KR20130084606A

KR20130084606A - 무선 전력 송신기의 필드 분포 제어

Info

Publication number: KR20130084606A
Application number: KR1020127032677A
Authority: KR
Inventors: 젠 닝 로우; 3세 찰스 이 휘틀리; 아담 에이 머드릭; 노박 윌리엄 에이치 본
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2013-07-25
Also published as: US20150115884A1; JP5911541B2; EP2890021B1; US9337666B2; JP5615972B2; CN104283330A; CN102948084B; JP2015008629A; EP2569870A1; JP2013534074A; CN104283330B; US8934857B2; WO2011143547A1; KR101579644B1; CN102948084A; US20110281535A1; KR20150055075A; EP2569870B1; EP2890021A1

Abstract

예시적인 실시형태들은 무선 전력 송신기 (700A) 의 필드 분포를 제어하는 것과 관련된다. 송신기는 필드를 생성하도록 구성된 송신 안테나 (601) 를 포함할 수도 있다. 송신기는 송신 안테나에 근접하고 생성된 필드의 분포를 변경하도록 구성된 적어도 하나의 기생 안테나를 더 포함할 수도 있다.

Description

무선 전력 송신기의 필드 분포 제어{CONTROLLING FIELD DISTRIBUTION OF A WIRELESS POWER TRANSMITTER}

35 U.S.C.§119 하의 우선권 주장

본 출원은 35 U.S.C.§119(e) 하에서,

2010 년 5 월 17 일자로 출원된 발명의 명칭이 "ALTERING MAGNETIC FIELD DISTRIBUTION USING REACTIVELY LOADED PARASITIC COIL(S)" 인 미국 특허 가출원 제 61/345,435 호를 우선권 주장하고, 이 개시물은 전체적으로 본 명세서에 참조로서 통합되며,

2010 년 5 월 14 일자로 출원된 발명의 명칭이 "CONTROLLING MAGNETIC FIELD DISTRIBUTION VIA PARASITIC LOOPS" 인 미국 특허 가출원 제 61/334,783 호를 우선권 주장하고, 이 개시물은 전체적으로 본 명세서에 참조로서 통합된다.

기술분야

본 발명은 일반적으로 무선 전력에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 무선 전력 송신기에 의해 발생된 필드의 분포를 제어하는 것에 관련된 시스템, 디바이스, 및 방법에 관한 것이다.

송신기와 충전될 디바이스 간의 무선 전력 송신을 통해 이용하는 접근법들이 개발되고 있다. 일반적으로, 이들은 2 개의 카테고리들로 나누어진다. 하나는 방사된 전력을 수집하고 배터리를 충전하기 위해 그것을 정류하는 충전될 디바이스 상의 송신 안테나와 수신 안테나 간의 평면파 방사 (또한, 원거리장 방사 (far-field radiation) 로 지칭됨) 의 커플링에 기초한다. 일반적으로, 안테나들은 커플링 효율을 향상시키기 위한 공진 길이로 이루어진다. 이 접근법은, 전력 커플링이 안테나들 간의 거리에 따라 빠르게 저하된다는 사실을 겪는다. 때문에, 합리적인 거리 이상 (예를 들어, >1-2m) 에서의 충전은 어렵다. 또한, 시스템은 평면파를 방사하기 때문에, 필터링을 통해 적합하게 제어되지 않는 경우 의도치 않은 방사가 다른 시스템들과 간섭할 수 있다.

다른 접근법들은, 예를 들어 "충전" 매트 또는 표면에 임베딩된 송신 안테나와 수신 안테나 간의 유도적 커플링 뿐만 아니라 충전될 호스트 디바이스 내에 임베딩된 정류 회로에 기초한다. 이 접근법은, 송신 안테나와 수신 안테나 간의 공간이 매우 가까워야 한다 (예를 들어, mms) 는 단점을 갖는다. 그러나, 이 접근법은 동일한 영역에서 다수의 디바이스들을 동시에 충전하는 능력을 가져야 하고, 이 영역은 통상적으로 작으며, 따라서 사용자는 특정 영역에 디바이스들을 위치시켜야 한다.

당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이, 근거리장 통신 (NFC) 디바이스는 NFC 디바이스의 바람직하지 않은 가열을 발생할 수도 있는, 무선 전력 송신기로부터의 초과 전력을 수신할 수도 있다. 추가로, 로그 (rouge) 수신기는 무선 전력 송신기로부터 전력을 픽업하는 것을 시도할 수도 있고, 따라서 유효한 무선 전력 수신기로의 전력 전달 및 시스템 효율에 영향을 미친다.

또한, 연관된 충전 영역 내에 위치된 추가의 수신기들 또는 금속 오브젝트들은 그들의 자체적인 인덕턴스를 감소시킴으로써 송신기를 디튜닝 (detune) 할 수도 있다. 송신기의 송신 코일을 조사할 때 임피던스의 변화는 연관된 구동 증폭기의 성능에 영향을 미칠 수도 있다. 송신 코일이 수신 코일보다 상당히 크다면, 코일들 사이의 커플링 효율은 악화될 수도 있고, 이는 충전 시간에 영향을 주고 잠정적인 열 문제들을 발생할 수도 있다. 따라서, 고 효율의 커플링 구조가 바람직하다. 하나 이상의 수신기들의 위치들을 연관된 충전 영역에서 파악하여 전력이 개별 수신기들로 전환될 수 있게 하는 것은 바람직하다.

무선 전력 송신기의 필드 분포를 제어하기 위한 방법들, 시스템들 및 디바이스들에 대한 필요성이 존재한다. 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기의 필드 분포를 제어하기 위해 하나 이상의 기생 안테나들을 활용하기 위한 방법들, 시스템들, 및 디바이스들에 대한 필요성이 존재한다.

