 는 일반적으로 테이블, 매트, 램프 또는 다른 휴대성이 작은 구성과 같은 더 큰 구조와 연관되도록 구성될 수도 있다. 따라서, 송신 안테나 (204) 는 일반적으로 현실적인 치수로 되기 위하여 "턴 (turn)" 을 필요로 하지 않을 것이다. 송신 안테나 (204) 의 예시적인 구현은 "전기적으로 작을" 수도 있고 (즉, 파장의 일부), 공진 주파수를 정의하기 위해 커패시터를 사용함으로써 더 낮은 가용 주파수에서 공진하도록 동조될 수도 있다. 송신 안테나 (204) 가 수신 안테나에 비해 직경에 있어서 더 클 수도 있거나, 또는 사각 루프인 경우 측면의 길이 (예를 들어, 0.50 미터) 에 있어서 클 수도 있는 예시적인 애플리케이션에서, 송신 안테나 (204) 는 적정한 커패시턴스를 획득하기 위해 다수의 턴을 반드시 필요로 하지는 않을 것이다.

송신기 (200) 는, 송신기 (200) 와 연관될 수도 있는 수신기 디바이스들의 소재 및 스테이터스에 대한 정보를 수집하고 추적할 수도 있다. 이와 같이, 송신 회로 (202) 는 제어기 (214) (여기에서 프로세서로 또한 지칭됨) 에 접속된 존재 검출기 (280), 폐쇄 검출기 (290), 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 제어기 (214) 는 존재 검출기 (280) 및 폐쇄 검출기 (290) 로부터의 존재 신호들에 응답하여 증폭기 (210) 에 의해 전달된 전력량을 조절할 수 있다. 송신기는, 다수의 전원들, 예를 들어, 빌딩에 존재하는 종래의 AC 전력을 변환하기 위해 AC-DC 변환기 (미도시), 종래의 DC 전원을 송신기 (200) 에 적합한 전압으로 변환하기 위해 DC-DC 변환기 (미도시) 를 통해, 또는 종래의 DC 전원 (미도시) 으로부터 직접, 전력을 수신할 수도 있다.

제한하지 않는 예로서, 존재 검출기 (280) 는 송신기의 커버리지 영역으로 삽입되는 충전될 디바이스의 최초 존재를 감지하기 위해 활용된 모션 검출기일 수도 있다. 검출 이후에, 송신기는 턴 온되고, 디바이스에 의해 수신된 RF 전력은 송신기의 구동 포인트 임피던스에 대한 변경을 차례로 발생시키는 사전결정된 방식으로 수신기 디바이스상의 스위치를 토글링하기 위해 사용될 수도 있다.

다른 제한하지 않는 예로서, 존재 검출기 (280) 는 예를 들어, 적외선 검출, 모션 검출, 또는 다른 적합한 수단에 의해 인간을 검출할 수 있는 검출기일 수도 있다. 일부 예시적인 실시형태에서, 송신 안테나가 특정 주파수에서 송신할 수도 있는 전력량을 제한하는 규제가 있을 수도 있다. 일부 경우에서, 이들 규제들은 전자기 방사로부터 인간을 보호하는 것으로 여겨진다. 그러나, 송신 안테나가 예를 들어, 차고, 작업 현장, 공장 직영 매장 등과 같은 인간에 의해 점유되지 않거나 인간에 의해 덜 빈번하게 점유되는 영역에 배치되는 환경이 존재할 수도 있다. 이들 환경이 인간으로부터 자유로우면, 송신 안테나의 전력 출력을 정상 전력 제한 규제 이상으로 증가시키는 것이 허용될 수도 있다. 다시 말해, 제어기 (214) 는 인간의 존재에 응답하여 송신 안테나 (204) 의 출력 전력을 규제 레벨 이하로 조절할 수도 있고, 인간이 송신 안테나 (204) 의 전자기장으로부터 규제 거리 외부에 있을 때 규제 레벨 이상으로 송신 안테나 (204) 의 전력 출력을 조절할 수도 있다.

제한하지 않는 예로서, 폐쇄 검출기 (290)(본원에서 폐쇄 격실 검출기 또는 폐쇄 공간 검출기로도 지칭될 수도 있는) 는 인클로져가 폐쇄 상태 또는 개방 상태에 있는 시기를 결정하기 위한 감지 스위치와 같은 디바이스일 수도 있다. 송신기가 폐쇄 상태에 있는 인클로져에 있는 경우, 송신기의 전력 레벨이 증가될 수도 있다.

예시적인 실시형태에서, 송신기 (200) 가 무기한으로 켜있지 않게 하는 방법이 사용될 수도 있다. 이 경우, 송신기 (200) 는, 사용자가 결정한 양의 시간 이후에 정지하도록 프로그래밍될 수도 있다. 이 특징은 송신기 (200), 특히 전력 증폭기 (210) 가, 그 주변에 있는 무선 디바이스들이 완전히 충전된 후 긴 시간 뒤에 실행하는 것을 방지한다. 이 이벤트는, 디바이스가 완전히 충전되는 중계기 또는 수신기 코일 중 어느 하나로부터 송신된 신호를 검출하는 회로의 실패로 인한 것일 수도 있다. 다른 디바이스가 그 주변에 위치되는 경우 송신기 (200) 가 자동으로 정지하는 것을 방지하기 위해서, 주변에서 검출된 움직임이 없는 세트 기간 이후에 송신기 (200) 자동 정지 특징이 활성될 수도 있다. 사용자는 비활성 시간 인터벌을 결정하고 이것을 원하는 대로 변경할 수 있을 수도 있다. 제한하지 않는 예로서, 이 시간 인터벌은, 특정 형태의 무선 디바이스가 초기에 완전히 방전되어 있다는 가정하에 이러한 디바이스를 완전히 충전하는데 필요한 시간보다 길 수도 있다.

도 5는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 수신기 (300) 의 단순화된 블록도이다. 수신기 (300) 는 수신 회로 (302) 및 수신 안테나 (304) 를 포함한다. 수신기 (300) 는 또한, 수신된 전력을 제공하기 위한 디바이스 (350) 에 커플링된다. 수신기 (300) 는 디바이스 (350) 의 외부에 있는 것으로 도시되지만, 디바이스 (350) 에 통합될 수도 있다는 것을 주목한다. 일반적으로, 에너지가 수신 안테나 (304) 에 무선으로 전파된 후, 수신 회로 (302) 를 통해 디바이스 (350) 에 커플링된다.

