KR20110134971A - Apparatus and method for transmit power beamforming using sub-transmitter in wireless power transmission systems - Google Patents

Apparatus and method for transmit power beamforming using sub-transmitter in wireless power transmission systems Download PDF

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KR20110134971A KR1020100054631A KR20100054631A KR20110134971A KR 20110134971 A KR20110134971 A KR 20110134971A KR 1020100054631 A KR1020100054631 A KR 1020100054631A KR 20100054631 A KR20100054631 A KR 20100054631A KR 20110134971 A KR20110134971 A KR 20110134971A
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박창순
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Abstract

PURPOSE: A power transmission beam-forming apparatus and method thereof are provided to remove electromagnetic interference to a peripheral device which does not receive power. CONSTITUTION: An information receiving unit(210) receives a wireless power transmission request signal from a target receiver. One or more sub transmission units(220) are prepared in a state that wireless power is transmitted in case a wireless power transmission request signal is received. One or more sub transmission units transmits wireless power which is received from a main transmission unit(230) to the target receiver. The main transmission unit transmits wireless power to the target receiver through the sub transmission unit.

Description

무선 전력 전송 시스템에서 부 송신기를 이용한 송신전력 빔포밍 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMIT POWER BEAMFORMING USING SUB-TRANSMITTER IN WIRELESS POWER TRANSMISSION SYSTEMS}Apparatus and method for transmitting power beamforming using secondary transmitter in wireless power transmission system {APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMIT POWER BEAMFORMING USING SUB-TRANSMITTER IN WIRELESS POWER TRANSMISSION SYSTEMS}

기술분야는 무선 전력 전송 시스템에서 송신 전력을 빔포밍하는 장치 및 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The art relates to an apparatus and method for beamforming transmit power in a wireless power transfer system.

무선 전력전송에 대한 연구는 휴대기기를 포함한 다양한 전기기기의 폭발적 증가로 인한 유선전력공급의 불편함 증가 및 기존 battery 용량의 한계 봉착 등을 극복하기 위해 시작되었다.The research on wireless power transmission has begun to overcome the inconvenience of wired power supply due to the explosive increase of various electric devices including mobile devices and the limitation of existing battery capacity.

하지만, 무선 전력 전송 시스템에서 전력 수신은 전력 송신기와 전력 수신기간의 거리가 멀어질수록 수신효율이 감소하게 되고, 특정한 거리 이상으로 송수신기간 거리가 멀어지게 되면 전력 송수신 및 데이터 통신이 거의 불가능하게 된다. 따라서 전력 수신기가 전력 송수신 가능영역(이하 "송전영역"이라 함) 밖에 위치하는 경우에는 무선 전력 전송이 불가능하다.However, in the wireless power transmission system, the reception of power decreases as the distance between the power transmitter and the power receiver increases, and when the transmission / reception period becomes longer than a specific distance, power transmission and reception and data communication become almost impossible. . Therefore, when the power receiver is located outside the power transmission / reception area (hereinafter, referred to as a “transmission area”), wireless power transmission is impossible.

또한, 무선 전력전송 시스템에서 전력송신기로부터 나오는 전자기 관련 신호는 전력수신을 원하지 않는 주변기기에 전자기 간섭효과를 발생시킬 수 있다. 즉, 전력송신기로부터 방출되는 자계 등 전자기 관련 에너지 장이 전력을 수신하고자 하는 전력수신기뿐만 아니라 전력수신을 원하지 않는 주변기기들에게도 영향을 미칠 수 있다. 이렇게 전자기 에너지로 인해 주변기기에 미치는 간섭을 전자기 간섭 (Electromagnetic Interference, EMI, 전자파 장애) 이라고 한다. 전자기 간섭은 주변기기의 정상적인 동작을 방해하거나 원하지 않는 전력수신, 잡음 및 여러 가지 장애현상을 일으키게 된다.In addition, in the wireless power transmission system, the electromagnetic signal from the power transmitter may cause an electromagnetic interference effect on a peripheral device that does not want to receive power. In other words, electromagnetic fields related to electromagnetic fields, such as magnetic fields emitted from power transmitters, may affect not only power receivers intended to receive power, but also peripheral devices that do not want to receive power. The interference caused by the electromagnetic energy on the peripheral device is called electromagnetic interference (EMI). Electromagnetic interference can interfere with the normal operation of peripherals or cause unwanted power reception, noise and various disturbances.

일 측면에 있어서, 송신전력 빔포밍 장치는 타겟 수신기로부터 무선 전력전송 요청신호를 수신하는 정보 수신부, 상기 무선 전력전송 요청신호를 수신한 경우에 무선 전력전송이 가능한 상태로 준비되고, 주 송신부로부터 수신되는 무선 전력을 상기 타겟 수신기로 전달하는 적어도 하나 이상의 부 송신부 및 상기 무선 전력전송 요청신호에 기초하여 상기 부 송신부를 통하여 무선 전력을 상기 타겟 수신기로 전송하는 주 송신부를 포함한다.In one aspect, the apparatus for transmitting power beamforming is provided with an information receiver for receiving a wireless power transmission request signal from a target receiver, and ready to perform wireless power transmission when the wireless power transmission request signal is received, and received from a main transmitter. And at least one sub transmitter configured to transfer the wireless power to the target receiver, and a main transmitter configured to transmit wireless power to the target receiver through the sub transmitter based on the wireless power transmission request signal.

상기 부 송신부는 상기 타겟 수신기로부터 전력전송 요청 신호를 수신하면 활성화(wake-up)되고, 전력전송 요청이 수신되지 않는 경우 비활성화 모드(sleep mode)로 유지될 수 있다.The sub-transmitter wakes up when receiving the power transmission request signal from the target receiver, and may be maintained in a sleep mode when the power transmission request is not received.

상기 부 송신부는 상기 타겟 수신기로부터 전력전송 요청신호를 수신하는 정보 수신부, 상기 요청신호를 수신하면 전력전송이 가능한 상태로 준비되는 상태 준비부, 상기 전력전송이 가능한 상태로 준비되면 상기 주 송신부로 전력전송 요청신호를 송신하는 전송 요청신호 송신부 및 상기 주 송신부로부터 전력을 전송받아 상기 타겟 수신기에 전달하는 릴레이부를 포함할 수 있다.The sub-transmitter is an information receiving unit for receiving a power transmission request signal from the target receiver, a state preparation unit ready for power transmission when the request signal is received, and powers to the main transmission unit if the power transmission is ready. A transmission request signal transmission unit for transmitting a transmission request signal and a relay unit for receiving the power from the main transmission unit and delivers to the target receiver.

상기 주 송신부는 상기 전달 전력전송 요청신호를 수신한 경우에 전력 전송을 시작할 수 있다.The main transmitter may start power transmission when the transfer power transmission request signal is received.

상기 정보 수신부는 상기 타겟 수신기의 위치정보를 수신하고, 상기 주 송신부는 상기 수신된 위치정보에 기초하여 상기 주 송신부의 송전 영역에 상기 타겟 수신기가 위치한 경우에는 상기 부 송신부를 이용하지 않고 직접 전력전송을 수행할 수 있다.The information receiver receives position information of the target receiver, and the main transmitter transmits power directly without using the sub transmitter when the target receiver is located in a transmission area of the main transmitter based on the received position information. Can be performed.

상기 타겟 수신기는 상기 타겟 수신기에서 가장 가까운 상기 부 송신부를 탐색하는 탐색부, 상기 탐색된 부 송신부에 전력전송 요청신호를 송신하는 정보 송신부, 상기 요청신호를 수신한 상기 부 송신부로부터 전력을 수신하는 전력 수신부를 포함할 수 있다.The target receiver includes: a search unit searching for the sub transmitter closest to the target receiver, an information transmitter transmitting a power transmission request signal to the searched sub transmitter, and power receiving power from the sub transmitter receiving the request signal. It may include a receiver.

상기 탐색부는 인 밴드(In-Band) 통신 또는 아웃 오브 밴드(Out of Band) 통신을 통하여 상기 타겟 수신기에 가장 가까운 상기 부 송신부를 탐색하고, 상기 아웃 오브 밴드 통신을 통하여 탐색하는 경우는 상기 부 송신부와 상기 타겟 수신기의 위치정보를 교환하여 상기 부 송신부의 송전 영역으로 유도될 수 있다.The search unit searches for the sub transmitter closest to the target receiver through in-band communication or out of band communication, and when searching through the out of band communication, the sub transmitter. And the location information of the target receiver may be exchanged to be transmitted to the transmission region of the sub transmitter.

일 측면에 있어서, 송신전력 빔포밍 장치는 타겟 수신기로부터 전력전송 요청신호 및 상기 타겟 수신기의 위치정보를 수신하는 정보 수신부, 상기 수신된 위치정보에 기초하여 상기 타겟 수신기와 주 송신부 사이에서 일직선을 이루는 위치로 이동하는 부 송신부 및 상기 수신된 전력전송 요청신호에 기초하여 상기 부 송신부를 통하여 전력을 전송하는 주 송신부를 포함한다.In one aspect, the apparatus for beamforming power transmission forms an information receiver configured to receive a power transmission request signal and position information of the target receiver from a target receiver, and forms a straight line between the target receiver and the main transmitter based on the received position information. And a main transmitter for transmitting power through the sub transmitter based on the received power transmission request signal.

상기 부 송신부는 상기 주 송신부와 일직선 축으로 연결되어 상기 주 송신부를 기준으로 360도 회전할 수 있다.The sub transmitter may be connected to the main transmitter in a straight line and rotate 360 degrees with respect to the main transmitter.

상기 주 송신부는 상기 타겟 수신기의 위치정보에 기초하여, 상기 타겟 수신기와 상기 주 송신부 사이에서 일직선의 위치에 놓이도록 상기 부 송신부를 회전시킬 수 있다.The main transmitter may rotate the sub transmitter to be in a straight line between the target receiver and the main transmitter based on the position information of the target receiver.