도 1 은 무선 전력 전송 시스템의 단순화된 블록도를 나타낸다.
도 2 는 무선 전력 전송 시스템의 단순화된 개략도를 나타낸다.
도 3 은 본 발명의 예시적인 실시형태들에서 사용하기 위한 루프 안테나의 개략도를 예시한다.
도 4a 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 송신기의 간략화된 블록도이다.
도 4b 는 송신 안테나에 근접하게 위치된 스위치를 포함하는 기생 안테나를 예시한다.
도 4c 는 송신 안테나에 근접하게 위치된 스위치 및 캐패시터를 포함하는 기생 안테나를 예시한다.
도 5 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 수신기의 단순화된 블록도이다.
도 6a 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 일 송신 안테나와 복수의 기생 안테나들을 포함하는 무선 전력 송신기를 예시한다.
도 6b 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 일 송신 안테나와 복수의 기생 안테나들을 포함하는 다른 무선 전력 송신기를 예시한다.
도 6c 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 일 송신 안테나와, 제 1 방향의 복수의 기생 안테나들 및 제 2 방향의 다른 복수의 기생 안테나들을 포함하는 다른 무선 전력 송신기를 예시한다.
도 6d 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 일 송신 안테나와 기생 안테나들의 다차원 어레이를 포함하는 다른 무선 전력 송신기를 예시한다.
도 7a 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 일 무선 전력 송신기와 복수의 무선 전력 수신기들을 포함하는 무선 전력 시스템을 예시한다.
도 7b 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 일 무선 전력 송신기와 일 무선 전력 수신기를 포함하는 다른 무선 전력 시스템을 예시한다.
도 8a 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 일 무선 전력 송신기와, 호환 불가능 수신기들을 포함하는 복수의 무선 전력 수신기들을 포함하는 무선 전력 시스템을 예시한다.
도 8b 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 일 무선 전력 송신기와, 복수의 호환 불가능 수신기들을 포함하는 복수의 무선 전력 수신기들을 포함하는 무선 전력 시스템을 예시한다.
도 9 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 일 무선 전력 송신기, 복수의 무선 전력 수신기들 및 호환가능 수신기를 포함하는 무선 전력 시스템을 예시한다.
도 10a 내지 도 10g 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 다양한 예시적인 무선 전력 송신기 구성들을 예시하며, 여기서 각각의 구성은 일 송신 안테나와 적어도 하나의 기생 안테나를 포함한다.
도 11a 내지 도 11c 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 다양한 예시적인 무선 전력 송신기 구성들의 단면도들을 예시하며, 여기서 각각의 구성은 일 송신 안테나와 일 기생 안테나를 포함한다.
도 12a 내지 도 12e 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 송신 안테나 내의 전류와 기생 안테나 내의 전류 간의 다양한 관계를 예시한다.
도 13 은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 방법을 설명하는 흐름도이다.

첨부된 도면들과 함께 이하에서 설명되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 설명으로서 의도되고, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태들을 나타내도록 의도되지는 않는다. 본 설명 전체에서 사용된 용어 "예시적인" 은 "예, 경우, 또는 예시로서 기능하는" 을 의미하고, 다른 예시적인 실시형태들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 반드시 해석될 필요는 없다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 전체 이해를 제공하기 위한 목적의 특정 상세들을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시형태들은 이들 특정 상세들 없이 실시될 수도 있음이 당업자에게 자명할 것이다. 일부 경우들에서, 본원에 제시된 예시적인 실시형태들의 신규성을 모호하게 하지 않기 위해서 잘 알려진 구조들 및 디바이스들은 블록도 형태로 도시된다.

용어 "무선 전력" 은 전기 필드, 자기 필드, 전자기 필드, 또는 물리적인 전기적 도체를 사용하지 않고 송신기와 수신기 사이에서 송신되는 이외의 것과 연관된 임의의 형태의 에너지를 의미하는 것으로 본원에서 사용된다. 하기에서, 상기 3 가지 필드 모두는 순수한 자기 필드 또는 순수한 전기 필드가 전력을 방사하지 않는다는 이해 하에 일반적으로 방사 필드들로 지칭될 것이다. 이들은 전력 전송을 달성하기 위해 "수신측 안테나" 에 커플링되어야 한다.

도 1 은 본 발명의 각종 예시적인 실시형태들에 따른 무선 송신 또는 충전 시스템 (100) 을 나타낸다. 에너지 전송을 제공하기 위한 방사 필드 (106) 를 생성하기 위해 송신기 (104) 에는 입력 전력 (102) 이 제공된다. 수신기 (108) 가 방사 필드 (106) 에 커플링되고, 출력 전력 (110) 에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 의한 저장 또는 소비를 위한 출력 전력 (110) 을 생성한다. 송신기 (104) 및 수신기 (108) 양자 모두는 거리 (112) 만큼 분리된다. 일 예시적인 실시형태에서, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 상호 공진 관계에 따라 구성되고, 수신기 (108) 의 공진 주파수 및 송신기 (104) 의 공진 주파수가 매우 가까울 때, 수신기 (108) 가 방사 필드 (106) 의 "근거리장 (near-field)" 내에 위치하는 경우 송신기 (104) 와 수신기 (108) 간의 송신 손실들이 최소가 된다.

송신기 (104) 는 에너지 송신을 위한 수단을 제공하기 위해 송신 안테나 (114) 를 더 포함하고, 수신기 (108) 는 에너지 수신을 위한 수단을 제공하기 위해 수신 안테나 (118) 를 더 포함한다. 송신 안테나 및 수신 안테나는 함께 연관될 디바이스들 및 애플리케이션들에 따라 사이즈가 정해진다. 전술한 바와 같이, 전자기파로 에너지의 대부분을 원거리장에 전파하기보다는 송신 안테나의 근거리장 내의 에너지의 많은 부분을 수신 안테나에 커플링함으로써, 효율적인 에너지 전송이 발생한다. 이 근거리장에서, 송신 안테나 (114) 와 수신 안테나 (118) 간에 커플링 모드가 전개될 수도 있다. 본원에서, 이 근거리장 커플링이 발생할 수도 있는 안테나들 (114 및 118) 주변 영역은 커플링 모드 지역으로서 지칭된다.

도 2 는 무선 전력 전송 시스템의 단순화된 개략도를 나타낸다. 송신기 (104) 는 오실레이터 (122), 전력 증폭기 (124), 및 필터 및 매칭 회로 (126) 를 포함한다. 오실레이터는, 조정 신호 (123) 에 응답하여 조정될 수도 있는, 오직 예로서 468.75 KHz, 6.78 MHz 또는 13.56 과 같은 원하는 주파수에서 신호를 생성하도록 구성된다. 오실레이터 신호는 제어 신호 (125) 에 응답하는 증폭량으로 전력 증폭기 (124) 에 의해 증폭될 수도 있다. 고조파 또는 다른 원하지 않는 주파수를 필터링하고, 송신기 (104) 의 임피던스를 송신 안테나 (114) 에 매칭시키도록 필터 및 매칭 회로 (126) 가 포함될 수도 있다.

수신기 (108) 는 DC 전력 출력을 생성하여 도 2 에 도시된 배터리 (136) 를 충전하고 또는 수신기에 커플링된 디바이스 (미도시) 에 전력을 공급하도록 매칭 회로 (132), 및 정류기 및 스위칭 회로 (134) 를 포함할 수도 있다. 수신기 (108) 의 임피던스를 수신 안테나 (118) 에 매칭시키도록 매칭 회로 (132) 가 포함될 수도 있다. 수신기 (108) 및 송신기 (104) 는 별개의 통신 채널 (119)(예를 들어, 블루투스, 지그비, 셀룰러 등) 상에서 통신할 수도 있다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시형태들에 이용된 안테나들은, 본원에서 "자기 (magnetic)" 안테나로서 지칭될 수도 있는 "루프" 안테나 (150) 로서 구성될 수도 있다. 루프 안테나들은 페라이트 코어와 같은 물리적 코어 또는 공심 (air core) 을 포함하도록 구성될 수도 있다. 공심 루프 안테나들은 코어 부근에 배치된 관련 없는 물리적 디바이스들에 대해 더 견딜만할 수도 있다. 또한, 공심 루프 안테나는 코어 영역 내의 다른 컴포넌트들의 배치를 허용한다. 또한, 공심 루프는 송신 안테나 (114)(도 2) 의 평면 내에 수신 안테나 (118)(도 2) 의 배치를 더욱 용이하게 할 수도 있으며, 여기서 송신 안테나 (114)(도 2) 의 커플링된 모드 영역이 더 파워풀해질 수도 있다.