수신 안테나 (304) 는 송신 안테나 (204) (도 4) 와 같이, 동일한 주파수에서 또는 동일한 주파수 근처에서 공진하도록 동조된다. 수신 안테나 (304) 는 송신 안테나 (204) 와 유사하게 치수가 정해질 수도 있고, 또는 관련된 디바이스 (350) 의 치수에 기초하여 상이하게 사이즈가 정해질 수도 있다. 예로서, 디바이스 (350) 는 송신 안테나 (204) 의 직경 또는 길이보다 작은 직경 또는 길이의 치수를 갖는 휴대용 전자 디바이스일 수도 있다. 이러한 예에서, 동조 커패시터 (미도시) 의 커패시턴스 값을 감소시키고 수신 안테나의 임피던스를 증가시키기 위하여 수신 안테나 (304) 가 멀티-턴 안테나로서 구현될 수도 있다. 예로서, 안테나 직경을 최대화하고 수신 안테나의 루프 턴 (즉, 권선) 의 수 및 권선간 커패시턴스를 감소시키기 위하여 수신 안테나 (304) 가 디바이스 (350) 의 실질적인 원주 주위에 배치될 수도 있다.

수신 회로 (302) 는 수신 안테나 (304) 에 대한 임피던스 정합을 제공한다. 수신 회로 (302) 는 수신된 RF 에너지 소스를 디바이스 (350) 에 의한 사용을 위한 충전 전력으로 변환하는 전력 변환 회로 (306) 를 포함한다. 전력 변환 회로 (306) 는 RF-DC 변환기 (308) 를 포함하고, 또한 DC-DC 변환기 (310) 를 포함할 수도 있다. RF-DC 변환기 (308) 는 수신 안테나 (304) 에 의해 수신된 RF 에너지 신호를 비-교류 전력으로 정류하는 한편, DC-DC 변환기 (310) 는 정류된 RF 에너지 신호를 디바이스 (350) 와 호환성이 있는 에너지 전위 (예를 들어, 전압) 로 변환한다. 다양한 RF-DC 변환기는, 선형 및 스위칭 변환기 뿐만 아니라, 부분파 및 전파 정류기, 레귤레이터, 브리지, 더블러 (doubler) 를 포함하는 것으로 고려된다.

수신 회로 (302) 는 수신 안테나 (304) 를 전력 변환 회로 (306) 에 접속하거나 또는 다르게는 전력 변환 회로 (306) 를 접속해제하는 스위칭 회로 (312) 를 더 포함할 수도 있다. 수신 안테나 (304) 를 전력 변환 회로 (306) 로부터 접속해제하는 것은 디바이스 (350) 의 충전을 중지시킬 뿐만 아니라, 수신기를 송신기로부터 "은폐 (cloak)"하는데 사용될 수 있는, 송신기 (200) (도 2) 에 의해 "확인" 되는 "부하"를 변경한다.

상술한 바와 같이, 송신기 (200) 는 송신기 전력 증폭기 (210) 에 제공되는 바이어스 전류의 변동을 검출하는 부하 감지 회로 (216) 를 포함한다. 따라서, 송신기 (200) 는, 수신기가 송신기의 근거리장에 존재하는 시기를 결정하기 위한 메커니즘을 갖는다.

다수의 수신기 (300) 가 송신기의 근거리장에 존재할 때, 하나 이상의 수신기의 로딩 및 언로딩을 시간 멀티플렉싱하여 다른 수신기로 하여금 송신기에 더욱 효율적으로 커플링할 수 있게 하는 것이 바람직할 수도 있다. 또한, 다른 근처의 수신기에 커플링하는 것을 제거하거나 또는 근처의 송신기 상의 로딩을 감소시키기 위하여 수신기가 은폐될 수도 있다. 또한, 이러한 수신기의 "언로딩" 은 여기에서 "은폐" 로서 인식된다. 또한, 수신기 (300) 에 의해 제어되고 송신기 (200) 에 의해 검출된 언로딩과 로딩 사이의 이러한 스위칭은 더욱 완전하게 후술되는 바와 같이 수신기 (300) 로부터 송신기 (200) 로의 통신 메커니즘을 제공한다. 추가로, 프로토콜은 수신기 (300) 로부터 송신기 (200) 로의 메시지의 전송을 가능하게 하는 스위칭과 연관될 수도 있다. 예로서, 스위칭 속도는 대략 100 μsec 일 수도 있다.

일 예시적 실시형태에서, 송신기와 수신기 사이의 통신은 종래의 양방향 통신보다는 디바이스 감지 및 충전 제어 메커니즘으로 지칭한다. 바꾸어 말하면, 송신기는 송신된 신호의 온/오프 키잉 (keying) 을 이용하여 근거리장에서의 에너지의 가용성을 조정할 수도 있다. 수신기는 에너지의 이러한 변화를 송신기로부터의 메시지로서 해석한다. 수신기측으로부터, 수신기는 수신 안테나의 동조 및 이조를 이용하여 근거리장으로부터 얼마나 많은 전력이 수용되고 있는지를 조정한다. 송신기는 근거리장으로부터 이용된 이러한 전력의 차이를 검출하여 이들 변화를 수신기로부터의 메시지로서 해석할 수도 있다.

수신 회로 (302) 는 수신된 에너지 변동을 식별하는데 사용되는 시그널링 검출기 및 비컨 회로 (314) 를 더 포함할 수도 있고, 그 수신된 에너지 변동은 송신기로부터 수신기로의 정보 시그널링에 대응할 수도 있다. 또한, 시그널링 및 비컨 회로 (314) 는 또한 무선 충전을 위한 수신 회로 (302) 를 구성하기 위하여, 감소된 RF 신호 에너지 (즉, 비컨 신호) 의 송신을 검출하고, 감소된 RF 신호 에너지를 수신 회로 (302) 내의 미전력공급형 또는 전력격감형 회로 중 어느 하나를 지각하기 위한 공칭 전력으로 정류하는데 사용될 수도 있다.

수신 회로 (302) 는 여기에서 설명된 스위칭 회로 (312) 의 제어를 포함하여 여기에서 설명된 수신기 (300) 의 프로세스를 조정하는 프로세서 (316) 를 더 포함한다. 또한, 충전 전력을 디바이스 (350) 에 제공하는 외부의 유선 충전 소스 (예를 들어, 벽/USB 전력) 의 검출을 포함하는 다른 이벤트의 발생시 수신기 (300) 의 은폐가 발생할 수도 있다. 또한, 프로세서 (316) 는, 수신기의 은폐를 제어하는 것 이외에도, 비컨 회로 (314) 를 모니터링하여 비컨 상태를 결정하고 송신기로부터 전송된 메시지를 추출할 수도 있다. 또한, 프로세서 (316) 는 성능을 개선하기 위해 DC-DC 변환기 (310) 를 조정할 수도 있다.