상기 주 송신부는 상기 타겟 수신기의 위치정보에 기초하여, 상기 주 송신부의 송전 영역에 상기 타겟 수신기가 위치한 경우에는 상기 부 송신부를 이용하지 않고 직접 전력전송을 수행할 수 있다.The main transmitter may directly perform power transmission without using the sub transmitter when the target receiver is located in a transmission area of the main transmitter based on the position information of the target receiver.

일 측면에 있어서, 송신전력 빔포밍 방법은 타겟 수신기로부터 무선 전력전송 요청신호를 수신하는 단계, 상기 무선 전력전송 요청신호를 수신한 경우에 무선 전력전송이 가능한 상태로 준비되고, 주 송신부로부터 수신되는 무선 전력을 상기 타겟 수신기로 전달하는 단계 및 상기 무선 전력전송 요청신호에 기초하여 상기 부 송신부를 통하여 무선 전력을 상기 타겟 수신기로 전송하는 단계를 포함한다.In one aspect, the method of transmitting power beamforming includes receiving a wireless power transmission request signal from a target receiver, and when the wireless power transmission request signal is received, is prepared to be in a state capable of wireless power transmission and is received from a main transmitter. And transmitting wireless power to the target receiver based on the wireless power transmission request signal based on the wireless power transmission request signal.

일 측면에 있어서, 송신전력 빔포밍 방법은 타겟 수신기로부터 전력전송 요청신호 및 상기 타겟 수신기의 위치정보를 수신하는 단계, 상기 수신된 위치정보에 기초하여 상기 타겟 수신기와 주 송신부 사이에서 일직선을 이루는 위치로 이동하는 단계 및 상기 수신된 전력전송 요청신호에 기초하여 부 송신부를 통하여 전력을 전송하는 단계를 포함한다.In one aspect, a method of transmitting power beamforming includes receiving a power transmission request signal and location information of a target receiver from a target receiver, and forming a straight line between the target receiver and a main transmitter based on the received location information. And transmitting power through the sub-transmitter based on the received power transmission request signal.

복수개의 부 송신기를 이용한 송신전력 빔포밍 장치 및 회전 가능한 부 송신기를 이용한 송신전력 빔포밍 장치를 통하여 전력 송수신이 가능한 거리를 증가시켜 준다. A transmission power beamforming apparatus using a plurality of secondary transmitters and a transmission power beamforming apparatus using a rotatable secondary transmitter increase the distance at which power transmission and reception are possible.

또한, 복수개의 부 송신기를 이용한 송신전력 빔포밍 장치 및 회전 가능한 부 송신기를 이용한 송신전력 빔포밍 장치를 통하여 전력수신을 원하지 않는 주변기기들에게 미치는 전자기 간섭을 제거 및 완화시킨다.In addition, a transmission power beamforming apparatus using a plurality of secondary transmitters and a transmission power beamforming apparatus using a rotatable secondary transmitter eliminate and mitigate electromagnetic interference on peripheral devices that do not want power reception.

도 1은 일측에 따른 이동체를 이용한 전력송신 장치의 블록도이다.
도 2는 일측에 따른 무선 전력 전송 시스템에서 송신전력 빔포밍 장치의 블록도이다.
도 3은 일측에 따른 송전영역 확장 및 전자기 간섭 완화를 위한 복수개의 부 송신기의 활용을 나타낸 도면이다.
도 4는 일측에 따른 송전영역 확장 및 전자기 간섭 완화를 위한 회전 가능한 부 송신기의 활용을 나타낸 도면이다.
도 5는 일측에 따른 meta-structured 공진기를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 공진기의 등가 회로를 나타낸 도면이다.
도 7은 다른 일측에 따른 meta-structured 공진기를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 커패시터의 삽입 위치를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 9는 일측에 따른 무선 전력 전송 시스템에서 부 송신부를 이용하는 송신전력 빔포밍 방법의 흐름도이다.
도 10은 일측에 따른 무선 전력 전송 시스템에서 이동 가능한 부 송신부를 이용하는 송신전력 빔포밍 방법의 흐름도이다.
1 is a block diagram of a power transmission apparatus using a moving body according to one side.
2 is a block diagram of a transmission power beamforming apparatus in a wireless power transmission system according to one side.
3 is a view illustrating the use of a plurality of sub transmitters for extending a transmission area and mitigating electromagnetic interference according to one side.
4 is a view illustrating the use of a rotatable secondary transmitter for extending a transmission area and mitigating electromagnetic interference according to one side.
5 is a diagram illustrating a meta-structured resonator according to one side.
FIG. 6 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the resonator illustrated in FIG. 5.
7 is a diagram illustrating a meta-structured resonator according to another side.
8 is a view illustrating in detail the insertion position of the capacitor of FIG.
9 is a flowchart illustrating a transmission power beamforming method using a secondary transmitter in a wireless power transmission system according to one side.
10 is a flowchart illustrating a transmission power beamforming method using a movable sub transmitter in a wireless power transmission system according to one side.

이하, 일측에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 무선 전력전송 시스템에 이용되는 무선전력전송 기술을 설명한다. 무선전력전송 기술은 크게 전자기 유도 방식, 전파 수신 방식, 전장 혹은 자장의 공진방식 등 3가지 방식으로 구분할 수 있다. First, the wireless power transmission technology used in the wireless power transmission system will be described. Wireless power transmission technology can be classified into three types of electromagnetic induction method, radio wave reception method, electric field or magnetic field resonance method.

첫째, 전자기 유도 방식은 서로 다른 두 개의 코일을 가까이 접근 시킨 후 한쪽 코일에 교류 전류를 흐르게 하면 자속이 발생하게 되고 이를 통해 다른 코일 한쪽에도 기전력이 발생하는 현상을 이용한다. 전자기 유도방식은 전력 이용 효율이 대략 60~98%에 이르는 등 고효율 및 실용화가 가장 많이 진행되어 있다.First, the electromagnetic induction method uses a phenomenon in which magnetic flux is generated when an alternating current flows in one coil after approaching two different coils close to each other, and thus electromotive force is generated in the other coil. The electromagnetic induction method has the most high efficiency and practical use, such as the power utilization efficiency is approximately 60-98%.

둘째, 전파 수신 방식은 전파 에너지를 안테나로 수신하여 이용하는 것으로 교류 전파 파형을 정류회로를 통해 직류로 변환하여 전력을 얻는다. 전파수신방식은 가장 긴 거리간(수 m 이상) 무선전력전송이 가능하다.Second, in the radio wave reception method, radio wave energy is received and used by an antenna to convert an AC radio wave waveform into a direct current through a rectifier circuit to obtain power. Radio reception method is capable of transmitting wireless power over the longest distance (above several meters).

셋째, 공진방식은 전장 혹은 자장의 공진을 이용한 것으로 기기간에 동일 주파수로 공진하여 에너지를 전달한다. 자장의 공진을 이용하는 경우 LC공진기 구조를 활용한 자계공진(magnetic resonance coupling)을 이용하여 전력을 발생시킨다. 자계공진방식은 사용 주파수의 파장에 비해 짧은 거리의 근접장(near field)효과를 이용하는 기술로써, 전파 수신 방식과는 달리 비방사형(non-radiative) 에너지 전송이며, 송수신부간의 공진주파수를 일치시켜 전력을 전송한다. 자계공진방식을 통해 전력 전송효율은 약 50~60% 정도로 높아지며, 이 정도의 효율은 전파 방사를 통한 전파 수신형 보다 상당히 높은 것이다. 송수신기간 거리는 약 수 m로써, 비록 전파 수신 방식보다는 근거리에서 사용되는 기술이나, 수 mm 이내의 전자 유도형 방식보다는 매우 먼 거리에서도 전력 전송이 가능하게 된다.
Third, the resonance method uses resonance of an electric field or a magnetic field, and transmits energy by resonating at the same frequency between devices. In case of using the resonance of the magnetic field, electric power is generated by using magnetic resonance coupling using the LC resonator structure. The magnetic resonance method is a technology that uses a near field effect of a short distance compared to the wavelength of the used frequency. Unlike the radio wave reception method, it is a non-radiative energy transmission, and matches the resonance frequency between the transmitter and the receiver. Send it. The magnetic resonance method increases the power transmission efficiency by about 50 ~ 60%, which is much higher than the radio wave reception type through radio wave radiation. Although the transmission / reception period distance is about several meters, although the technique used in the near field rather than the radio wave reception method, the power transmission is possible at a far distance than the electromagnetic induction type within a few mm.

도 1은 일측에 따른 무선 전력 전송 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a wireless power transmission system according to one side.

도 1의 예에서, 무선 전력 전송 시스템을 통해 전송되는 무선 전력은 공진 전력(resonance power)이라 가정한다. In the example of FIG. 1, it is assumed that the wireless power transmitted through the wireless power transmission system is resonance power.

도 1을 참조하면, 무선 전력 전송 시스템은 소스와 타겟으로 구성되는 소스-타겟 구조이다. 즉, 무선 전력 전송 시스템은 소스에 해당하는 공진 전력 전송 장치(110)와 타겟에 해당하는 공진 전력 수신 장치(120)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a wireless power transmission system is a source-target structure consisting of a source and a target. That is, the wireless power transmission system includes a resonance power transmitter 110 corresponding to a source and a resonance power receiver 120 corresponding to a target.