전술된 바와 같이, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 간의 효율적인 에너지 전송은 송신기 (104) 와 수신기 (108) 간의 매칭된 또는 거의 매칭된 공진 동안 (즉, 주파수들이 매칭됨) 발생한다. 그러나, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 간의 공진이 매칭되지 않을 때에도, 에너지는 전송될 수도 있으나 효율성에 영향을 줄 수도 있다. 에너지의 전송은, 송신 안테나로부터 자유 공간으로 에너지를 전파하기 보다는, 송신 안테나의 근거리장으로부터의 에너지를 이 근거리장이 확립되는 근처에 상주하는 수신 안테나에 커플링함으로써 발생한다.

루프 또는 자기 안테나들의 공진 주파수는 인덕턴스 및 캐패시턴스에 기초한다. 루프 안테나에서의 인덕턴스는 일반적으로 단순히 루프에 의해 생성된 인덕턴스인 반면에, 캐패시턴스는 일반적으로 원하는 공진 주파수에서 공진 구조를 생성하기 위해 루프 안테나의 인덕턴스에 부가된다. 비한정적인 예로써, 캐패시터 (152) 및 캐패시터 (154) 가 안테나에 추가되어 공진 신호 (156) 를 생성하는 공진 회로를 생성할 수도 있다. 따라서, 더 큰 안테나에 있어서, 공진을 유도하기 위해 필요한 캐패시턴스의 크기는 코일 직경 및/또는 턴 수의 증가로 인해 루프의 인덕턴스가 증가됨에 따라 감소한다. 또한, 루프 또는 자기 안테나의 직경이 증가함에 따라, 근거리장의 효율적인 에너지 전송 영역이 증가한다. 물론, 다른 공진 회로들이 가능할 수도 있다. 다른 비한정적인 예로써, 루프 안테나의 2 개의 단자들 사이에 캐패시터가 병렬로 배치될 수도 있다. 또한, 송신 안테나에 있어서 공진 신호 (156) 는 루프 안테나 (150) 에 대한 입력일 수도 있다는 것을 당업자는 인지할 것이다.

도 4a 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 송신기 (200) 의 간략화된 블록도이다. 송신기 (200) 는 송신 회로 (202) 및 송신 안테나 (204) 를 포함한다. 일반적으로, 송신 회로 (202) 는 송신 안테나 (204) 에 대한 근거리장 에너지의 생성을 초래하는 발진 신호를 제공함으로써 송신 안테나 (204) 에 RF 전력을 제공한다. 송신기 (200) 는 임의의 적합한 주파수에서 동작할 수도 있음이 주목된다. 예로써, 송신기 (200) 는 13.56 MHz ISM 대역에서 동작할 수도 있다.

예시적인 송신 회로 (202) 는 송신 회로 (202) 의 임피던스 (예를 들어, 50 ohm) 를 송신 안테나 (204) 에 매칭시키기 위한 (즉, 효율을 강화하기 위해 부하와 소스가 매칭됨) 고정 임피던스 매칭 회로 (206) 및 수신기 (108; 도 1) 에 커플링된 디바이스의 셀프-재밍을 방지하기 위한 레벨로 고조파 방출을 감소시키도록 구성된 로우 패스 필터 (LPF; 208) 를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태는, 다른 주파수들을 통과시키면서 특정 주파수들을 감쇠하는 노치 필터들을 포함하는 상이한 필터 토폴로지들을 포함할 수도 있으나 이에 한정되지 않으며, 안테나에 대한 출력 전력 또는 전력 증폭기에 의해 얻어진 DC 전류와 같은 측정 가능한 송신 메트릭들에 기초하여 변경될 수 있는 적응형 임피던스 매치를 포함할 수도 있다. 송신 회로 (202) 는 오실레이터 (212) 에 의해 결정된 바와 같은 RF 신호를 도출하도록 구성된 전력 증폭기 (210) 를 더 포함한다. 송신 회로는 이산 디바이스들 또는 회로들로 이루어질 수도 있고, 또는 대안으로 집적된 어셈블리로 이루어질 수도 있다. 송신 안테나 (204) 로부터 출력된 예시적인 RF 전력은 2.5 와트 정도일 수도 있다.

송신 회로 (202) 는 특정 수신기들에 대한 송신 페이즈 (또는 듀티 사이클) 동안 오실레이터 (212) 를 인에이블하고, 오실레이터의 주파수 또는 위상을 조정하며, 그 접속된 수신기들을 통해 이웃하는 디바이스들과 상호작용하기 위한 통신 프로토콜을 구현하기 위해 출력 전력 레벨을 조정하기 위한 제어기 (214) 를 더 포함한다. 당업계에서 잘 알려진 바와 같이, 송신 경로의 발진기 위상 및 관련 회로의 조정은 특히 일 주파수에서 다른 주파수로 천이할 때 대역외 방출의 감소를 허용한다.

송신 회로 (202) 는 송신 안테나 (204) 에 의해 생성된 근거리장 부근에서의 액티브 수신기들의 존재 또는 부존재를 검출하기 위한 부하 감지 회로 (216) 를 더 포함할 수도 있다. 예로써, 부하 감지 회로 (216) 는 전력 증폭기 (210) 로 흐르는 전류를 모니터링하고, 그 전력 증폭기는 송신 안테나 (204) 에 의해 생성된 근거리장 부근에서의 액티브 수신기들의 존재 또는 부존재에 의해 영향을 받는다. 액티브 수신기와 통신하도록 에너지를 송신하기 위해 오실레이터 (212) 를 인에이블할지 여부를 결정하는데 이용하기 위해, 전력 증폭기 (210) 상의 로딩에 대한 변화의 검출이 제어기 (214) 에 의해 모니터링된다.