일부 예시적인 실시형태들에서, 수신 회로 (320) 는 전력 요건을, 예를 들어, 원하는 전력 레벨, 최대 전력 레벨, 원하는 전류 레벨, 최대 전류 레벨, 원하는 전압 레벨 및 최대 전압 레벨의 형태로 송신기에 신호로 보낸다. 이러한 레벨들 및 송신기로부터 수신된 실제 전력량에 기초하여, 프로세서 (316) 는 DC-DC 변환기 (310) 의 동작을 조정하여, 그 출력을 전류 레벨의 조정, 전압 레벨의 조정, 또는 그 조합의 형태로 조절할 수도 있다.

본 발명의 예시적인 실시형태는, 보통 별개의 안테나들이 각각 사용되는, 무선 전력 송신, 근거리장 통신, 및 FM 주파수 대역을 서빙하는데 하나의 안테나를 공유하기 위한 커플링 엘리먼트들과 안테나들에 관한 것이다.

도 6은 브로드캐스트 방사 대역에서 무선 전력 수신, 근거리장 통신, 및 신호들의 수신을 위한 안테나 (304) 를 공유하기 위해 스위치 (422) 를 이용하는 단순화된 블록도이다.

본원에 논의된 예시적인 실시형태들에서, 안테나 (340) 는, 커플링 엘리먼트 (410) 의 공통 포트 (412) 에 연결되는 RF 신호 (406) 에 커플링된다. 커플링 엘리먼트 (410) 는, 공통 포트 (412) 를 제 1 포트 (414), 제 2 포트 (416), 및 제 3 포트 (418) 중 하나 이상에 커플링하기 위한 다수의 상이한 내부 회로들을 포함할 수도 있다. 가능한 커플링 엘리먼트들 (410) 의 예시로서, 커플링 엘리먼트 (410) 에 대한 상이한 예시적인 실시형태들이 도 6 내지 도 10에 각각 도시된다.

커플링 엘리먼트 (410) 의 제 1 포트 (414) 는 NFC 송수신기 (460) 에 커플링된다. 본원에 사용된 바와 같이, 근거리장 통신은 NFC와 RFID (Radio Frequency IDentification) 통신 주파수들과 프로토콜들 둘 모두를 포함한다.

NFC는 셀룰러 전화기, 스마트폰, 및 개인 디지털 보조기 (PDA) 와 같은 무선 통신 디바이스들로 하여금 피어 투 피어 (P2P) 네트워크들을 구축할 수 있게 하는 통신 표준이다. NFC는, 전자 자바이스들이, 예를 들어, 1 센티미터보다 작은 거리부터 약 20 cm의 거리까지의 범위로, 아주 근접하게 있게 된 경우, 자동으로 데이터를 교환하고 애플리케이션을 개시할 수 있게 할 수도 있다.

제한하지 않는 예로서, NFC는 디지털 카메라에 저장된 이미지를 퍼스널 컴퓨터로 다운로딩할 수 있게 하고, 오디오 및 비디오 엔터테인먼트를 휴대용 디바이스들로 다운로딩할 수 있게 하고, 또는 스파트폰에 저장된 데이터를 퍼스널 컴퓨터 또는 다른 무선 디바이스에 다운로딩할 수 있게 할 수도 있다. NFC는 스마트 카드 테크놀러지들과 양립가능할 수도 있고 또한 상품 및 서비스를 구입할 수 있게 하는데 사용될 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, NFC를 위해 사용된 주파수는 약 13.56 MHz에 집중된다.

NFC 송수신기 (460) 는, 아래에 기술되는 커플링 메커니즘으로부터 명확해지는 바와 같이, 안테나 (304) 또는 커플링 안테나 (410) 내의 다른 회로에 임피던스 정합하는 회로를 포함할 수도 있다. NFC 송수신기 (460) 는 또한, 적절한 로직, 회로, 프로세서, 코드 및 그 조합을 포함하여 NFC 신호들의 수신 및 송신을 가능하게 할 수도 있으며, 이것과 관련하여, 수신된 신호의 반송파 주파수는 NFC 주파수 대역에 있다. 데이터는 반송파 주파수 상에서 변조될 수도 있다.

RFID 애플리케이션들 및 NFC 애플리케이션들은 공통 RF 대역을 사용할 수도 있다. RFID는 RFID 태그들 또는 트랜스폰더들로 지칭되는 디바이스들을 이용하여 데이터를 저장하고 원격적으로 검색하는 것에 의존하는 자동 식별 방법이다. RFID 태그는 무선파를 이용하여 식별의 목적으로 제품, 동물, 또는 사람에 부착되거나 포함될 수 있는 오브젝트이다. RFID 태그들은 통상적으로, 정보를 저장 및 처리하고, RF 신호를 변조 및 복조하고, 어쩌면 다른 특수화된 기능을 위한 집적 회로를 포함한다.

RFID 태그는 수 미터부터 자동으로 판독할 수 있고 일반적으로 판독기의 가시선 (line-of-sight) 에 있지 않아도 된다. RFID 태그는 보편적으로 3가지 종류가 있는데, 수동, 반수동 (배터리 보조 방식으로 알려짐), 또는 능동이다. 수동 태그는 내부 전원을 요구하지 않는 반면, 반 수동 및 능동 태그들은 일반적으로 작은 배터리와 같은 전원을 포함한다.

수동 RFID에서, RF 신호가 인입함으로써 안테나 (304) 에서 유도된 작은 전류는 전원 공급을 위해 태그 내 집적 회로에 충분한 전력을 제공하고 응답을 송신한다. 대부분의 수동 태그는 판독기로부터 반송파를 후방산란시킴으로써 신호를 보낸다. 이와 같이, 태그 안테나 엘리먼트는 인입하는 신호로부터 전력을 수집하고 인출되는 후방산란 신호를 송신하도록 구성된다. 수동 태그는 현재 약 10 cm 부터 수 미터까지의 현실적인 판독 거리 범위를 갖는다.