공진 전력 전송 장치(110)는 외부의 전압 공급기로부터 에너지를 수신하여 공진 전력을 발생시키는 소스부(111) 및 소스 공진기(115)를 포함한다. 이때, 외부의 전압 공급원은 AC, DC 및 배터리 등이 될 수 있다. 또한, 공진 전력 전송 장치(110)는 공진주파수 또는 임피던스 매칭을 수행하는 매칭 제어부(Matching control)(113)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 공진 전력 전송 장치(110)는 공진 주파수 대역을 이용하여 공진 전력 수신 장치(120)에 데이터를 전송할 수 있다.The resonance power transmitter 110 includes a source unit 111 and a source resonator 115 that generate energy by receiving energy from an external voltage supply device. In this case, the external voltage source may be AC, DC, a battery, or the like. In addition, the resonance power transmission apparatus 110 may further include a matching control 113 that performs resonance frequency or impedance matching. In addition, the resonance power transmitter 110 may transmit data to the resonance power receiver 120 using the resonance frequency band.

소스부(111)는 외부의 전압 공급기로부터 에너지를 수신하여 공진 전력을 발생시킨다. 소스부(111)는 외부 장치로부터 입력되는 교류 신호의 신호 레벨을 원하는 레벨로 조정하기 위한 AC-AC Converter, AC-AC Converter로부터 출력되는 교류 신호를 정류함으로써 일정 레벨의 DC 전압을 출력하는 AC-DC Converter, AC-DC Converter에서 출력되는 DC 전압을 고속 스위칭함으로써 수 MHz ~ 수십MHz 대역의 AC 신호를 생성하는 DC-AC Inverter를 포함할 수 있다. 또한, 소스부(111)는 고정된 위치에 있는 것이 아니라 움직이는 이동체를 통하여 이동하면서 타겟부(125)에 공전 전력을 전송할 수 있다. 예를 들면, 소스부(111)는 이동하는 로봇장치에 포함될 수 있다.The source unit 111 receives energy from an external voltage supply to generate resonance power. The source unit 111 rectifies an AC signal output from an AC-AC converter or an AC-AC converter for adjusting a signal level of an AC signal input from an external device to a desired level, thereby outputting a DC voltage having a predetermined level. It can include a DC-AC Inverter that generates an AC signal of several MHz to several tens of MHz band by fast switching the DC voltage output from the DC converter and the AC-DC converter. In addition, the source unit 111 may transmit the idle power to the target unit 125 while moving through the moving object rather than at a fixed position. For example, the source unit 111 may be included in a moving robot device.

매칭 제어부(Matching control)(113)는 소스 공진기(115)의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth) 또는 소스 공진기(115)의 임피던스 매칭 주파수를 설정한다. 매칭 제어부(Matching control)(113)는 소스 공진 대역폭 설정부(도시 되지 않음) 또는 소스 매칭 주파수 설정부(도시 되지 않음) 중 적어도 하나를 포함한다. 소스 공진 대역폭 설정부는 소스 공진기(115)의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth)을 설정한다. 소스 매칭 주파수 설정부는 소스 공진기(115)의 임피던스 매칭 주파수를 설정한다. 이때, 소스 공진기의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth) 또는 소스 공진기의 임피던스 매칭 주파수 설정에 따라서 소스 공진기(115)의 Q-factor가 결정될 수 있다.The matching control 113 sets the resonance bandwidth of the source resonator 115 or the impedance matching frequency of the source resonator 115. The matching control unit 113 includes at least one of a source resonance bandwidth setting unit (not shown) or a source matching frequency setting unit (not shown). The source resonant bandwidth setting unit sets a resonance bandwidth of the source resonator 115. The source matching frequency setting unit sets the impedance matching frequency of the source resonator 115. In this case, the Q-factor of the source resonator 115 may be determined according to the resonance bandwidth of the source resonator or the impedance matching frequency of the source resonator.

소스 공진기(115)는 전자기(electromagnetic) 에너지를 타겟 공진기로 전달(transferring)한다. 즉, 소스 공진기(115)는 타겟 공진기(121)와의 마그네틱 커플링(101)을 통해 공진 전력을 타겟 장치(120)로 전달한다. 이때, 소스 공진기(115)는 설정된 공진 대역폭 내에서 공진한다.The source resonator 115 transfers electromagnetic energy to the target resonator. That is, the source resonator 115 transmits the resonance power to the target device 120 through the magnetic coupling 101 with the target resonator 121. At this time, the source resonator 115 resonates within the set resonance bandwidth.

공진 전력 수신 장치(120)는 타겟 공진기(121), 공진주파수 또는 임피던스 매칭을 수행하는 Matching control부(123) 및 수신된 공진 전력을 부하로 전달하기 위한 타겟부(125)를 포함한다. 또한, 공진 전력 수신 장치(120)는 공진 주파수 대역을 이용하여 공진 전력 전송 장치(110)으로부터 데이터를 전송받을 수 있다.The resonance power receiver 120 includes a target resonator 121, a matching control unit 123 for performing resonance frequency or impedance matching, and a target unit 125 for transferring the received resonance power to a load. In addition, the resonance power receiver 120 may receive data from the resonance power transmitter 110 using the resonance frequency band.

타겟 공진기(121)는 소스 공진기(115)로부터 전자기(electromagnetic) 에너지를 수신한다. 이때, 타겟 공진기(121)는 설정된 공진 대역폭 내에서 공진한다.The target resonator 121 receives electromagnetic energy from the source resonator 115. At this time, the target resonator 121 resonates within the set resonance bandwidth.

Matching control부(123)는 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth) 또는 타겟 공진기(121)의 임피던스 매칭 주파수 중 적어도 하나를 설정한다. Matching control부(123)는 타겟 공진 대역폭 설정부(도시 되지 않음) 또는 타겟 매칭 주파수 설정부(도시 되지 않음) 중 적어도 하나를 포함한다. 타겟 공진 대역폭 설정부는 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth)을 설정한다. 타겟 매칭 주파수 설정부는 타겟 공진기(121)의 임피던스 매칭 주파수를 설정한다. 이때, 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth) 또는 타겟 공진기(121)의 임피던스 매칭 주파수 설정에 따라서 타겟 공진기(121)의 Q-factor가 결정될 수 있다.The matching control unit 123 sets at least one of a resonance bandwidth of the target resonator 121 or an impedance matching frequency of the target resonator 121. The matching control unit 123 includes at least one of a target resonance bandwidth setting unit (not shown) or a target matching frequency setting unit (not shown). The target resonance bandwidth setting unit sets a resonance bandwidth of the target resonator 121. The target matching frequency setting unit sets the impedance matching frequency of the target resonator 121. In this case, the Q-factor of the target resonator 121 may be determined according to the resonance bandwidth of the target resonator 121 or the impedance matching frequency of the target resonator 121.

타겟부(125)는 수신된 공진 전력을 부하로 전달한다. 이때, 타겟부(125)는 소스 공진기(115)로부터 타겟 공진기(121)로 수신되는 AC 신호를 정류하여 DC 신호를 생성하는 AC-DC Converter와, DC 신호의 신호 레벨을 조정함으로써 정격 전압을 디바이스(device) 또는 부하(load)로 공급하는 DC-DC Converter를 포함할 수 있다. 상기 공진 전력을 수신할 수 있는 부하에는 디지털 액자, 스피커, 청소기, 드라이기, 면도기 등을 비롯한 다양한 가전제품, 노트북 PC, 컴퓨터 및 그 주변기기, 그리고 휴대폰, 디지털 카메라, 캠코더, MP3 player, PDA 등 각종 휴대기기, 이밖에 펨토셀 기지국, 다양한 센서 및 조명기기 등이 포함될 수 있다.The target unit 125 transfers the received resonance power to the load. At this time, the target unit 125 rectifies an AC signal received from the source resonator 115 to the target resonator 121 to generate a DC signal, and an AC-DC converter to adjust the signal level of the DC signal to adjust the device voltage. It may include a DC-DC converter that supplies a device or a load. The load capable of receiving the resonance power includes various home appliances including a digital photo frame, a speaker, a vacuum cleaner, a dryer, a shaver, a laptop PC, a computer, a peripheral device thereof, a mobile phone, a digital camera, a camcorder, an MP3 player, a PDA, and various portable devices. The device, in addition to the femtocell base station, various sensors and lighting equipment may be included.

소스 공진기(115) 및 타겟 공진기(121)는 헬릭스(helix) 코일 구조의 공진기 또는 스파이럴(spiral) 코일 구조의 공진기, 또는 meta-structured 공진기로 구성될 수 있다. meta-structured 공진기에 대한 설명은 도 6이하에서 상세히 설명한다.The source resonator 115 and the target resonator 121 may be configured as a helix coil structure resonator, a spiral coil structure resonator, or a meta-structured resonator. The meta-structured resonator will be described in detail later with reference to FIG. 6.

도 1을 참조하면, 큐-펙터의 제어 과정은, 소스 공진기(115)의 공진 대역폭(Resonance Bandwidth) 및 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭을 설정하고, 소스 공진기(115)와 타겟 공진기(121) 사이의 마그네틱 커플링을 통해 전자기(electromagnetic) 에너지를 상기 소스 공진기(115)로부터 상기 타겟 공진기(121)로 전달(transferring)하는 것을 포함한다. 이때, 소스 공진기(115)의 공진 대역폭은 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭 보다 넓거나 좁게 설정될 수 있다. 즉, 소스 공진기(115)의 공진 대역폭이 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭 보다 넓거나 좁게 설정됨으로써, 소스 공진기의 BW-factor와 상기 타겟 공진기의 BW-factor는 서로 불평형(unbalance) 관계가 유지된다. Referring to FIG. 1, the control process of the cue-factor sets the resonance bandwidth of the source resonator 115 and the resonance bandwidth of the target resonator 121, and the source resonator 115 and the target resonator 121. And transferring electromagnetic energy from the source resonator 115 to the target resonator 121 through magnetic coupling therebetween. In this case, the resonance bandwidth of the source resonator 115 may be set to be wider or narrower than the resonance bandwidth of the target resonator 121. That is, since the resonance bandwidth of the source resonator 115 is set wider or narrower than the resonance bandwidth of the target resonator 121, the BW-factor of the source resonator and the BW-factor of the target resonator are maintained in an unbalanced relationship with each other. .