송신 안테나 (204) 는 저항 손실을 낮게 유지하기 위해 선택된 두께, 폭 및 금속 타입을 갖는 안테나 스트립으로서 또는 리츠 (Litz) 와이어로 구현될 수도 있다. 종래의 구현에서, 송신 안테나 (204) 는 일반적으로 테이블, 매트, 램프와 같은 큰 구조 또는 다른 작은 휴대용 구성과의 연관을 위해 구성될 수 있다. 따라서, 송신 안테나 (204) 는 일반적으로 실제적인 치수로 되기 위해 "턴들 (turns)" 을 요구하지 않을 수도 있다. 송신 안테나 (204) 의 예시적 구현은 "전기적으로 작은" (즉, 파장의 일부) 일 수도 있고, 공진 주파수를 정의하기 위해 캐패시터를 이용함으로써 보다 낮은 가용 주파수들에서 공진하도록 튜닝될 수도 있다. 수신 안테나에 대하여, 송신 안테나 (204) 가 사각 루프인 경우 직경 또는 측면 길이가 더 클 수 있는 (약 0.50 미터) 예시적인 애플리케이션에서, 송신 안테나 (204) 는 적정한 캐패시턴스를 획득하기 위해 반드시 다수의 턴들을 요구하지는 않을 것이다.

송신기 (200) 는, 송신기 (200) 와 연관될 수도 있는 수신기 디바이스들의 상태 및 소재에 관한 정보를 수집 및 추적할 수도 있다. 따라서, 송신기 회로 (202) 는 제어기 (214)(본원에서 프로세서로도 지칭됨) 에 접속된 존재 검출기 (280), 밀폐형 검출기 (enclosed detector; 290), 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 제어기 (214) 는 존재 검출기 (280) 및 밀폐형 검출기 (290) 로부터의 존재 신호들에 응답하여 증폭기 (210) 에 의해 전달된 전력량을 조정할 수도 있다. 송신기는, 예를 들어 빌딩 내에 존재하는 종래의 AC 전력을 변환하기 위한 AC-DC 컨버터 (미도시), 종래의 DC 전원을 송신기 (200) 에 적절한 전압으로 변환하기 위한 DC-DC 컨버터 (미도시) 와 같은 다수의 전원들을 통해, 또는 종래의 DC 전원 (미도시) 으로부터 직접 전력을 수신할 수도 있다.

비한정적인 예로써, 존재 검출기 (280) 는 송신기의 커버리지 영역 안으로 인서트되는 충전될 디바이스의 초기 존재를 감지하도록 이용된 모션 검출기일 수도 있다. 검출 후에, 송신기는 턴 온될 수도 있고, 디바이스에 의해 수신된 RF 전력은, 미리 결정된 방식으로 Rx 디바이스 상의 스위치를 토글링하는데 이용될 수도 있으며, 이는 차례로 송신기의 구동 포인트 임피던스에 대한 변화를 초래한다.

다른 비한정적인 예로써, 존재 검출기 (280) 는 예를 들어 적외선 검출, 모션 검출, 또는 다른 적절한 수단에 의해 인간을 검출할 수 있는 검출기일 수도 있다. 몇몇 예시적인 실시형태에서, 송신 안테나가 특정 주파수에서 송신할 수도 있는 전력량을 한정하는 규정들이 존재할 수도 있다. 몇몇 경우에서, 이들 규정들은 전자기파 방사로부터 인간을 보호하는 것을 의미한다. 그러나, 예를 들어 차고, 작업 현장, 상점 등과 같이 인간들에 의해 드물게 사용되고, 인간들에 의해 사용되지 않는 영역 내에 송신 안테나들이 배치되는 환경이 존재할 수도 있다. 이들 환경이 인간으로부터 자유로우면, 송신 안테나의 전력 출력을 통상의 전력 제한 규정 이상으로 증가시키는 것이 허용될 수도 있다. 다시 말하면, 제어기 (214) 는 인간 존재에 응답하여 송신 안테나 (204) 의 전력 출력을 규정 레벨 이하로 조정할 수도 있고, 송신 안테나 (204) 의 전자기 필드으로부터 규정 거리 밖에 인간이 있을 때 송신 안테나 (204) 의 전력 출력을 규정 레벨 초과 레벨로 조정할 수도 있다.

비한정적인 예로써, 밀폐형 검출기 (290)(본원에서 폐쇄 격실 검출기 또는 폐쇄 공간 검출기로도 지칭될 수도 있음) 는 인클로저가 폐쇄 또는 개방 상태에 있을 때를 결정하기 위한 감지 스위치와 같은 디바이스일 수도 있다. 송신기가 폐쇄 상태에 있는 인클로저 내에 있을 때, 송신기의 전력 레벨은 증가될 수도 있다.

예시적인 실시형태에서, 송신기 (200) 가 무기한으로 켜진 채로 있지 않는 방법이 이용될 수도 있다. 이 경우에서, 송신기 (200) 는 사용자가 결정한 양의 시간 후에 셧 오프하도록 프로그래밍될 수도 있다. 이 특성은, 송신기 (200), 특히 전력 증폭기 (210) 가 그 주변에서 무선 디바이스들이 완전히 충전된 후에 오래 구동되는 것을 방지한다. 이 이벤트는, 디바이스가 완전히 충전되는 수신 코일이나 중계기로부터 전송된 신호를 검출하기 위한 회로의 고장 때문일 수도 있다. 다른 디바이스가 그 주변에 배치되는 경우 송신기 (200) 가 자동으로 셧 다운되는 것을 방지하기 위해, 송신기 (200) 자동 셧 오프 특성은 단지 그 주변에서 검출된 모션이 없는 세트 기간 후에 활성화될 수도 있다. 사용자는 비활성 시간 간격을 결정하고 그것을 원하는 대로 변화시킬 수도 있다. 비한정적인 예로써, 시간 간격은, 디바이스가 초기에 완전히 방전되었다는 가정 하에서 특정 타입의 무선 디바이스를 완전히 충전하기 위해 필요한 것보다 더 길 수도 있다.

도 4b 는 선택적으로 제어될 수도 있는 스위치 (221) 를 포함하는 기생 안테나 (205) 에 근접한 송신 안테나 (204) 를 예시한다. 하기에서 더 완전히 설명되는 것과 같이, 단락된 기생 안테나 (즉, 스위치 (221) 가 단락된 기생 안테나 (205)) 는 송신 안테나 (204) 에 의해 생성된 필드를 변경시키는 (즉, 방해하는) 전류를 유도할 수도 있다. 도 4c 는 선택적으로 제어될 수도 있는 스위치 (221) 를 포함하는 기생 안테나 (207) 에 근접한 송신 안테나 (204) 및 캐패시터 C 를 예시한다. 하기에서 더 완전히 설명되는 것과 같이, 캐패시터를 갖는 단락된 기생 안테나 (즉, 스위치 (221) 가 단락된 기생 안테나 (207)) 는 송신 안테나 (204) 에 의해 생성된 필드를 변경시키는 전류를 유도할 수도 있다.

도 5 는 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 수신 전력을 제공하기 위한 디바이스 (350) 에 또한 커플링된다. 수신기 (300) 는 디바이스 (350) 외부에 있는 것으로 예시되었으나, 디바이스 (350) 안에 통합될 수도 있음이 주목된다. 일반적으로, 에너지는 수신 안테나 (304) 에 무선으로 전파되고, 그 다음에 수신 회로 (302) 를 통해 디바이스 (350) 에 커플링된다.