수동 RFID 태그들과는 다르게, 능동 RFID 태그들은, 집적 회로에 전력을 공급하고 판독기에 신호를 브로드캐스트하는데 사용되는, 그 자신의 내부 전원을 갖는다. 능동 태그는 수동 태그들 보다 더 높은 전력 레벨을 송신할 수도 있으며, 이는 능동 태그로 하여금 물, 금속, 또는 더 먼 거리와 같은 "RF에 장애가 되는" 환경에서 더욱 효율적이게 한다. 많은 능동 태그들이 현실적으로 수백 미터의 거리를 가지며, 배터리 수명은 10년까지이다.

반수동 태그는, 그 자신의 전원을 갖는 점에서는 능동 태그들과 비슷하지만, 그 배터리는 일반적으로 마이크로칩에 전력을 공급하는 것에 불과하고 신호를 브로드캐스팅하지 않는다. 반수동 태그에서, RF 에너지는 수동 태그와 마찬가지로 판독기로 다시 반사되는 것이 일반적이다.

커플링 엘리먼트 (410) 의 제 2 포트 (416) 는 무선 전력 수신기 (WP 수신기; 470) 에 연결된다. 예시의 목적으로, 기술된 무선 충전은 13.56 MHz 주파수, RFID 및 NFC용으로 사용된 것과 동일한 주파수에서 동작할 수도 있다. NFC, RFID 및 무선 전력과 연관된 주파수 대역은 본원에서 근거리장 방사 대역으로 지칭될 수도 있다. 그러나, 예시적인 실시형태들은 13.56 MHz에서의 무선 전력 수신으로 제한되지 않으며, 다른 주파수들이 이 기능을 위해 사용될 수 있다는 것을 주목한다. 도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신기 (470) 는 커플링 엘리먼트 (410) 를 통해 통신된 RF 신호 (412) 를 수신기 디바이스 (미도시) 에 의해 사용하는데 적합한 DC 신호 (475) 로 변환하여, 배터리를 충전하고, 수신기 디바이스에 전력을 공급하거나 그 조합이 가능한, 정류기 (472) 를 포함한다. 물론, 무선 전력 수신기 (470) 는 도 2 및 도 5에 대하여 상술된 것들과 같이 많은 다른 엘리먼트들을 포함할 수도 있다.

커플링 엘리먼트 (410) 의 제 3 포트 (418) 는 브로드캐스트 수신기 (480) 에 연결된다. 약 88 내지 108 MHz의 반송파 주파수를 가진 FM 방사 대역과 약 540 내지 1600 KHz의 반송파 주파수를 가진 AM 방사 대역을 사용하는, 브로트캐스트 및 통신 서비스들이 잘 확립되어 있다. 브로드캐스트 수신기 (480) 는, 하기되는 커플링 매커니즘으로부터 명백해지는 바와 같이, 안테나 (304) 또는 커플링 엘리먼트 (410) 내의 다른 회로에 대하여 임피던스 매칭할 회로를 포함할 수도 있다. 브로드캐스트 수신기 (480) 는 또한, 적절한 로직, 회로, 프로세서, 코드 및 그 조합을 포함하여, FM 방사 대역 또는 AM 방사 대역 각각의 다양한 주파수들에서 FM 신호들 또는 AM 신호들을 수신할 수 있게 하고, 이러한 신호들을, 반송파 주파수 상에서 전달된 정보를 포함하는 기저대역으로 복조할 수도 있다.

이와 같이, 몇몇 실시형태에서, FM 방사 대역을 예시로서 이용하여, 브로드캐스트 수신기 (480) 는, 안테나 (304) 를 FM 방사 대역으로 임피던스 매칭하고 동조하도록 구성된 동조 회로와 FM 방사 대역에서 특정 반송파 주파수를 선택하고 동조시키기 위한 상이한 동조 회로를 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 브로드캐스트 수신기는 FM 방사 대역 내의 원하는 반송파 주파수로 직접 동조시키기 위해 동조 기능들을 결합할 수도 있다.

몇몇 예시적인 실시형태들에서, FM 신호들은 NFC 신호들의 수신 및 송신 그리고 무선 전력 수신과 동시에 안테나 (304) 를 통해 수신될 수도 있다.

도 6 내지 도 10과 연결하여 설명된 예시적인 실시형태에서, FM 무선 수신, NFC 및 무선 전력 송신과 같은 3가지의 대표적인 기능들을 위해서 각각의 기능에 대해 하나의 안테나가 사용되어 3개의 별개의 안테나들이 사용되는 것이 통상적이지만, 하나의 안테나 (304) 를 공유한다.

NFC는 무선 전력 송신할 때보다 상대적으로 더 큰 대역폭을 요구하고, 일반적으로, 수신 기능 및 송신 기능 둘 모두를 가능하게 한다. 무선 전력 송신은 일반적으로 고정 주파수에서 동작하고 NFC보다 더 높은 레벨에서 RF 전력을 수신하도록 구성될 수도 있다. FM 무선은 FM 무선 대역에서 더 높은 주파수로 동조될 수도 있고, 정상 동작을 위한 최소 감도를 충족시킬 수도 있다. FM 신호는 수신만 하므로, 신호 과부하에 민감할 수도 있다.

도 6의 예시적인 실시형태에서, 커플링 엘리먼트는 공통 포트 (412) 를 제 1 포트 (414), 제 2 포트 (416), 또는 제 3 포트 (418) 중 하나에 선택적으로 커플링하기 위한 SP3T (single pole three throw) 스위치와 같이 구성된다. 이 실시형태에서, 안테나 (304) 는 NFC 송수신기 (460), 무선 전력 수신기 (470), 또는 브로드캐스트 수신기 (480) 중 하나에 직접 연결된다. 직접 연결에 의해서, 도 6의 예시적인 실시형태는 원하는 주파수들 각각에 대하여 안테나 (304) 에 임피던스 매칭하기 위한 양호한 조건을 포함할 수도 있다. NFC 경로는, 안테나 (304) 의 Q를 낮추어 무선 전력 수신과 관련하여 더 넓은 대역폭을 제공하는 경로를 제공할 수도 있다. 무선 전력 경로는, 일 원하는 주파수에서 가능한 최하 손실을 가진, 최적의 임피던스 매칭을 제공할 수도 있다. 브로드캐스트 경로는 FM 방사 대역 또는 AM 방사 대역을 통해 안테나 (304) 를 공진시키고 원하는 민감도를 제공하기 위해 임피던스 매칭을 제공할 수도 있다.

도 7은, 스위치 (424) 및 지향성 커플러 (426) 를 이용하여, 무선 전력 수신, 근거리장 통신 및 브로드캐스트 방사 대역에서의 신호의 수신을 위해 안테나 (304) 를 공유하는 단순화된 블록도이다. 안테나 (304), RF 신호 (406), NFC 송수신기 (460), 무선 전력 수신기 (470), DC 신호 (475) 및 브로드캐스트 수신기 (480) 의 엘리먼트들은 도 6의 엘리먼트들과 동일하므로 다시 설명할 필요는 없다.