공진 방식의 무선 전력 전송에서, 공진 대역폭은 중요한 factor이다. 소스 공진기(115)와 타겟 공진기(121) 사이의 거리 변화, 공진 임피던스의 변화, 임피던스 미스 매칭, 반사 신호 등을 모두 고려한 Q-factor를 Qt라 할 때, Qt는 수학식 1과 같이 공진 대역폭과 반비례 관계를 갖는다. In resonant wireless power transmission, the resonance bandwidth is an important factor. When Qt is a Q-factor that considers the distance change between the source resonator 115 and the target resonator 121, the change in the resonance impedance, the impedance mismatch, the reflected signal, and the like, Qt is equal to the resonance bandwidth as shown in Equation 1 below. Have an inverse relationship.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서, f0는 중심주파수,

Figure pat00002
는 대역폭,
Figure pat00003
는 공진기 사이의 반사 손실, BWS는 소스 공진기(115)의 공진 대역폭, BWD는 타겟 공진기(121)의 공진 대역폭을 나타낸다. 본 명세서에서 BW-factor는 1/ BWS 또는 1/BWD를 의미한다.In Equation 1, f0 is the center frequency,
Figure pat00002
Is the bandwidth,
Figure pat00003
Is the reflection loss between the resonators, BW S is the resonance bandwidth of the source resonator 115, BW D is the resonance bandwidth of the target resonator 121. In the present specification, the BW-factor means 1 / BW S or 1 / BW D.

한편, 소스 공진기(115)와 타겟 공진기(121) 간의 거리가 달라지거나, 둘 중 하나의 위치가 변하는 등의 외부 영향에 의하여, 소스 공진기(115)와 타겟 공진기(121) 간의 임피던스 미스 매칭이 발생할 수 있다. 임피던스 미스 매칭은 전력 전달의 효율을 감소시키는 직접적인 원인이 될 수 있다. 매칭 제어부(Matching control)(113)는 전송신호의 일부가 반사되어 돌아오는 반사파를 감지함으로써, 임피던스 미스 매칭이 발생한 것으로 판단하고, 임피던스 매칭을 수행할 수 있다. 또한, 매칭 제어부(Matching control)(113)는 반사파의 파형 분석을 통해 공진 포인트를 검출함으로써, 공진 주파수를 변경할 수 있다. 여기서, 매칭 제어부(Matching control)(113)는 반사파의 파형에서 진폭(amplitude)이 최소인 주파수를 공진 주파수로 결정할 수 있다.On the other hand, impedance mismatching between the source resonator 115 and the target resonator 121 may occur due to external influences such as a change in distance between the source resonator 115 and the target resonator 121 or a change in one of the two positions. Can be. Impedance mismatch can be a direct cause of reducing the efficiency of power delivery. The matching control 113 may determine that impedance mismatch has occurred by sensing a reflected wave in which a part of the transmission signal is reflected and return, and perform impedance matching. In addition, the matching control 113 may change the resonance frequency by detecting the resonance point through the waveform analysis of the reflected wave. Here, the matching control 113 may determine a frequency having a minimum amplitude as the resonance frequency in the waveform of the reflected wave.

즉, 공진 전력 전송 장치(110)는 공진 전력 수신 장치 (120)와 전력뿐만 아니라 데이터의 교환도 가능하며 전력전송용 주파수대역을 동시에 같이 사용할 수도 있고 별도의 독립적인 주파수대역을 사용할 수도 있다. 공진 전력 수신 장치(120)는 전력을 수신하여 부하에 공급하게 된다. 이때 공진 전력 전송 장치(110)에서 방출된 에너지 장은 주변 시스템에 여러 가지 불필요한 영향을 줄 수 있다.
That is, the resonant power transmitter 110 may exchange not only power but also data with the resonant power receiver 120, and may simultaneously use the power transmission frequency band or use a separate independent frequency band. The resonance power receiver 120 receives power and supplies the load to the load. In this case, the energy field emitted from the resonance power transmitter 110 may have various unnecessary effects on the peripheral system.

도 2는 일측에 따른 무선 전력 전송 시스템에서 전송전력 빔포밍 장치의 블록도이다. 무선 전력 수신장치는 타겟 수신기를 포함한다.2 is a block diagram of a transmission power beamforming apparatus in a wireless power transmission system according to one side. The wireless power receiver includes a target receiver.

도 2를 참조하면, 일측에 따른 송신전력 빔포밍 장치는 정보 수신부(210), 부 송신부(220), 주 송신부(230)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a transmission power beamforming apparatus according to one side includes an information receiver 210, a sub transmitter 220, and a main transmitter 230.

정보 수신부(210)는 타겟 수신기로부터 무선 전력전송 요청신호를 수신한다. 타겟 수신기는 인 밴드(In-Band) 또는 아웃 오브 밴드(Out of Band) 통신을 통하여 주위의 가장 가까운 송신부를 찾는다. 여기서 인 밴드(In-Band)는 주 송신부(230) 및 부 송신부(220)의 공진 주파수 대역과 동일한 주파수 대역을 의미하며 아웃 오브 밴드(Out of Band)는 공진 주파수 대역이 아닌 별도의 주파수 대역을 의미한다. 타겟 수신기는 송신부를 찾으면, 송신부로 무선 전력전송 요청신호를 송신한다. 따라서, 정보 수신부(210)는 무선 전력전송 요청신호를 수신한다. 또한, 정보 수신부(210)는 타겟 수신기의 위치정보를 수신할 수 있다.The information receiver 210 receives a wireless power transmission request signal from a target receiver. The target receiver finds the closest transmitter around it through in-band or out-of-band communication. Here, the in-band refers to the same frequency band as the resonant frequency bands of the main transmitter 230 and the sub transmitter 220, and the out of band refers to a separate frequency band instead of the resonant frequency band. it means. When the target receiver finds a transmitter, the target receiver transmits a wireless power transmission request signal to the transmitter. Therefore, the information receiver 210 receives the wireless power transmission request signal. In addition, the information receiver 210 may receive location information of the target receiver.

또한, 부 송신부(220)는 무선 전력전송 요청신호를 수신한 경우에 무선 전력전송이 가능한 상태로 준비되고, 주 송신부로부터 수신되는 무선 전력을 타겟 수신기로 전달한다. 부 송신부(220)는 무선 전력전송 요청신호를 수신한 경우에만 활성화(wake-up)되어 전력전송이 가능한 상태로 준비된다. 여기서, 무선 전력전송 요청신호는 정보 수신부(210)에 의해 수신될 수도 있고, 부 송신부(220)에 별도로 설치된 수신부에 의해 수신될 수도 있다. 전력전송이 가능한 상태라 함은 주 송신부로부터 전력을 전송받아 타겟 수신기로 전달할 준비가 됨을 의미한다. In addition, when receiving the wireless power transmission request signal, the sub transmitter 220 is prepared in a state capable of wireless power transmission, and transfers the wireless power received from the main transmitter to the target receiver. The sub transmitter 220 is activated (wake-up) only when the wireless power transmission request signal is received and is ready for power transmission. Here, the wireless power transmission request signal may be received by the information receiver 210 or may be received by a receiver separately installed in the sub transmitter 220. The state in which power transmission is possible means that power is received from the main transmitter and is ready to be delivered to the target receiver.

또한, 부 송신부(220)는 주 송신부의 전력 전송이 가능한 송전 영역에 적어도 하나 이상 위치하여 타겟 수신기로부터 전력전송 요청 신호를 수신하면 활성화(wake-up)되고, 전력전송 요청이 수신되지 않는 경우 비활성화 모드(sleep mode)로 유지된다. 주 송신부의 송전 영역에 적어도 하나 이상 위치한 부 송신부(220)는 타겟 수신기와 가장 가까운 경우에만 전력전송 요청신호를 수신하여 활성화 된다. 즉, 타겟 수신기와 가장 가까운 부 송신부(220)만 활성화 됨으로써, 부 송신부(220)는 주 송신부(230)로부터 전력을 전달받아 전송한다. 따라서, 부 송신부(220)의 송전 영역만큼 전력 전송 거리가 확장되고, 주 송신부, 부 송신부 및 타겟 수신기 간에 전력 빔포밍이 가능하다. 타겟 수신기 방향에 위치한 부 송신기(220)가 활성화 되면, 주 송신부(230)의 전력이 부 송신부(220)로 자계공진 커플링(magnetic resonance coupling) 되고, 다시 부 송신부(220)의 전력이 타겟 수신기로 커플링(coupling) 된다. 따라서 부 송신부(220)를 켜놓은 방향으로, 자계공진 커플링(magnetic resonance coupling) 이 일어나는 거리가 증가하게 된다. 반면에 다른 부 송신부(220) 방향으로는 해당 부 송신부(220)가 꺼져 있기 때문에 전력전송 거리가 증가하지 않는다. 여기서 부 송신부(220)는 주 송신부(230)와 달리 AC전원이 연결되지 않도록 구현할 수 있다. 왜냐하면 주 송신부(230)에서 커플링(coupling)된 전력을 활용하여 그대로 재전송하면 되기 때문이다.In addition, the sub-transmitter 220 is located in at least one power transmission region capable of transmitting power of the main transmitter and is activated when the power transmission request signal is received from the target receiver. It stays in sleep mode. The at least one sub transmitter 220 located in the transmission region of the main transmitter receives and activates the power transmission request signal only when it is closest to the target receiver. That is, since only the sub transmitter 220 closest to the target receiver is activated, the sub transmitter 220 receives power from the main transmitter 230 and transmits the power. Therefore, the power transmission distance is extended by the power transmission area of the sub transmitter 220, and power beamforming is possible between the main transmitter, the sub transmitter, and the target receiver. When the sub transmitter 220 located in the direction of the target receiver is activated, the power of the main transmitter 230 is magnetic resonance coupled to the sub transmitter 220, and the power of the sub transmitter 220 is again supplied to the target receiver. Coupling Accordingly, the distance in which magnetic resonance coupling occurs in the direction in which the sub transmitter 220 is turned on increases. On the other hand, since the sub-transmitter 220 is turned off in the direction of the other sub-transmitter 220, the power transmission distance does not increase. Here, the sub transmitter 220 may be implemented such that AC power is not connected to the main transmitter 230. This is because the main transmitter 230 may retransmit as it is by utilizing the power (coupling) coupled.