수신 안테나 (304) 는 송신 안테나 (204)(도 4) 와 같이 동일한 주파수에서 또는 지정된 범위의 주파수 내에서 공진하도록 튜닝된다. 수신 안테나 (304) 는 송신 안테나 (204) 와 유사한 치수일 수도 있고, 또는 연관된 디바이스 (350) 의 치수에 기초하여 상이하게 사이즈가 정해질 수도 있다. 예로써, 디바이스 (350) 는 송신 안테나 (204) 의 길이의 직경보다 작은 직경 또는 길이 치수를 갖는 휴대용 전자 디바이스일 수도 있다. 그러한 예에서, 수신 안테나 (304) 는 튜닝 캐패시터 (미도시) 의 캐패시턴스 값을 감소시키고 수신 안테나의 임피던스를 증가시키기 위해 멀티-턴 안테나로서 구현될 수도 있다. 예로써, 수신 안테나 (304) 는 안테나의 직경을 최대화하고 수신 안테나의 루프 턴들 (즉, 권선) 의 수 및 권선간 (inter-winding) 캐패시턴스를 감소시키기 위해서 디바이스 (350) 의 실질적인 원주 둘레에 배치될 수도 있다.

수신 회로 (302) 는 수신 안테나 (304) 에 임피던스 매칭을 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 컨버터 (308) 를 포함하고, 또한 DC-DC 컨버터 (310) 를 포함할 수도 있다. RF-DC 컨버터 (308) 는 수신 안테나 (304) 에서 수신된 RF 에너지 신호를 비-교류 전력으로 정류하는 한편, DC-DC 컨버터 (310) 는 정류된 RF 에너지 신호를 디바이스 (350) 와 호환성이 있는 에너지 전위 (예를 들어, 전압) 로 변환한다. 다양한 RF-DC 컨버터들은 선형 및 스위칭 컨버터들뿐만 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 대안으로 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, 송신기 (200)(도 2) 에 의해 "확인" 되는 "부하"를 변경한다.

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

다수의 수신기들 (300) 이 송신기의 근거리장에 존재할 때, 하나 이상의 수신기들의 로딩 및 언로딩을 시간 멀티플렉싱하여 다른 수신기들로 하여금 송신기에 더욱 효율적으로 커플링할 수 있게 하는 것이 바람직할 수도 있다. 수신기의 상기 "언로딩" 은 본 명세서에서 "클록킹" 으로 공지된다. 또한, 다른 근처의 수신기에 커플링하는 것을 제거하거나 또는 근처의 송신기들 상의 로딩을 감소시키거나 또는 송신기가 단 하나의 "클록킹된 (clocked)" 수신기의 특징들을 정확히 결정할 수 있게 하기 위해서 수신기가 클록킹될 수도 있다. 또한, 수신기 (300) 에 의해 제어되고 송신기 (200) 에 의해 검출된 언로딩과 로딩 간의 이러한 스위칭은 하기에서 더 완전히 설명되는 바와 같이 수신기 (300) 로부터 송신기 (200) 로의 통신 메커니즘을 제공한다. 또한, 프로토콜은 수신기 (300) 로부터 송신기 (200) 로의 메시지의 송신을 가능하게 하는 스위칭과 연관될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 속도는 대략 100 μsec 정도일 수도 있다.

예시적인 실시형태에서, 송신기와 수신기 간의 통신은 종래의 양방향 통신보다는 디바이스 감지 및 충전 제어 메커니즘으로 지칭한다. 다시 말하면, 송신기는 송신된 신호의 온/오프 키잉 (keying) 을 이용하여, 근거리장에서 에너지가 이용 가능한지 여부를 조정할 수도 있다. 수신기들은 전달된 전력에서의 이들 변화를 송신기로부터의 메시지로서 해석한다. 수신기측으로부터, 수신기는 수신 안테나의 튜닝 및 디-튜닝 (de-tuning) 를 이용하여 근거리장으로부터 얼마나 많은 전력이 수용되고 있는지를 조정한다. 송신기는 근거리장으로부터 이용된 이러한 전력의 차이를 검출하고, 이들 변화들을 수신기로부터의 메시지로서 해석할 수도 있다. 송신 전력 및 부하 거동의 변조의 다른 형태들이 이용될 수도 있다.

수신 회로 (302) 는 수신된 에너지 변동을 식별하는데 이용된 시그널링 검출기 및 비콘 회로 (314) 를 더 포함할 수도 있고, 그 수신된 에너지 변동은 송신기로부터 수신기로의 정보 시그널링에 대응할 수도 있다. 또한, 시그널링 및 비콘 회로 (314) 는 또한 무선 충전을 위한 수신 회로 (302) 를 구성하기 위해서, 감소된 RF 신호 에너지 (즉, 비콘 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 본원에서 설명된 스위칭 회로 (312) 의 제어를 포함하여 본원에서 설명된 수신기 (300) 의 프로세스를 조절하는 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 발생시에, 수신기 (300) 의 클록킹이 발생할 수도 있다. 또한, 프로세서 (316) 는, 수신기의 클록킹을 제어하는 것 이외에도, 비콘 회로 (314) 를 모니터링하여 비콘 상태를 결정하고 송신기로부터 전송된 메시지를 추출할 수도 있다. 또한, 프로세서 (316) 는 개선된 성능을 위해 DC-DC 컨버터 (310) 를 조정할 수도 있다.

본원에 설명된 바와 같이, 본 발명의 각종 예시적인 실시형태들은 하나 이상의 기생 안테나들을 통해 무선 전력 시스템의 필드 분포를 제어하기 위한 시스템, 디바이스, 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 예시적인 실시형태들은 개선된 커플링 효율, 더 적은 열 문제들, 및 개선된 충전 시간을 가능하게 할 수도 있다. 추가로, 예시적인 실시형태들은 더 많은 충전가능 디바이스들을 지원하기 위한 증가된 충전 영역을 가능하게 할 수도 있고, 따라서 효율 및 충전 시간에 영향을 주지 않고 사용자 경험을 개선할 수도 있다. 용어들 "기생 코일", "기생 루프" 및 "기생 안테나" 는 본 명세서에서 상호교환하여 이용될 수도 있다.

본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 송신 안테나에 근접하게 위치된 디튜닝 및 단락된 기생 안테나 (즉, 완전 단락 기생 안테나) 는 유도 전류로 인해 송신 안테나에 의해 생성된 필드 (예컨대, 자기 필드) 에 반대되는 필드 (예컨대, 자기 필드) 를 생성할 수도 있다. 따라서, 상기 예시적인 실시형태에서, 기생 안테나 내의 영역은 자기 필드로 이루어진 공동일 수도 있고, 송신 안테나의 자기 인덕턴스 (self-inductance) 는 감소될 수도 있다. 추가로, 다른 예시적인 실시형태에 따라, 기생 안테나는 (예컨대, 스위치를 통해) 개방될 수 있고 (즉, 회로-개방됨), 따라서 송신 안테나 또는 송신 안테나에 근접한 자기 필드 분포에 대한 영향을 유도하지 않을 수도 있다.