도 7에서, 커플링 엘리먼트 (410) 는 RF 신호 (412) 를 제 3 포트 (418) 및 근거리장 신호 (420) 로 커플링하는 SP2T 스위치 (424) 를 포함한다. 커플러 (426)(예를 들어, 지향성 커플러) 는 근거리장 신호 (420) 를 제 1 포트 (414) 및 제 2 포트 (416) 둘 모두에 연결한다. 일 실시형태에서, 안테나 (304) 는 브로드캐스트 수신기 (480) 또는 근거리장 신호 (420) 중 하나에 직접 연결된다. 직접 연결에 의해서, 도 7의 예시적인 실시형태는 브로드캐스트 방사 대역과 근거리장 방사 대역의 원하는 주파수들 각각에 대하여 안테나 (304) 에 임피던스 매칭하기 위한 양호한 조건을 포함할 수도 있다.

예시적인 실시형태에서, 입력 포트와 송신 포트 사이의 본선이 무선 전력 경로 상에 추가 손실이 최소가 되도록 무선 전력 수신기 (470) 에 커플링되게, 커플러 (426) 가 근거리장 신호 (420) 를 연결할 수도 있다. 커플러 (426) 의 커플링된 포트가, 무선 전력 수신에 대한 신호 강도 만큼 요구하지 않을 수도 있는 무선 통신을 위한 감쇠 경로 (예를 들어, 약 20 dB) 를 제공하기 위해서 NFC 송수신기 (460) 에 연결될 수도 있다. 커플링된 포트와 균형을 맞추기 위해 커플러 (426) 의 최종 포트에 부하 (428) 가 커플링될 수도 있다.

도 8은, 다이플렉서 (432) 및 스위치 (434) 를 이용하여, 무선 전력 수신, 근거리장 통신, 및 브로드캐스트 방사 대역에서의 신호들의 수신을 위해 안테나 (304) 를 공유하는 단순화된 블록도이다. 안테나 (304), RF 신호 (406), NFC 송수신기 (460), 무선 전력 수신기 (470), DC 신호 (475) 및 브로드캐스트 수신기 (480) 의 엘리먼트들은 도 6의 엘리먼트들과 동일하므로 다시 설명할 필요는 없다.

도 8에서, 커플링 엘리먼트 (410) 는 RF 신호 (412) 를 제 3 포트 (418) 및 근거리장 신호 (420) 로 커플링하는 다이플렉서 (432) 를 포함한다. SP2T 스위치 (424) 는 근거리장 신호 (420) 를 제 1 포트 (414) 또는 제 2 포트 (416) 중 하나에 선택적으로 커플링한다.

다이플렉서는, 하나의 RF 신호 (406) 로 또는 하나의 RF 신호 (406) 로부터, 근거리장 신호 (420) 상의 근거리장 방사 대역과 제 3 포트 (418) 상의 브로드캐스트 방사 대역의 2개의 상이한 주파수들을 결합하거나 또는 분리한다.

이 실시형태에서, 안테나 (304) 상에서 수신된 고주파수의 FM 방사 대역이 다이플렉서에 의해 분리되어 나가고 구분되어 FM 동조기에 연결될 수도 있다. 대안으로, 안테나 (304) 상에서 수신된 저 주파수의 AM 방사 대역이 다이플렉서에 의해 분리되어 나가고 구분되어 AM 동조기에 연결될 수도 있다. 비슷하게, 중간 주파수의 근거리장 신호 (420) 가 다이플렉서에 의해 분리되어 나가고 구분되어 스위치 (434) 에 연결될 수도 있다. 원하는 동작 모드에 따라서, 근거리장 신호 (420) 는 무선 전력 수신기 (470) 에 직접 연결되어 무선 전력을 공급하거나 NFC 송수신기 (460) 에 연결되어 근거리장 신호 (420) 및 안테나 (304) 를 통해 근거리장 통신을 제공할 수도 있다.

다이플렉서 (432) 의 사용은, 통과 대역 삽입 손실 및 저지 대역 리젝션을 비롯한, 관심있는 대역들 둘 모두에서 맞춤화된 주파수 응답을 허용한다. 삽입 손실은, 당업자에게 알려진 바와 같이, 수동 컴포넌트들의 적절한 선택에 의해 대역들 중 하나 또는 둘 모두에서 최소일 수도 있다. 이러한 다이플렉서 (432) 는, 예를 들어, 수동 저역 통과 및 고역 통과 필터를 결합하여 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 이 필터들 중 하나 또는 둘 모두는 대역 통과 필터일 수도 있다. 선택된 토폴로지들을 고려하지 않고, 필터 설계의 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 주어진 대역을 위한 하나의 필터의 존재가 원하는 대역 내 다른 필터의 응답에 불리한 영향을 주지 않도록 다이플렉서가 구성될 수도 있다.

다이플렉서 (432) 내 필터들 중 어느 하나의 응답은 일정한 레젝션 특징을 보강하도록 더 맞춰질 수도 있다. 예로써, 13.56 MHz에서 현저하게 송신 제로를 갖도록 FM 대역 필터가 설계될 수도 있으며, 13.56 MHz에서 현저한 송신 제로는 종래의 필터 토폴로지로부터 획득될 수 있는 것보다 무선 전력 신호의 훨씬 더 큰 리젝션을 제공한다. 이것은 13.56 MHz로 제한되지 않기 때문에, 무선 전력용으로 사용되는 어떤 주파수에 대하여 동일한 개념이 적용될 수도 있다.

도 9는 다이플렉서 (432) 및 지향성 커플러 (436) 를 이용하여, 무선 전력 수신, 근거리장 통신, 및 브로드캐스트 방사 대역에서의 신호들의 수신을 위해 안테나 (304) 를 공유하는 단순화된 블록도이다. 안테나 (304), RF 신호 (406), NFC 송수신기 (460), 무선 전력 수신기 (470), DC 신호 (475) 및 브로드캐스트 수신기 (480) 의 엘리먼트들은 도 6의 엘리먼트들과 동일하므로 다시 설명할 필요는 없다.