여기서 전력 빔포밍 개념은 기존의 스마트 안테나(smart antenna) 시스템에서 사용된 데이터 빔포밍 개념과는 조금 다르다. 즉, 기존의 스마트 안테나 시스템에서는 여러 개로 배열된 안테나 배열(array) 에서 각각의 위상을 제어하여 원하는 방향으로 데이터를 송수신하는 방법이었으나, 전력 빔포밍은 데이터가 아니라 "전력"을 원하는 방향으로 송수신하는 방법이다. 물론 전력전송으로 사용되는 주파수대역을 통해 데이터도 동시에 전송하는 경우를 고려하면 비슷한 개념이라고 볼 수도 있다. 그러나, 스마트 안테나 시스템에서는 안테나의 위상 제어를 통해 신호를 전송할 때 "far field"영역에서 "전자파 방사"를 통해 특정한 방향으로 송출되지만, 전력 빔포밍 방법은 자계 등과 같은 에너지장이 "near field"영역에서 "비방사형(non-radiative)"형태로 특정한 방향으로 형성되도록 한다.Here, the power beamforming concept is slightly different from the data beamforming concept used in the conventional smart antenna system. That is, in the conventional smart antenna system, a method of transmitting and receiving data in a desired direction by controlling each phase in an array of antennas arranged in plural, but power beamforming transmits and receives "power" in a desired direction, not data. Way. Of course, considering the case of simultaneously transmitting data through the frequency band used as power transmission can be considered a similar concept. However, in the smart antenna system, when the signal is transmitted through the phase control of the antenna, it is transmitted in a specific direction through "electromagnetic radiation" in the "far field" region, but the power beamforming method uses an energy field such as a magnetic field in the "near field" region. It is intended to form in a particular direction in a "non-radiative" form.

또한, 부 송신부(220)는 수신된 타겟 수신기의 위치정보에 기초하여 상기 타겟 수신기와 주 송신부(230) 사이에서 일직선을 이루는 위치(상기 타겟 수신기와 최단 거리의 위치로)로 이동한다. 부 송신부(220)는 타겟 수신기의 위치를 인식하고 있으므로 주 송신부(230)와 부 송신부(220) 및 타겟 수신기가 일직선이 되도록 이동할 수 있다. 부 송신부(220)는 이동체를 이용하여 이동할 수 있다. 여기서 이동체에는 로봇장치가 포함될 수 있다. 또한, 부 송신부(220)가 주 송신부(230)를 중심으로 한 원판형태의 회전판에 놓이고, 회전판이 회전함으로써 타겟 수신기와 일직선이 되도록 할 수 있다. 또한, 부 송신부(220)는 주 송신부(230)와 일직선 축으로 연결되어 상기 주 송신부를 기준으로 360도 회전 하여 타겟 수신기와 일직선을 이룰 수 있다. 여기서 부 송신부(220)의 회전은 타겟 수신기의 위치정보에 기초하여 부 송신부(220)의 자체명령에 의해 이루어질 수도 있고, 주 송신부(230)의 회전 명령에 의해 이루어 질 수도 있다.Also, the sub transmitter 220 moves to a position (to a position of the shortest distance with the target receiver) between the target receiver and the main transmitter 230 based on the received position information of the target receiver. Since the secondary transmitter 220 recognizes the position of the target receiver, the secondary transmitter 220 and the secondary transmitter 220 and the target receiver may move in a straight line. The sub transmitter 220 may move using the moving object. The moving body may include a robot device. In addition, the sub-transmitter 220 may be placed on a disk-shaped rotating plate centering on the main transmitting unit 230, and the rotating plate may rotate to be in line with the target receiver. In addition, the sub transmitter 220 may be connected to the main transmitter 230 in a straight axis to rotate 360 degrees with respect to the main transmitter to form a straight line with the target receiver. In this case, the rotation of the sub transmitter 220 may be performed by the command of the sub transmitter 220 based on the position information of the target receiver, or may be performed by the rotation command of the main transmitter 230.

또한, 부 송신부(220)는 타겟 수신기로부터 전력전송 요청신호를 수신하는 정보 수신부, 상기 요청신호를 수신하면 전력전송이 가능한 상태로 준비되는 상태 준비부, 상기 전력전송이 가능한 상태로 준비되면 상기 주 송신부로 전력전송 요청신호를 송신하는 전송 요청신호 송신부 및 상기 주 송신부로부터 전력을 전송받아 상기 타겟 수신기에 전달하는 릴레이부를 포함할 수 있다.In addition, the sub-transmitter 220 is an information receiver for receiving a power transmission request signal from a target receiver, a state preparation unit that is prepared to enable power transmission when the request signal is received, and if the power transmission is ready to the state A transmission request signal transmitter for transmitting a power transmission request signal to a transmitter and a relay unit for receiving the power from the main transmitter to deliver to the target receiver.

또한, 주 송신부(230)는 무선 전력전송 요청신호에 기초하여 부 송신부를 통하여 무선 전력을 타겟 수신기로 전송한다. 주 송신부(230)는 부 송신부를 통하여 무선 전력을 타겟 수신기에 전송하므로, 전력 빔포밍이 가능하다. 또한, 주 송신부(230)는 무선 전력전송 요청신호를 수신한 경우에 전력 전송을 시작할 수 있다. 주 송신부(230)는 대기 상태에 있다가 정보 송신부(210) 또는 부 송신부(220)가 타겟 수신기로부터 무선 전력전송 요청신호를 수신하면 활성화(wake-up)되어 부 송신부(220)에 전력을 전송할 수 있다. 또한, 주 송신부(230)는 정보 수신부(210)가 수신한 타겟 수신기의 위치정보에 기초하여 주 송신부(230)의 송전 영역에 상기 타겟 수신기가 위치한 경우에는 부 송신부(220)를 이용하지 않고 직접 전력전송을 수행할 수 있다. 또한, 주 송신부(230)는 타겟 수신기의 위치정보에 기초하여, 상기 타겟 수신기와 상기 주 송신부(230) 사이에서 일직선의 위치에 놓이도록 부 송신부(220)를 회전시킬 수 있다. 주 송신부(230)와 부 송신부(230)는 안테나의 방향을 서로 일치시킴으로써, 가장 커플링(coupling)이 잘 일어날 수 있도록 할 수 있고, 따라서 전력 빔포밍의 세기를 최대화시킬 수 있다.In addition, the main transmitter 230 transmits wireless power to the target receiver through the sub transmitter based on the wireless power transmission request signal. Since the main transmitter 230 transmits wireless power to the target receiver through the sub transmitter, power beamforming is possible. In addition, the main transmitter 230 may start power transmission when the wireless power transmission request signal is received. When the primary transmitter 230 is in a standby state and the information transmitter 210 or the secondary transmitter 220 receives the wireless power transmission request signal from the target receiver, the primary transmitter 230 is activated to transmit power to the secondary transmitter 220. Can be. In addition, when the target receiver is located in the transmission region of the main transmitter 230 based on the location information of the target receiver received by the information receiver 210, the main transmitter 230 may not directly use the sub transmitter 220. Power transfer can be performed. Also, the main transmitter 230 may rotate the sub transmitter 220 to be in a straight line between the target receiver and the main transmitter 230 based on the location information of the target receiver. The primary transmitter 230 and the secondary transmitter 230 can match the directions of the antennas with each other, so that the best coupling can occur, thus maximizing the strength of the power beamforming.

또한, 타겟 수신기는 상기 타겟 수신기에서 가장 가까운 부 송신부(220)를 탐색하는 탐색부, 상기 탐색된 부 송신부(220)에 무선 전력전송 요청신호를 송신하는 정보 송신부, 상기 요청신호를 수신한 상기 부 송신부(220)로부터 전력을 수신하는 전력 수신부를 포함할 수 있다. 탐색부는 인 밴드를 통하여 부 송신부(220)와 데이터를 교환할 수 있다. 여기서 데이터는 타겟 수신기의 위치정보, 무선 전력전송 요청신호를 포함할 수 있다. 탐색부는 데이터의 교환을 통해 타겟 수신기에서 가장 가까운 부 송신부(220)를 탐색할 수 있다. 또한, 탐색부는 아웃 오브 밴드(Out of Band) 통신을 통하여 타겟 수신기에 가장 가까운 부 송신부(220)를 탐색할 수 있다. 탐색부가 아웃 오브 밴드 통신을 통하여 탐색하는 경우에는 상기 부 송신부(220)와 상기 타겟 수신기의 위치정보를 아웃 오브 밴드 통신을 통하여 교환함으로써 상기 부 송신부(220)의 송전 영역으로 유도될 수 있다. 정보 송신부는 상기 데이터를 부 송신부(220)에 전송하고, 부 송신부(220)는 주 송신부(230)로부터 전력을 전송받아 전력 수신부에 전달한다.
The target receiver may further include: a searcher for searching for a sub transmitter 220 closest to the target receiver, an information transmitter for transmitting a wireless power transmission request signal to the searched sub transmitter 220, and the receiver having received the request signal. It may include a power receiver for receiving power from the transmitter 220. The search unit may exchange data with the sub transmitter 220 through the in-band. The data may include location information of the target receiver and a wireless power transmission request signal. The searcher may search the sub transmitter 220 closest to the target receiver through the exchange of data. Also, the searcher may search for the sub transmitter 220 closest to the target receiver through out of band communication. When the searcher searches through the out-of-band communication, the sub-transmitter 220 and the target receiver may be guided to the transmission region of the sub-transmitter 220 by exchanging location information of the target receiver through the out-of-band communication. The information transmitter transmits the data to the sub transmitter 220, and the sub transmitter 220 receives power from the main transmitter 230 and transmits the power to the power receiver.