본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라, 고정된 리액턴스 (예컨대, 캐패시턴스) 를 가지고 송신 안테나에 근접하게 위치된 하나 이상의 기생 안테나들은 송신 안테나에 의해 생성된 자기 필드를 변경하기 위해 그 내부에 전류를 유도할 수도 있다.

하기에서 더 완전히 설명되는 것과 같이, 하나 이상의 기생 안테나들은 로우 어레이에서, 컬럼 어레이에서, 또는 이들의 조합 (즉, 로우 및 컬럼 어레이들이 오버랩핑하는 이중 층) 에서 송신 안테나에 근접하게 위치될 수도 있다. 추가로, 기생 안테나들은 하나 이상의 층들을 포함할 수도 있는 그리드 어레이에서 송신 안테나에 근접하게 위치될 수도 있다. 또한, 하나 이상의 기생 안테나들은 송신 안테나 위에, 송신 안테나 밑에, 또는 송신 안테나와 동일 평면에 위치될 수도 있다.

기생 안테나들은 연관된 송신 안테나와 동일한 사이즈이거나, 더 작거나, 더 클 수도 있다. 하나 이상의 기생 안테나들은 단일 턴 또는 다중 턴들을 포함할 수도 있다. 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 단락된 기생 코일은 실질적으로 유사한 사이즈의 전자 디바이스 (예컨대, 모바일 전화기) 와 실질적으로 유사한 디튜닝 영향 (송신 코일 자기 인덕턴스의 감소) 을 미칠 수도 있음에 유의한다.

한가지 고려되는 단계 동안, 공진 매칭은 연결된 루프 내에 호환가능 수신기를 가지지 않는 모든 기생 안테나들을 단락시키고, 연결된 루프 내에 적어도 하나의 호환가능 수신기를 가지는 각각의 기생 안테나를 개방함으로써 획득될 수도 있다. 송신 안테나와 단락된 기생 코일들의 충전 영역 내에 위치된 각각의 수신기의 누적된 디튜닝 영향은 수신기들의 개수와 상관없이 동일하다는 점에 유의한다. 따라서, 송신 안테나의 자기 인덕턴스는 연관된 충전 영역 내에 배치된 수신기들의 수와 관계없이 바인딩될 수도 있다.

전술된 것과 같이, 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라, 각각의 기생 코일이 고정된 리액턴스를 갖는 하나 이상의 기생 코일들은 무선 전력 송신기의 자기 필드 분포가 변경될 수 있도록 (예컨대, 자기 필드 분포를 균일하게 함) 무선 전력 송신기 내에 통합될 수도 있다. 기생 안테나들의 루프들은 자기 필드 분포를 개선하거나, 바람직한 존에서 그 필드를 조종 (steer) 하기 위해 외부 여기된 코일 (즉, 송신 안테나) 보다 더 작을 수도 있다. 추가로, 기생 안테나들의 루프들은 유효 충전 영역을 증가시키기 위해 외부 여기 코일 보다 클 수도 있다. 하나 이상의 기생 안테나들은 전체 필드 분포를 개선하기 위해 동심의 레이아웃으로 또는 특정 존에서 필드 분포를 개선하기 위해 비-동심의 레이아웃으로 배열될 수도 있다. 추가로, 하나 이상의 기생 안테나들은 단일 턴 권선 또는 다중 턴 권선으로 이루어질 수도 있다.

송신 안테나에 의해 생성된 자기 필드에 대한 하나 이상의 기생 안테나들의 영향의 정도는 기생 안테나들과 송신 안테나 사이의 상호 인덕턴스에 의존할 수도 있는, 기생 안테나에서 유도된 전류에 의존할 수도 있다. 이러한 전류는 기생 안테나의 사이즈 (즉, 사이즈가 클수록 더 많은 전류), 기생 안테나의 턴 수 (즉, 턴 수가 많을수록 더 많은 전류), 기생 안테나와 송신 안테나 사이의 (수직 및 수평) 거리 (즉, 거리가 가까울수록 더 많은 전류) 및 무선 전력 송신기의 충전 표면 (즉, 거리가 클수록 더 적게 영향을 미침) 에 의해 제어될 수도 있다.

하기에서 더 완전히 설명되는 것과 같이, 하나 이상의 기생 안테나는 연관된 충전 표면으로부터 더 멀리 떨어진 수신기들로의 상호 커플링을 개선하기 위해 (그 결과, 효율이 증가됨) 송신 안테나 위에 위치될 수도 있다. 추가로, 하나 이상의 기생 안테나는 송신기 프로파일을 감소시키기 위해 송신 안테나와 동일 평면에 있을 수도 있다. 또한, 하나 이상의 기생 안테나는 필드 변경 정도를 감소시키기 위해 송신 안테나 아래에 위치될 수도 있다.

기생 안테나를 통한 하나 이상의 캐패시터 값들은 송신 안테나와 기생 안테나 간의 위상 차이를 제어할 수도 있음에 유의한다. 따라서, 기생 안테나를 통한 캐패시터의 값은 바람직한 응답을 위해 선택될 수도 있다. (개방 회로와 유사한) 극히 작은 캐패시터는 전체 필드 분포에 최소한에 영향을 미칠 수도 있다. (단락 회로와 유사한) 극히 큰 값을 갖는 캐패시터는 개별 기생 안테나의 중심에서 최소 필드 강도를 달성하고, 동심의 레이아웃 중 개별 기생 안테나 외부의 영역에서 최대 필드 강도를 달성할 수도 있다. 공진 주파수를 동작 주파수로 구동하는 캐패시터의 값 미만의 값을 갖는 캐패시터는 개별 기생 안테나 외부의 영역에서 필드 강도를 감소시키고 개별 기생 안테나 내부의 영역에서 필드 강도를 증가시킴으로써 동심의 레이아웃에 대하여 상당히 균일한 필드 분포를 달성할 수도 있다. 공진 주파수를 동작 주파수로 구동하는 캐패시터의 값과 동일한 값을 갖는 캐패시터는 동심의 레이아웃에 대하여 개별 기생 안테나의 중심에서 최대 필드 강도를 달성하고, 개별 기생 안테나 외부의 영역에서 최소 필드 강도를 달성할 수도 있다. 공진 주파수를 동작 주파수로 구동하는 캐패시터의 값보다 큰 값을 갖는 캐패시터는 개별 기생 안테나 내부의 영역에서 더 약한 필드 강도를 달성하고, 개별 기생 안테나 외부의 영역에서 더 강한 필드 강도를 달성할 수도 있다. 자기 필드를 바람직하지 않은 영역으로부터 떨어져서 바람직한 영역으로 능동적으로 조종하기 위해, 추가의 캐패시터들은 기생 안테나로 스위칭될 수 있음에 유의한다. 하기의 표 1 은 기생 안테나 내의 전류에 대한 캐패시터 값들의 영향 및 무선 전력 송신기의 필드 분포를 나타낸다.