도 9에서, 커플링 엘리먼트 (410) 는 RF 신호 (412) 를 제 3 포트 (418) 및 근거리장 신호 (420) 로 커플링하는 다이플렉서 (432) 를 포함한다. 커플러 (436)(예를 들어, 지향성 커플러) 는 근거리장 신호 (420) 를 제 1 포트 (414) 와 제 2 포트 (416) 둘 모두에 커플링한다. 커플러 (436) 및 다이플렉서 (432) 각각의 동작상의 세부사항들은 도 7의 커플러 (426) 및 도 8의 다이플렉서 (432) 에 대하여 상술되었다.

도 10은 트리플렉서 (440) 를 이용하여, 무선 전력 수신, 근거리장 통신, 및 브로드캐스트 방사 대역에서의 신호들의 수신을 위해 안테나 (304) 를 공유하는 단순화된 블록도이다. 안테나 (304), RF 신호 (406), NFC 송수신기 (460), 무선 전력 수신기 (470), DC 신호 (475) 및 브로드캐스트 수신기 (480) 의 엘리먼트들은 도 6의 엘리먼트들과 동일하므로 다시 설명할 필요는 없다.

도 10에서, 커플링 엘리먼트 (410) 는 RF 신호 (406) 를 NFC 송수신기 (460), 무선 전력 수신기 (470), 및 브로드캐스트 수신기 (480) 각각에 동시에 연결하기 위한 트리플렉서를 포함한다. 다이플렉서의 개념은, 하나의, 공통 입력을 N개의 상이한 주파수 채널들로 분할하는 3 이상의 대역들 (즉, 멀티플렉서, 또는 N플렉서가 설계될 수도 있는 확장될 수도 있음) 로 확장될 수도 있다. 이 예에서, N=3이다. 도 10의 실시형태는, 근거리장 통신과 전력 송신 주파수를 위해 상이한 주파수가 사용되는 경우에 유용할 수도 있다.

도 6 내지 도 10의 예시적인 실시형태에서, 상이한 주파수들의 멀티플렉싱, 스위칭, 및 커플링 중 일부를 위해 MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) 디바이스가 사용될 수도 있다. 이외에도, MEMS 디바이스는 각각의 상이한 경로에 최적의 매칭을 제공하기 위한 임피던스 매칭 네트워크들을 포함할 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, MEMS 기반 하이브리드는 스위치 기능 및 임피던스 매칭/동조 기능들을 실시할 수도 있다. 그 실시형태들에서, 그 기능들이 MEMS 구조에 흡수될 수 있기 때문에, 최고 수준의 감각으로 인식가능한 SP3T (또는 SPnT) 스위치를 요구하지 않을 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 별개의 SP3T 스위치 및 브로드캐스트 수신기 블록, 또는 NFC/무선 전력 매칭이 존재하지 않을 수도 있다.

당업자는 정보 및 신호들이 임의의 다양한 다른 기술 및 기법을 사용하여 표현될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 설명 전반적으로 참조될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은, 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 자기 입자, 광학장 또는 광입자, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수도 있다.

당업자는, 여기에 개시된 다양한 실시형태들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양자의 조합으로서 구현될 수도 있다는 것을 더 이해할 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 상호교환성을 명확하게 예시하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능과 관련하여 일반적으로 상술되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지는 전체 시스템상에 부과된 설계 제약들 및 특정한 애플리케이션에 의존한다. 당업자는 설명된 기능을 각 특정한 애플리케이션에 대해 변화하는 방식으로 구현할 수도 있지만, 이러한 구현 결정이 본 발명의 예시적인 실시형태의 범위를 벗어나는 것으로서 해석되어서는 안된다.

여기에 개시된 다양한 실시형태들과 관련하여 설명한 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 응용 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그램가능한 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그램가능한 로직 디바이스, 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직, 개별 하드웨어 컴포넌트, 또는 여기에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안으로는, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 와 연결된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수도 있다.

여기에 개시된 예시적인 실시형태들과 관련하여 설명한 방법 및 알고리즘의 단계들은 하드웨어, 하드웨어에 의해 실행된 소프트웨어 모듈, 또는 이 둘의 조합에서 직접적으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리 (ROM), 전기적으로 프로그램가능한 ROM (EPROM), 전기적으로 소거가능한 프로그램가능한 ROM (EEPROM), 레지스터, 하드 디스크, 착탈식 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서에 커플링되어서, 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수도 있고 저장 매체에 정보를 기록할 수도 있다. 대안으로는, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 에 상주할 수도 있다. ASIC 는 사용자 단말기에 상주할 수도 있다. 대안으로는, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.

하나 이상의 예시적인 실시형태에서, 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합에서 구현될 수도 있다. 소프트웨어에서 구현되면, 기능들은 컴퓨터 판독가능한 매체상에 하나 이상의 명령 또는 코드로서 저장되거나 송신될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 일 장소로부터 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 및 컴퓨터 저장 매체 양자를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수도 있다. 제한하지 않는 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 저장 디바이스, 자기 디스크 저장 디바이스 또는 다른 자기 저장 디바이스, 또는 원하는 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 반송하거나 저장하기 위해 사용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 문맥이 컴퓨터 판독가능한 매체를 적절하게 칭한다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스트 페어 (twisted pair), 디지털 가입자 라인 (DSL), 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 사용하여 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 송신된다면, 이러한 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스트 페어, DSL, 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의에 포함된다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는 컴팩트 디스크 (compact disc; CD), 레이저 디스크 (laser disc), 광학 디스크 (optical disc), DVD (digital versatile disc), 플로피 디스크 (floppy disk) 및 블루-레이 디스크 (blu-ray disc) 를 포함하며, 여기서 디스크 (disk) 는 통상 데이터를 자기적으로 재생하는 한편 디스크 (disc) 는 레이저를 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기의 조합들도 또한 컴퓨터 판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.