도 3은 일측에 따른 송전영역 확장 및 전자기 간섭 완화를 위한 복수개의 부 송신기의 활용을 나타낸 도면이다.3 is a view illustrating the use of a plurality of sub transmitters for extending a transmission area and mitigating electromagnetic interference according to one side.

주 송신부(230)와 타겟 수신기와의 거리가 멀거나 다른 방향의 주변기기로 전력전송을 원하지 않는 경우, 즉 주변기기에 미치는 전자기 간섭의 영향을 줄이기 위해 주 송신(230) 주위에 여러 개의 부 송신부(220)들을 설치하고 타겟 수신기 방향에 위치한 부 송신부(220)를 활성화(wake-up)시켜 동작시킴으로써 전력송수신이 가능하도록 한다. 도 3을 참조하면, 타겟 수신기는 가장 가까이에 위치한 부 송신부1을 탐색하고, 타겟 수신기는 부 송신부1에 무선 전력전송 요청신호를 전송함으로써 부 송신부1을 활성화시킨다. 활성화 된 부 송신부1은 주 송신부로부터 전력을 전송받아 타겟 수신기에 전력을 전달한다. 따라서, 부 송신기1의 방향으로 주 송신부의 전력 전송거리가 확장되는 것과 같다.
If the distance between the main transmitter 230 and the target receiver is far away or power transmission is not desired to the peripheral device in a different direction, that is, to reduce the influence of electromagnetic interference on the peripheral device, a plurality of secondary transmitters 220 around the main transmitter 230 may be used. ) By installing and operating the wake-up of the sub-transmitter 220 located in the target receiver direction to enable power transmission and reception. Referring to FIG. 3, the target receiver searches for the sub-transmitter 1 located closest, and the target receiver activates the sub-transmitter 1 by transmitting a wireless power transmission request signal to the sub-transmitter 1. The activated secondary transmitter 1 receives power from the primary transmitter and delivers power to the target receiver. Therefore, the power transmission distance of the main transmitter is extended in the direction of the sub transmitter 1.

도 4는 일측에 따른 송전영역 확장 및 전자기 간섭 완화를 위한 회전 가능한 부 송신기의 활용을 나타낸 도면이다.4 is a view illustrating the use of a rotatable secondary transmitter for extending a transmission area and mitigating electromagnetic interference according to one side.

주 송신부(230)와 타겟 수신기와의 거리가 멀거나 다른 방향의 주변기기로 전력전송을 원하지 않는 경우, 주 송신부(230)와 일직선 축으로 연결된 부 송신부를 설치하고 기계적으로 회전 가능하도록 하여 타겟 수신기 방향으로 전력송수신이 가능하도록 한다. 타겟 수신기가 부 송신부(220)를 탐색하면, 주 송신부(230)는 부 송신부(220)와 타겟 수신기가 동일한 방향에 위치하도록 회전시켜 가장 커플링(coupling)이 잘 일어날 수 있도록 할 수 있고, 따라서 전력 빔포밍의 세기를 최대화시킬 수 있다.
If the distance between the main transmitter 230 and the target receiver is not far or power transmission is not desired, the sub transmitter connected to the main transmitter 230 in a straight axis is installed and mechanically rotatable so that the target receiver can be rotated. Power transmission and reception are enabled. When the target receiver searches for the secondary transmitter 220, the primary transmitter 230 may rotate so that the secondary transmitter 220 and the target receiver are located in the same direction so that the best coupling occurs. The strength of the power beamforming can be maximized.

도 5는 일측에 따른 meta-structured 공진기를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a meta-structured resonator according to one side.

도 5을 참조하면, meta-structured 공진기는 전송 선로(510) 및 커패시터(520)를 포함한다. 여기서 커패시터(520)는 전송 선로(510)의 특정 위치에 직렬로 삽입되고, 전계(electric field)는 커패시터에 갇히게 된다. Referring to FIG. 5, the meta-structured resonator includes a transmission line 510 and a capacitor 520. Here, the capacitor 520 is inserted in series at a specific position of the transmission line 510, and the electric field is trapped in the capacitor.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 meta-structured 공진기는 3차원 구조의 형태를 갖는다. 도 5에 도시된 것과 달리 공진기는 전송 선로가 x, z평면에 배치된 2차원 구조로의 구현될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the meta-structured resonator has a form of a three-dimensional structure. Unlike the illustrated in FIG. 5, the resonator may be implemented in a two-dimensional structure in which transmission lines are arranged in x and z planes.

커패시터(520)는 집중 소자(lumped element 및 분산 소자(distributed element), 예를 들어 interdigital 커패시터나 높은 유전율을 갖는 기판을 가운데다 둔 gap 커패시터 등의 형태로 전송 선로(510)에 삽입된다. 커패시터(520)가 전송 선로(510)에 삽입됨에 따라 상기 공진기는 메타물질(metamaterial)의 특성을 가질 수 있다. The capacitor 520 is inserted into the transmission line 510 in the form of a lumped element and a distributed element, for example, an interdigital capacitor or a gap capacitor centered on a substrate having a high dielectric constant. As the 520 is inserted into the transmission line 510, the resonator may have a metamaterial characteristic.

여기서, 메타물질이란 자연에서 발견될 수 없는 특별한 전기적 성질을 갖는 물질로서, 인공적으로 설계된 구조를 갖는다. 자연계에 존재하는 모든 물질들의 전자기 특성은 고유의 유전율 또는 투자율을 가지며, 대부분의 물질들은 양의 유전율 및 양의 투자율을 갖는다. 대부분의 물질들에서 전계, 자계 및 포인팅 벡터에는 오른손 법칙이 적용되므로, 이러한 물질들을 RHM(Right Handed Material)이라고 한다. 그러나, 메타물질은 1보다 작은 유전율 또는 투자율을 가진 물질로서, 유전율 또는 투자율의 부호에 따라 ENG(epsilon negative) 물질, MNG(mu negative) 물질, DNG(double negative) 물질, NRI(negative refractive index) 물질, LH(left-handed) 물질 등으로 분류된다.Here, the metamaterial is a material having special electrical properties that cannot be found in nature, and has an artificially designed structure. The electromagnetic properties of all materials in nature have inherent permittivity or permeability, and most materials have positive permittivity and positive permeability. In most materials, the right-hand rule applies to electric fields, magnetic fields and pointing vectors, so these materials are called RHM (Right Handed Material). However, metamaterials are materials with a permittivity or permeability of less than 1, and according to the sign of permittivity or permeability, ENG (epsilon negative) material, MNG (mu negative) material, DNG (double negative) material, NRI (negative refractive index) Substances, and left-handed (LH) substances.

이 때, 집중 소자로서 삽입된 커패시터의 커패시턴스가 적절히 정해지는 경우, 상기 공진기는 메타물질의 특성을 가질 수 있다. 특히, 커패시터의 커패시턴스를 적절히 조절함으로써, 공진기는 음의 투자율을 가질 수 있으므로, 본 발명의 일실시예에 따른 공진기는 MNG 공진기로 불려질 수 있다.At this time, when the capacitance of the capacitor inserted as the lumped element is properly determined, the resonator may have the characteristics of the metamaterial. In particular, by appropriately adjusting the capacitance of the capacitor, the resonator may have a negative permeability, so that the resonator according to an embodiment of the present invention may be referred to as an MNG resonator.

상기 MNG 공진기는 전파 상수(propagation constant)가 0일 때의 주파수를 공진 주파수로 갖는 영번째 공진(Zeroth-Order Resonance) 특성을 가질 수 있다. MNG 공진기는 영번째 공진 특성을 가질 수 있으므로, 공진 주파수는 MNG 공진기의 물리적인 사이즈에 대해 독립적일 수 있다. 즉, 아래에서 다시 설명하겠지만, MNG 공진기에서 공진 주파수를 변경하기 위해서는 커패시터를 적절히 설계하는 것으로 충분하므로, MNG 공진기의 물리적인 사이즈를 변경하지 않을 수 있다.The MNG resonator may have a zero-order resonance characteristic having a frequency when the propagation constant is 0 as a resonance frequency. Since the MNG resonator may have a zeroth resonance characteristic, the resonant frequency may be independent of the physical size of the MNG resonator. That is, as will be described again below, in order to change the resonant frequency in the MNG resonator, it is sufficient to design the capacitor appropriately, so that the physical size of the MNG resonator may not be changed.

또한, 근접 필드(near field)에서 전계는 전송 선로(510)에 삽입된 직렬 커패시터(520)에 집중되므로, 직렬 커패시터(520)로 인하여 근접 필드에서는 자계(magnetic field)가 도미넌트(dominant)해진다. In addition, in the near field, the electric field is concentrated on the series capacitor 520 inserted into the transmission line 510, so that the magnetic field is dominant in the near field due to the series capacitor 520.

또한, MNG 공진기는 집중 소자로의 커패시터(520)을 이용하여 높은 큐-팩터(Q-Factor)를 가질 수 있으므로, 전력 전송의 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the MNG resonator may have a high Q-Factor using the capacitor 520 to the lumped element, thereby improving the efficiency of power transmission.

또한, MNG 공진기는 임피던스 매칭을 위한 매칭기(530)를 포함할 수 있다. 이 때, 매칭기(530)는 MNG 공진기와의 결합을 위해 자계의 강도를 적절히 조절 가능(tunable)하고, 매칭기(530)에 의해 MNG 공진기의 임피던스는 조절된다. 그리고, 전류는 커넥터(540)를 통하여 MNG 공진기로 유입되거나 MNG 공진기로부터 유출된다.In addition, the MNG resonator may include a matcher 530 for impedance matching. At this time, the matcher 530 properly tunable the strength of the magnetic field for coupling with the MNG resonator, and the impedance of the MNG resonator is adjusted by the matcher 530. The current flows into or out of the MNG resonator through the connector 540.