캐패시턴스 값	기생 안테나 내의 전류	기생 안테나 내부의 필드	기생 안테나 외부의 필드
기생 안테나는 회로-개방됨	전류 없음	변화 없음	변화 없음
동작 주파수보다 큰 공진	송신 안테나 내의 전류와 위상은 다르지만 동일한 방향	강화됨	약화됨
동작 주파수와 동일한 공진	송신 안테나 내의 전류와 동위상	최대	최소
동작 주파수 미만의 공진	송신 안테나 내의 전류와 위상은 다르지만 반대 방향	약화됨	강화됨
기생 안테나는 회로-단락됨	송신 안테나 내의 전류와 180°다른 위상	최소	최대

도 6a 내지 도 13 을 참조하여, 지금부터 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들이 설명될 것이다. 도 6a 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 송신 안테나 (601) 와 복수의 기생 안테나들 (602A) 을 포함하는 무선 전력 송신기 (600A) 를 예시한다. 도 6b 는 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라, 송신 안테나 (601) 와 복수의 기생 안테나들 (602B) 을 포함하는 무선 전력 송신기 (600B) 를 예시한다. 도 6a 에 도시된 기생 안테나들 (602A) 은 로우 어레이에 위치되고, 도 6b 에 도시된 기생 안테나들 (602B) 은 컬럼 어레이에 위치된다. 도 6c 는 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라, 무선 전력 송신기 (600C) 를 예시한다. 무선 전력 송신기 (600C) 는 송신 안테나 (601), 로우 어레이에 있는 복수의 기생 안테나들 (602A) 및 컬럼 어레이에 있는 복수의 기생 안테나들 (602B) 을 포함한다. 기생 안테나들 (602A) 및 기생 안테나들 (602B) 은 이중-층 구성이 된다. 본 발명의 다른 예시적인 실시형태는 도 6d 에 예시되며, 송신 안테나 (601) 와 로우 및 컬럼 어레이로 배열된 복수의 기생 안테나들 (602D) 을 포함하는 무선 전력 송신기 (600D) 를 도시한다. 본 명세서에서 이용되고 도 6a 내지 도 6d 에 예시된 것과 같이, "셀" 은 하나 이상의 기생 안테나들에 의해 제어될 수 있는 가능한 최소 영역임에 유의한다.

도 7a 는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라, 이중-층 구성에서 복수의 기생 안테나들 (712, 714, 716, 718 및 720) 및 다른 복수의 기생 안테나들 (722, 724 및 726) 을 포함하는 무선 전력 송신기 (700A) 를 포함하는 무선 전력 시스템 (700A) 을 예시한다. 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기 (700A) 는 일 방향으로 (즉, 서로 평행하게) 위치된 기생 안테나들 (712, 714, 716, 718 및 720) 및 다른 방향으로 (즉, 서로 평행하며, 기생 안테나들 (712, 714, 716, 718 및 720) 에 수직하여) 위치된 기생 안테나들 (722, 724 및 726) 을 포함한다. 또한, 무선 전력 시스템 (700) 은 제 1 무선 전력 수신기 (710A) 및 제 2 무선 전력 수신기 (710B) 를 포함한다. 제 1 무선 전력 수신기 (710A) 및 제 2 무선 전력 수신기 (710B) 가 호환가능 디바이스를 포함하는 일 실시예에서, 무선 전력 송신기 (700A) 는 기생 안테나들 (722, 724, 714 및 718) 각각을 개방시키고, 기생 안테나들 (712, 716, 720 및 726) 각각을 단락시킬 수도 있다. 따라서, 임의의 기생 코일들 (712, 716, 718 및 726) 내의 영역들은 널 (null) 필드 존을 포함할 수도 있다. 이에 따라, 상기 실시예에서, 수신기 (710A) 또는 수신기 (710B) 는 송신 안테나 (601) 에 의해 생성된 전력을 수신할 수도 있다.

도 7b 는 이중-층 구성에서 복수의 기생 안테나들 (712, 714, 716, 718 및 720) 및 다른 복수의 기생 안테나들 (722, 724 및 726) 을 포함하는 무선 전력 송신기 (700A) 를 포함하는 다른 예시적인 무선 전력 시스템 (700B) 을 예시한다. 더욱 상세하게는, 무선 전력 송신기 (700A) 는 일 방향으로 (즉, 서로 평행하게) 위치된 기생 안테나들 (712, 714, 716, 718 및 720) 및 다른 방향으로 (즉, 서로 평행하며, 기생 안테나들 (712, 714, 716, 718 및 720) 에 수직하여) 위치된 기생 안테나들 (722, 724 및 726) 을 포함한다. 또한, 무선 전력 시스템 (700) 은 무선 전력 수신기 (710C) 를 포함한다. 무선 전력 수신기 (710C) 가 호환가능 디바이스를 포함하는 일 실시예에서, 무선 전력 송신기 (700B) 는 기생 안테나들 (718, 722 및 724) 각각을 개방시키고, 기생 안테나들 (712, 714, 716, 720 및 726) 각각을 단락시킬 수도 있다. 따라서, 임의의 기생 코일들 (712, 714, 716, 720 및 726) 내의 영역들은 널 (null) 필드 존을 포함할 수도 있다. 이에 따라, 상기 실시예에서, 수신기 (710C) 는 송신 안테나 (601) 에 의해 생성된 전력을 수신할 수도 있다.