개시된 예시적인 실시형태들의 이전의 설명은, 당업자가 본 발명을 제조하거나 사용할 수 있게 하기 위해 제공된다. 이들 예시적인 실시형태들에 대한 다양한 변형물이 당업자에게는 쉽게 명백할 것이고, 여기에 정의된 일반 원리가 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타낸 예시적인 실시형태들에 제한되는 것으로 의도되지 않고, 여기에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 부합하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims

무선 주파수 (RF) 신호를 생성하기 위해서 브로드캐스트 방사 대역 및 근거리장 방사 대역에서 전자기 방사를 수신하기 위한 안테나;
상기 RF 신호에 동작가능하게 커플링된 공통 포트, 제 1 포트, 및 상기 브로드캐스트 방사 대역에 따라서 구성된 브로드캐스트 수신기에 커플링하기 위한 적어도 하나의 추가적인 포트를 포함하는 커플링 엘리먼트; 및
상기 제 1 포트에 동작가능하게 커플링되고 상기 RF 신호의 상기 근거리장 방사 대역을 DC 신호로 변환하기 위한 정류기를 포함하는 무선 전력 수신기로서, 상기 커플링 엘리먼트가 상기 제 1 포트를 상기 공통 포트에 커플링시키는 경우 상기 안테나의 커플링 모드 영역에서 상기 안테나가 상기 근거리장 방사 대역 내의 상기 전자기 방사와 커플링되는, 상기 무선 전력 수신기를 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고, 상기 커플링 엘리먼트는 상기 제 1 포트, 상기 제 2 포트 또는 상기 제 3 포트 중 하나에 상기 공통 포트를 선택적으로 커플링시키는 SP3T (single-pole-three-throw) 스위치를 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 커플링 엘리먼트는,
상기 공통 포트를 근거리장 신호 또는 상기 제 3 포트에 선택적으로 커플링시키기 위한 SP2T (single-pole-two-throw) 스위치; 및
상기 근거리장 신호를 상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트에 커플링시키기 위한 지향성 (directional) 커플러를 포함하는, 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 지향성 커플러의 본선이 상기 제 2 포트에 커플링되고 상기 지향성 커플러의 커플링된 포트가 상기 제 1 포트에 커플링되는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 커플링 엘리먼트는,
상기 공통 포트에 동작가능하게 커플링되고 상기 제 3 포트 상의 상기 브로드캐스트 방사 대역을 상기 근거리장 방사 대역 내의 근거리장 신호와 결합시키기 위한 다이플렉서; 및
상기 근거리장 신호를 상기 제 1 포트 또는 상기 제 2 포트에 선택적으로 커플링시키기 위한 SP2T 스위치를 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 커플링 엘리먼트는,
상기 공통 포트에 동작가능하게 커플링되고 상기 제 3 포트 상의 상기 브로드캐스트 방사 대역을 상기 근거리장 방사 대역 내의 근거리장 신호와 결합시키기 위한 다이플렉서; 및
상기 근거리장 신호를 상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트에 커플링시키기 위한 지향성 커플러를 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 커플링 엘리먼트는,
상기 공통 포트에 동작가능하게 커플링되고 상기 제 3 포트 상의 상기 브로드캐스트 방사 대역, 상기 제 2 포트 상의 상기 근거리장 방사 대역 내의 근거리장 방사 신호 및 상기 제 3 포트 상의 상기 근거리장 방사 대역 내의 무선 전력 신호를 결합시키기 위한 트리플렉서를 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 브로드캐스트 방사 대역은 약 88 내지 108 MHz의 주파수의 방사를 갖는 FM 방사 대역 또는 약 540 내지 1600 KHz의 주파수의 방사를 갖는 AM 방사 대역을 포함하고, 상기 근거리장 방사 대역은 약 13.56 MHz 근방에 중심을 둔 주파수 대역 내의 방사를 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 제 2 포트에 동작가능하게 커플링되고 상기 커플링 엘리먼트가 상기 제 2 포트를 상기 공통 포트에 커플링시키는 경우 상기 근거리장 방사 대역 내의 상기 안테나 상에서 정보를 통신하기 위한 회로를 포함하는 근거리장 통신 (NFC) 송수신기; 및
상기 제 3 포트에 동작가능하게 커플링되고, 상기 커플링 엘리먼트가 상기 제 3 포트를 상기 공통 포트에 커플링시키는 경우 상기 RF 신호로부터 상기 브로드캐스트 방사 대역을 수신하고 동조시키기 위한 회로를 포함하는 브로드캐스트 수신기를 더 포함하는, 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 무선 전력 수신기는 상기 근거리장 방사 대역 내의 전력 전송 주파수에서 최소 손실을 갖는 최적의 임피던스 매칭을 제공하고; 그리고
상기 NFC 송수신기는 상기 근거리장 방사 대역에 광대역을 제공하여 NFC 통신을 최적화하는, 장치.
무선 주파수 (RF) 신호를 생성하기 위해서 브로드캐스트 방사 대역 및 근거리장 방사 대역에서 안테나를 이용하여 전자기 방사를 수신하는 단계;
상기 RF 신호를 제 1 포트 및 적어도 하나의 추가적인 포트에 커플링시키는 단계;
상기 제 1 포트가 상기 RF 신호에 커플링되고 상기 안테나의 커플링 모드 영역에서 상기 안테나가 상기 근거리장 방사 대역 내의 상기 전자기 방사에 커플링되는 경우 상기 RF 신호의 상기 근거리장 방사 대역을 DC 신호로 변환하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 추가적인 포트가 상기 RF 신호에 커플링되는 경우 상기 RF 신호로부터 상기 브로드캐스트 방사 대역을 동조시키는 단계를 포함하는, 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고, 상기 RF 신호를 커플링시키는 단계는 상기 제 1 포트, 상기 제 2 포트 또는 상기 제 3 포트 중 하나에 상기 RF 신호를 선택적으로 커플링시키는 단계를 포함하는, 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 RF 신호를 커플링시키는 단계는,
상기 RF 신호를 근거리장 신호 또는 상기 제 3 포트에 선택적으로 커플링시키는 단계; 및
상기 근거리장 신호를 상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트에 지향성으로 (directionally) 커플링시키는 단계를 포함하는, 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 RF 신호를 커플링시키는 단계는,
상기 제 3 포트 상의 상기 브로드캐스트 방사 대역과 근거리장 신호 상의 근거리장 방사 대역을 결합시키기 위해 상기 RF 신호를 다이플렉싱하는 단계; 및