또한, 도 5에 명시적으로 도시되지 아니하였으나, MNG 공진기를 관통하는 마그네틱 코어가 더 포함될 수 있다. 이러한 마그네틱 코어는 전력 전송 거리를 증가시키는 기능을 수행할 수 있다. In addition, although not explicitly illustrated in FIG. 5, a magnetic core penetrating the MNG resonator may be further included. Such a magnetic core may perform a function of increasing a power transmission distance.

본 발명의 MNG 공진기가 갖는 특성들에 대해서는 아래에서 자세히 설명한다.
The characteristics of the MNG resonator of the present invention will be described in detail below.

도 6은 도 5에 도시된 공진기의 등가 회로를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the resonator illustrated in FIG. 5.

도 5에 도시된 공진기는 도 6에 도시된 등가 회로로 모델링될 수 있다. 도 6의 등가 회로에서 CL은 도 5의 전송 선로의 중단부에 집중 소자의 형태로 삽입된 커패시터를 나타낸다.The resonator shown in FIG. 5 may be modeled with the equivalent circuit shown in FIG. 6. In the equivalent circuit of FIG. 6, C L represents a capacitor inserted in the form of a lumped element at the interruption of the transmission line of FIG. 5.

이 때, 도 5에 도시된 무선 전력 전송을 위한 공진기는 영번째 공진 특성을 갖는다. 즉, 전파 상수가 0인 경우, 무선 전력 전송을 위한 공진기는

Figure pat00004
를 공진 주파수로 갖는다고 가정한다. 이 때, 공진 주파수
Figure pat00005
는 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다. 여기서, MZR은 Mu Zero Resonator를 의미한다.
At this time, the resonator for wireless power transmission shown in FIG. 5 has a zeroth resonance characteristic. That is, when the propagation constant is 0, the resonator for wireless power transmission
Figure pat00004
Suppose we have a resonant frequency. At this time, the resonance frequency
Figure pat00005
May be expressed as Equation 2 below. Here, MZR means Mu Zero Resonator.

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00006

Figure pat00006

상기 수학식 2를 참조하면, 공진기의 공진 주파수

Figure pat00007
Figure pat00008
에 의해 결정될 수 있고, 공진 주파수
Figure pat00009
와 공진기의 물리적인 사이즈는 서로 독립적일 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 공진 주파수
Figure pat00010
와 공진기의 물리적인 사이즈가 서로 독립적이므로, 공진기의 물리적인 사이즈는 충분히 작아질 수 있다.
Referring to Equation 2, the resonant frequency of the resonator
Figure pat00007
Is
Figure pat00008
Can be determined by the resonant frequency
Figure pat00009
It can be seen that the physical size of the and the resonator may be independent of each other. Thus, resonant frequency
Figure pat00010
Since the physical sizes of the and resonators are independent of each other, the physical sizes of the resonators can be sufficiently small.

도 7은 다른 일측에 따른 meta-structured 공진기를 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a meta-structured resonator according to another side.

도 7을 참조하면, meta-structured 공진기는 전송선로부(710) 및 커패시터(720)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공진기는, 피딩부(730)를 더 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 7, the meta-structured resonator includes a transmission line unit 710 and a capacitor 720. In addition, the resonator according to an embodiment of the present disclosure may further include a feeding unit 730.

전송선로부(710)는 복수의 전송 선로 쉬트(Sheet)가 병렬로 배치된다. 복수의 전송 선로 쉬트가 병렬로 배치되는 구성은, 도 8을 통하여 보다 상세하기 설명하기로 한다. In the transmission line unit 710, a plurality of transmission line sheets are arranged in parallel. A configuration in which a plurality of transmission line sheets are arranged in parallel will be described in more detail with reference to FIG. 8.

커패시터(720)는, 전송선로부(710)의 특정 위치에 삽입된다. 이때, 커패시터(720)는 전송선로부(710)의 중단에 직렬로 삽입될 수 있다. 이때, 공진기에 생성되는 전계(electric field)는 커패시터(720)에 갇히게 된다.The capacitor 720 is inserted at a specific position of the transmission line unit 710. In this case, the capacitor 720 may be inserted in series at the interruption of the transmission line unit 710. At this time, the electric field generated in the resonator is trapped in the capacitor 720.

커패시터(720)는 집중 소자(lumped element 및 분산 소자(distributed element), 예를 들어 interdigital 커패시터나 높은 유전율을 갖는 기판을 가운데다 둔 gap 커패시터 등의 형태로 전송 선로부(710)에 삽입될 수 있다. 커패시터(720)가 전송 선로부(710)에 삽입됨에 따라, 공진기는 메타물질(metamaterial)의 특성을 가질 수 있다.The capacitor 720 may be inserted into the transmission line unit 710 in the form of a lumped element and a distributed element, for example, an interdigital capacitor or a gap capacitor centered on a substrate having a high dielectric constant. As the capacitor 720 is inserted into the transmission line unit 710, the resonator may have a metamaterial characteristic.

피딩부(730)는 MNG 공진기에 전류를 공급(feeding)하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 피딩부(730)는, 공진기로 공급되는 전류를 복수의 전송 선로 쉬트로 균등하게 분배되도록 설계될 수 있다.
The feeding unit 730 may perform a function of supplying current to the MNG resonator. In this case, the feeding unit 730 may be designed to distribute the current supplied to the resonator evenly to the plurality of transmission line sheets.

도 8은 도 7의 커패시터(720)의 삽입 위치를 상세하게 나타낸 도면이다. 8 is a view illustrating in detail the insertion position of the capacitor 720 of FIG.

도 8을 참조하면, 커패시터(720)는 전송선로부(710)의 중단부에 삽입된다. 이때, 전송선로부(710)의 중단부는 커패시터(720)가 삽입될 수 있도록 오픈(open)된 형태일 수 있으며, 각각의 전송 선로 쉬트들(710-1, 710-2, 710-n)은 중단부에서 서로 병렬 연결된 형태로 구성될 수 있다.
Referring to FIG. 8, the capacitor 720 is inserted into the interruption portion of the transmission line unit 710. In this case, the interruption portion of the transmission line unit 710 may be open so that the capacitor 720 may be inserted, and each of the transmission line sheets 710-1, 710-2, and 710-n may be formed. It can be configured in the form of parallel to each other at the stop.

도 9는 일측에 따른 무선 전력 전송 시스템에서 부 송신부를 이용하는 전송전력 빔포밍 방법의 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a transmission power beamforming method using an auxiliary transmitter in a wireless power transmission system according to one side.

무선 전력 전송 시스템은 소스에 해당하는 무선 전력 전송 장치와 타겟에 해당하는 무선 전력 수신 장치를 포함한다.The wireless power transmission system includes a wireless power transmitter corresponding to a source and a wireless power receiver corresponding to a target.

소스는 타겟 수신기로부터 무선 전력전송 요청신호를 수신하고, 상기 무선 전력전송 요청신호를 수신한 경우에 무선 전력전송이 가능한 상태로 준비되며, 상기 무선 전력전송 요청신호에 기초하여 부 송신부를 통하여 무선 전력을 상기 타겟 수신기로 전송한다.The source receives a wireless power transmission request signal from a target receiver, and when the wireless power transmission request signal is received, the source is ready to perform wireless power transmission. Transmits to the target receiver.

도 9를 참조하면, 타겟 수신기는 가장 가까운 부 송신부를 탐색(910)하고, 가장 가까운 부 송신부가 탐색되면, 부 송신부에 무선 전력전송 요청신호를 전송(920)한다. 탐색된 부 송신부는 무선 전력전송 요청신호를 수신하면 전력전송 가능한 상태로 준비되어 활성화(wake-up)(930)된다. 부 송신부는 주 송신부에 무선 전력전송 요청신호를 전송(940)하고, 주 송신부는 부 송신부로 전력을 전송(950)한다. 부 송신부는 주 송신부로부터 전달받은 전력을 타겟 수신기로 전송한다(960).
Referring to FIG. 9, the target receiver searches for the nearest sub-transmitter 910, and when the closest sub-transmitter is found, transmits a wireless power transmission request signal to the sub-transmitter 920. When the found sub-transmitter receives the wireless power transmission request signal, it is ready to be power-transmitted and wakes up (930). The secondary transmitter transmits a wireless power transfer request signal to the primary transmitter 940, and the primary transmitter transmits power 950 to the secondary transmitter. The secondary transmitter transmits the power received from the primary transmitter to the target receiver (960).

도 10은 일측에 따른 무선 전력 전송 시스템에서 이동 가능한 부 송신부를 이용하는 전송전력 빔포밍 방법의 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a transmission power beamforming method using a movable sub transmitter in a wireless power transmission system according to one side.

무선 전력 전송 시스템은 소스에 해당하는 무선 전력 전송 장치와 타겟에 해당하는 무선 전력 수신 장치를 포함한다.The wireless power transmission system includes a wireless power transmitter corresponding to a source and a wireless power receiver corresponding to a target.

소스는 타겟 수신기로부터 무선 전력전송 요청신호 및 상기 타겟 수신기의 위치정보를 수신하고, 상기 수신된 위치정보에 기초하여 상기 타겟 수신기와 주 송신부 사이에서 일직선을 이루는 위치로 이동하며, 상기 수신된 무선 전력전송 요청신호에 기초하여 부 송신부를 통하여 전력을 전송한다.The source receives the wireless power transmission request signal and the location information of the target receiver from a target receiver, moves to a straight line between the target receiver and the main transmitter based on the received location information, and receives the received wireless power. Power is transmitted through the sub transmitter based on the transmission request signal.

도 10을 참조하면, 타겟 수신기는 가장 가까운 부 송신부(1001) 또는 주 송신부(1003)를 탐색하고, 자신의 위치를 파악하여 위치정보를 생성한다(1005). 타겟 수신기는 위치 정보(1007) 및 전력전송 요청신호(1009)를 부 송신부로 전송하고, 부 송신부는 수신한 타겟 수신기의 위치 정보(1011) 및 전력전송 요청신호(1013)를 주 송신부로 전송한다. 부 송신부는 주 송신부 및 타겟 수신기와 일직선을 이루는 위치로 이동(1015)하여 전력 빔포밍을 준비한다. 주 송신부는 수신한 전력전송 요청신호에 대응하여 부 송신부로 전력을 전송(1017)하고, 부 송신부는 전력을 수신하여 타겟 수신기에 전달한다(1019).
Referring to FIG. 10, the target receiver searches for the closest sub transmitter 1001 or the main transmitter 1003, and detects its location to generate location information (1005). The target receiver transmits the position information 1007 and the power transmission request signal 1009 to the secondary transmitter, and the secondary transmitter transmits the position information 1011 and the power transmission request signal 1013 of the received target receiver to the primary transmitter. . The secondary transmitter moves 1015 to a position in line with the primary transmitter and the target receiver to prepare for power beamforming. The primary transmitter transmits power to the secondary transmitter in response to the received power transmission request signal (1017), and the secondary transmitter receives power and transmits the power to the target receiver (1019).

본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.Methods according to an embodiment of the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

Claims (13)

타겟 수신기로부터 무선 전력전송 요청신호를 수신하는 정보 수신부;
상기 무선 전력전송 요청신호를 수신한 경우에 무선 전력전송이 가능한 상태로 준비되고, 주 송신부로부터 수신되는 무선 전력을 상기 타겟 수신기로 전달하는 적어도 하나 이상의 부 송신부; 및
상기 무선 전력전송 요청신호에 기초하여 상기 부 송신부를 통하여 무선 전력을 상기 타겟 수신기로 전송하는 주 송신부
를 포함하는 전송전력 빔포밍 장치.
An information receiver configured to receive a wireless power transmission request signal from a target receiver;
At least one secondary transmitter configured to be ready for wireless power transmission when the wireless power transmission request signal is received, and to transmit wireless power received from a primary transmitter to the target receiver; And
A main transmitter for transmitting wireless power to the target receiver through the sub transmitter based on the wireless power transmission request signal;
Transmission power beamforming apparatus comprising a.
제1항에 있어서,
상기 부 송신부는,
상기 타겟 수신기로부터 전력전송 요청 신호를 수신하면 활성화(wake-up)되고, 전력전송 요청이 수신되지 않는 경우 비활성화 모드(sleep mode)로 유지되는 전송전력 빔포밍 장치.
The method of claim 1,
The sub-transmitter,
And a wake-up upon receiving a power transmission request signal from the target receiver, and in a sleep mode when the power transmission request is not received.
제1항에 있어서,
상기 부 송신부는,
상기 타겟 수신기로부터 전력전송 요청신호를 수신하는 정보 수신부;
상기 요청신호를 수신하면 전력전송이 가능한 상태로 준비되는 상태 준비부;
상기 전력전송이 가능한 상태로 준비되면 상기 주 송신부로 전력전송 요청신호를 송신하는 전송 요청신호 송신부; 및
상기 주 송신부로부터 전력을 전송받아 상기 타겟 수신기에 전달하는 릴레이부
를 포함하는 전송전력 빔포밍 장치.
The method of claim 1,
The sub-transmitter,
An information receiver configured to receive a power transmission request signal from the target receiver;
A state preparation unit ready to receive power when receiving the request signal;
A transmission request signal transmitting unit which transmits a power transmission request signal to the main transmission unit when the power transmission is prepared in a possible state; And
A relay unit receiving power from the main transmitter and transferring the power to the target receiver
Transmission power beamforming apparatus comprising a.
제1항에 있어서,
상기 주 송신부는,
상기 무선 전력전송 요청신호를 수신한 경우에 전력 전송을 시작하는 것을 특징으로 하는 전송전력 빔포밍 장치.
The method of claim 1,
The main transmission unit,
And transmitting power when the wireless power transmission request signal is received.
제1항에 있어서,
상기 정보 수신부는 상기 타겟 수신기의 위치정보를 수신하고,
상기 주 송신부는 상기 수신된 위치정보에 기초하여 상기 주 송신부의 송전 영역에 상기 타겟 수신기가 위치한 경우에는 상기 부 송신부를 이용하지 않고 직접 전력전송을 수행하는 전송전력 빔포밍 장치.
The method of claim 1,
The information receiver receives the location information of the target receiver,
And the main transmitter performs direct power transmission without using the sub transmitter when the target receiver is located in a transmission area of the main transmitter based on the received position information.
제1항에 있어서,
상기 타겟 수신기는
상기 타겟 수신기에서 가장 가까운 상기 부 송신부를 탐색하는 탐색부
상기 탐색된 부 송신부에 무선 전력전송 요청신호를 송신하는 정보 송신부
상기 요청신호를 수신한 상기 부 송신부로부터 전력을 수신하는 전력 수신부
를 포함하는 전송전력 빔포밍 장치.
The method of claim 1,
The target receiver
A searcher searching for the sub-transmitter closest to the target receiver
An information transmitter for transmitting a wireless power transfer request signal to the found secondary transmitter
A power receiver for receiving power from the sub-transmitter receiving the request signal
Transmission power beamforming apparatus comprising a.
제6항에 있어서,
상기 탐색부는 인 밴드(In-Band) 통신 또는 아웃 오브 밴드(Out of Band) 통신을 통하여 상기 타겟 수신기에 가장 가까운 상기 부 송신부를 탐색하고,
상기 아웃 오브 밴드 통신을 통하여 탐색하는 경우는 상기 부 송신부와 상기 타겟 수신기의 위치정보를 교환하여 상기 부 송신부의 송전 영역으로 유도되는 것을 특징으로 하는 전송전력 빔포밍 장치.
The method of claim 6,
The search unit searches for the sub transmitter closest to the target receiver through in-band communication or out of band communication.
And a case of searching through the out-of-band communication, the position information of the sub transmitter and the target receiver is exchanged to be guided to the transmission region of the sub transmitter.
타겟 수신기로부터 무선 전력전송 요청신호 및 상기 타겟 수신기의 위치정보를 수신하는 정보 수신부;
상기 수신된 위치정보에 기초하여 상기 타겟 수신기와 주 송신부 사이에서 일직선을 이루는 위치로 이동하는 부 송신부; 및
상기 수신된 무선 전력전송 요청신호에 기초하여 상기 부 송신부를 통하여 전력을 전송하는 주 송신부
를 포함하는 전송전력 빔포밍 장치.
An information receiver configured to receive a wireless power transmission request signal and location information of the target receiver from a target receiver;
A sub transmitter configured to move to a position in a straight line between the target receiver and the main transmitter based on the received position information; And
A main transmitter for transmitting power through the sub transmitter based on the received wireless power transmission request signal
Transmission power beamforming apparatus comprising a.
제8항에 있어서,
상기 부 송신부는,
상기 주 송신부와 일직선 축으로 연결되어 상기 주 송신부를 기준으로 360도 회전 하는 전송전력 빔포밍 장치.
The method of claim 8,
The sub-transmitter,
The transmission power beamforming apparatus connected to the main transmission unit in a straight axis and rotated 360 degrees with respect to the main transmission unit.
제8항에 있어서,
상기 주 송신부는,
상기 타겟 수신기의 위치정보에 기초하여, 상기 타겟 수신기와 상기 주 송신부 사이에서 일직선의 위치에 놓이도록 상기 부 송신부를 회전시키는 전송전력 빔포밍 장치.
The method of claim 8,
The main transmission unit,
And a sub power transmitter rotating the sub transmitter so as to be in a straight line between the target receiver and the main transmitter based on the position information of the target receiver.
제8항에 있어서,
상기 주 송신부는,
상기 타겟 수신기의 위치정보에 기초하여, 상기 주 송신부의 송전 영역에 상기 타겟 수신기가 위치한 경우에는 상기 부 송신부를 이용하지 않고 직접 전력전송을 수행하는 전송전력 빔포밍 장치.
The method of claim 8,
The main transmission unit,
And a target power transmitter based on the position information of the target receiver, when the target receiver is located in a transmission region of the main transmitter, directly performing power transmission without using the sub transmitter.
타겟 수신기로부터 무선 전력전송 요청신호를 수신하는 단계;
상기 무선 전력전송 요청신호를 수신한 경우에 무선 전력전송이 가능한 상태로 준비되는 단계; 및
상기 무선 전력전송 요청신호에 기초하여 부 송신부를 통하여 무선 전력을 상기 타겟 수신기로 전송하는 단계
를 포함하는 전송전력 빔포밍 방법.
Receiving a wireless power transmission request signal from a target receiver;
Preparing to perform a wireless power transmission when the wireless power transmission request signal is received; And
Transmitting wireless power to the target receiver through a sub-transmitter based on the wireless power transmission request signal;
Transmission power beamforming method comprising a.
타겟 수신기로부터 무선 전력전송 요청신호 및 상기 타겟 수신기의 위치정보를 수신하는 단계;
상기 수신된 위치정보에 기초하여 상기 타겟 수신기와 주 송신부 사이에서 일직선을 이루는 위치로 이동하는 단계; 및
상기 수신된 무선 전력전송 요청신호에 기초하여 부 송신부를 통하여 전력을 전송하는 단계
를 포함하는 전송전력 빔포밍 방법.
Receiving a wireless power transmission request signal and location information of the target receiver from a target receiver;
Moving to a straight line between the target receiver and the main transmitter based on the received position information; And
Transmitting power through a sub-transmitter based on the received wireless power transmission request signal;
Transmission power beamforming method comprising a.
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