상기 근거리장 신호를 상기 제 1 포트 또는 상기 제 2 포트에 선택적으로 커플링시키는 단계를 포함하는, 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 RF 신호를 커플링시키는 단계는,
상기 제 3 포트 상의 상기 브로드캐스트 방사 대역과 근거리장 신호 상의 근거리장 방사 대역을 결합시키기 위해 상기 RF 신호를 다이플렉싱하는 단계; 및
상기 근거리장 신호를 상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트에 지향성으로 커플링시키는 단계를 포함하는, 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 지향성으로 커플링시키는 단계는, 상기 근거리장 신호를 지향성 커플러의 본선 상의 상기 제 2 포트에 커플링시키는 단계와, 상기 근거리장 신호를 상기 지향성 커플러의 커플링된 포트 상의 상기 제 1 포트에 커플링시키는 단계를 포함하는, 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 RF 신호를 커플링시키는 단계는, 상기 제 3 포트 상의 상기 브로드캐스트 방사 대역, 상기 제 2 포트 상의 상기 근거리장 방사 대역 내의 근거리장 방사 신호 및 상기 제 3 포트 상의 상기 근거리장 방사 대역 내의 무선 전력 신호를 결합시키기 위해 상기 RF 신호를 트리플렉싱하는 단계를 포함하는, 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 브로드캐스트 방사 대역은 약 88 내지 108 MHz의 주파수의 방사를 갖는 FM 방사 대역 또는 약 540 내지 1600 KHz의 주파수의 방사를 갖는 AM 방사 대역을 포함하고, 상기 근거리장 방사 대역은 약 16.56 MHz 근방에 중심을 둔 주파수 대역 내의 방사를 포함하는, 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 제 2 포트가 상기 RF 신호에 커플링되는 경우 상기 근거리장 방사 대역 내의 상기 안테나 상에서 정보를 송신, 수신 또는 송수신하는 단계; 및
상기 제 3 포트가 상기 RF 신호에 커플링되는 경우 상기 RF 신호로부터 상기 브로드캐스트 방사 대역을 동조시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 RF 신호의 상기 근거리장 방사 대역을 상기 DC 신호로 변환하는 단계는 상기 근거리장 방사 대역 내의 전력 전송 주파수에서 최소 손실을 갖는 최적의 임피던스 매칭을 제공하는 단계를 더 포함하고; 그리고
상기 안테나 상에서 정보를 송신, 수신 또는 송수신하는 단계는 상기 근거리장 방사 대역에 광대역을 제공하여 NFC 통신을 최적화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
무선 주파수 (RF) 신호를 생성하기 위해서 브로드캐스트 방사 대역 및 근거리장 방사 대역에서 전자기 방사를 송수신하는 수단;
상기 RF 신호를 제 1 포트 및 적어도 하나의 추가적인 포트에 커플링시키는 수단;
상기 제 1 포트가 상기 RF 신호에 커플링되고 상기 전자기장 방사를 송수신하는 수단의 커플링 모드 영역에서 상기 전자기장 방사를 송수신하는 수단이 상기 근거리장 방사 대역 내의 상기 전자기 방사에 커플링되는 경우 상기 RF 신호의 상기 근거리장 방사 대역을 DC 신호로 변환하는 수단; 및
상기 적어도 하나의 추가적인 포트가 상기 RF 신호에 커플링되는 경우 상기 RF 신호로부터 상기 브로드캐스트 방사 대역을 동조시키는 수단을 포함하는, 무선 전력 수신기.
제 21 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고, 상기 RF 신호를 커플링시키는 수단은 상기 제 1 포트, 상기 제 2 포트 또는 상기 제 3 포트 중 하나에 상기 RF 신호를 선택적으로 커플링시키는 수단을 포함하는, 무선 전력 수신기.
제 21 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 RF 신호를 커플링시키는 수단은,
상기 RF 신호를 근거리장 신호 또는 상기 제 3 포트에 선택적으로 커플링시키는 수단; 및
상기 근거리장 신호를 상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트에 지향성으로 커플링시키는 수단을 포함하는, 무선 전력 수신기.
제 21 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 RF 신호를 커플링시키는 수단은,
상기 제 3 포트 상의 상기 브로드캐스트 방사 대역과 근거리장 신호 상의 상기 근거리장 방사 대역을 결합시키기 위해 상기 RF 신호를 다이플렉싱하는 수단; 및
상기 근거리장 신호를 상기 제 1 포트 또는 상기 제 2 포트에 선택적으로 커플링시키는 수단을 포함하는, 무선 전력 수신기.
제 21 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 RF 신호를 커플링시키는 수단은,
상기 제 3 포트 상의 상기 브로드캐스트 방사 대역과 근거리장 신호 상의 상기 근거리장 방사 대역을 결합시키기 위해 상기 RF 신호를 다이플렉싱하는 수단; 및
상기 근거리장 신호를 상기 제 1 포트 및 상기 제 2 포트에 지향성으로 커플링시키는 수단을 포함하는, 무선 전력 수신기.
제 25 항에 있어서,
상기 지향성으로 커플링시키는 수단은, 상기 근거리장 신호를 상기 제 2 포트에 커플링시키는 본선 수단과, 상기 근거리장 신호를 상기 제 1 포트에 커플링시키는 커플링된 포트 수단을 포함하는, 무선 전력 수신기.
제 21 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 RF 신호를 커플링시키는 수단은, 상기 제 3 포트 상의 상기 브로드캐스트 방사 대역, 상기 제 2 포트 상의 상기 근거리장 방사 대역 내의 근거리장 방사 신호 및 상기 제 3 포트 상의 상기 근거리장 방사 대역 내의 무선 전력 신호를 결합시키기 위해 상기 RF 신호를 트리플렉싱하는 수단을 포함하는, 무선 전력 수신기.
제 21 항에 있어서,
상기 브로드캐스트 방사 대역은 약 88 내지 108 MHz의 주파수의 방사를 갖는 FM 방사 대역 또는 약 540 내지 1600 KHz의 주파수의 방사를 갖는 AM 방사 대역을 포함하고, 상기 근거리장 방사 대역은 약 24.56 MHz 근방에 중심을 둔 주파수 대역 내의 방사를 포함하는, 무선 전력 수신기.
제 21 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가적인 포트는 제 2 포트 및 제 3 포트를 포함하고,
상기 제 2 포트가 상기 RF 신호에 커플링되는 경우 상기 근거리장 방사 대역 내에서 전자기 방사를 송수신하는 수단을 통해 정보를 송신, 수신 또는 송수신하는 수단; 및
상기 제 3 포트가 상기 RF 신호에 커플링되는 경우 상기 RF 신호로부터 상기 브로드캐스트 방사 대역을 동조시키는 수단을 더 포함하는, 무선 전력 수신기.
제 29 항에 있어서,
상기 RF 신호의 상기 근거리장 방사 대역을 상기 DC 신호로 변환하는 수단은 상기 근거리장 방사 대역 내의 전력 전송 주파수에서 최소 손실을 갖는 최적의 임피던스 매칭을 제공하는 수단을 더 포함하고; 그리고
상기 전자기 방사를 송수신하는 수단을 통해 정보를 송신, 수신 또는 송수신하는 수단은 상기 근거리장 방사 대역에 광대역을 제공하여 NFC 통신을 최적화하는 수단을 더 포함하는, 무선 전력 수신기.