도 8a 는 복수의 기생 안테나들 (812, 814, 816, 818 및 820) 및 다른 복수의 기생 안테나들 (822, 824 및 826) 을 포함하는 무선 전력 송신기 (800A) 를 포함하는 무선 전력 시스템 (800A) 의 일 실시예를 예시한다. 무선 전력 송신기 (700A) 와 유사하게, 무선 전력 송신기 (800A) 는 일 방향으로 (즉, 서로 평행하게) 위치된 기생 안테나들 (812, 814, 816, 818 및 820) 및 다른 방향으로 (즉, 서로 평행하며, 기생 안테나들 (802A) 에 수직하여) 위치된 기생 안테나들 (822, 824 및 826) 을 포함한다. 또한, 무선 전력 시스템 (800A) 은 제 1 무선 전력 수신기 (810A) 및 제 2 무선 전력 수신기 (810B) 를 포함하고, 이들 각각은 상기 실시예에서 호환가능 디바이스를 포함한다. 추가로, 무선 전력 시스템 (800A) 은 상기 실시예에서, 근거리장 통신 (NFC) 디바이스 또는 로그 (rogue) 수신기와 같은 호환 불가능 디바이스 (810C) 를 포함한다. 무선 전력 시스템 (800A) 의 고려되는 동작 동안, 무선 전력 송신기는 기생 안테나들 (814, 818, 822 및 824) 각각을 개방시키고, 기생 안테나들 (812, 816, 820 및 826) 각각을 단락시킬 수도 있다. 결과적으로, 임의의 단락된 기생 안테나들 (812, 816, 820 및 826) 내의 영역들은 널 (null) 필드 존을 포함할 수도 있다. 디바이스 (810C) 는 널 필드 존 (830) 내에 위치되며, 따라서, 임의의 경우에, 디바이스 (810C) 에 의해 수신된 전력은 제한될 수도 있음에 유의한다. 추가로, 수신기 (810A) 및 수신기 (810B) 는 널 필드 존 (830) 내에 있지 않으며, 따라서 송신 안테나 (601) 에 의해 생성된 전력을 수신할 수도 있다.

도 8b 는 기생 안테나들 (812, 814, 816, 818, 820, 822, 824 및 826) 을 포함하는 무선 전력 송신기 (801B) 를 포함하는 무선 전력 시스템 (800B) 의 일 실시예를 예시한다. 무선 전력 송신기 (800A) 와 유사하게, 무선 전력 기생 안테나들 (812, 814, 816, 818 및 820) 은 일 방향으로 (즉, 서로 평행하게) 위치되고, 기생 안테나들 (822, 824 및 826) 은 다른 방향으로 (즉, 서로 평행하며, 기생 안테나들 (802A) 에 수직하여) 위치된다. 또한, 무선 전력 시스템 (800B) 은 상기 실시예에서, 호환가능 디바이스를 포함하는 무선 전력 수신기 (810D) 를 포함한다. 추가로, 무선 전력 시스템 (800A) 은 각각 상기 실시예에서 근거리장 통신 (NFC) 디바이스 또는 로그 수신기와 같은 호환 불가능 디바이스를 포함하는 디바이스 (810E) 및 디바이스 (810F) 를 포함한다. 무선 전력 시스템 (800B) 의 고려되는 동작 동안, 무선 전력 송신기는 기생 안테나들 (818, 822 및 824) 각각을 개방시키고, 기생 안테나들 (812, 814, 816, 820 및 826) 각각을 단락시킬 수도 있다. 결과적으로, 임의의 단락된 기생 안테나들 (812, 814, 816, 820 및 826) 내의 영역들은 널 필드 존을 포함할 수도 있다. 디바이스 (810E) 및 디바이스 (810F) 는 널 필드 존 (832) 내에 위치되며, 따라서, 임의의 경우에, 디바이스 (810E) 또는 디바이스 (810F) 에 의해 수신된 전력은 제한될 수도 있음에 유의한다. 추가로, 수신기 (810D) 는 널 필드 존 (832) 내에 있지 않으며, 따라서 송신 안테나 (601) 에 의해 생성된 전력을 수신할 수도 있다.

도 9 는 송신 안테나 (852), 기생 안테나 (854) 및 기생 안테나 (856) 를 포함하는 무선 전력 송신기 (852) 를 포함하는 무선 전력 시스템 (850) 을 예시한다. 무선 전력 시스템 (850) 은 또한 무선 전력 송신기 (852) 의 충전 영역 내에 위치된 수신기 (858) 를 포함한다. 도 9 를 참조하여, 기생 안테나 (854) 및 기생 안테나 (856) 는 각각 회로-단락되고, 송신 안테나 (852) 에 인접하며, 송신 안테나 (852) 에 의해 생성된 자기 필드에 반대되는 유도 전류를 갖는다. 송신 안테나 (852) 내의 전류는 화살표들 (851) 로 표시된 방향이고, 기생 안테나 (854) 및 기생 안테나 (856) 내의 전류들은 화살표들 (853) 로 표시된 방향이다. 또한, 영역 (860) 내의 전류는 화살표들 (855) 로 표시된 방향이다. 따라서, 기생 안테나 (854) 와 기생 안테나 (856) 각각 내의 자기 필드는 감소될 수도 있고, 영역 (860) 내의 자기 필드는 증가될 수도 있으며, 따라서 커플링 효율이 개선될 수도 있다. 도 6a 내지 도 9 에 도시된 기생 안테나들은 "완전 단락" 기생 안테나들을 포함하는 것에 유의한다.

당업자에 의해 이해되는 것과 같이, 하나 이상의 단락된 기생 안테나들은 하나 이상의 기생 안테나들과 송신 안테나 간의 상호 인덕턴스 및 하나 이상의 기생 안테나들과 수신기의 수신 안테나 간의 상호 인덕턴스를 통해 송신 안테나로부터의 에너지를 수신기로 다시 커플링할 수도 있다. 커플링에서의 증가는 하나 이상의 기생 안테나들이 수신기로부터 더 멀리 떨어져서 위치되기 때문에 감소한다. 따라서, 하나 이상의 기생 안테나들은 디바이스들의 범위에 걸쳐 최적의 성능을 달성하도록 적절한 사이즈와 간격을 가질 수도 있다.

예시적인 실시형태에 따라, 무선 전력 송신기는 호환가능 디바이스 (즉, 무선 충전가능 디바이스) 의 존재를 검출하도록 구성될 수도 있다. 추가로, 무선 전력 송신기는 검출된 호환가능 디바이스의 위치를 결정하도록 구성될 수도 있다. 하나의 고려되는 동작 동안, 무선 전력 송신기는 호환가능 디바이스가 개별 셀 내에 있는지를 결정하기 위해 각각의 기생 안테나를 상이한 시간에 단락 및 개방시킴으로써 시스템 스캔을 주기적으로 수행할 수도 있다. 추가로, 변화하는 효율에 있어 급작스러운 중단은, 수신기가 널 필드 존 내에 위치될 수도 있기 때문에 스캔을 트리거할 수도 있다. 호환가능 디바이스의 검출은 스캔 루틴 동안 전력 전송 효율, 언로딩된 (unloaded) 수신기 전압, 또는 이들 양자를 모니터링하는 것과 같이 당업계에 공지된 방법들에 의해 실행될 수도 있다. 그러므로, 송신기는 각각의 개별 수신기의 위치를 인식할 수도 있다.

하나 이상의 호환가능 디바이스를 검출하고, 검출된 호환가능 디바이스들의 위치들을 결정하면, 무선 전력 송신기는 적어도 하나의 호환가능 디바이스가 그 내부에 위치되지 않는 모든 기생 코일들을 단락시켜 널 필드 존을 생성하며, 따라서 호환 불가능 디바이스 (예컨대, NFC 카드 또는 로그 수신기) 로의 전력 전송이 최소가 되거나, 가능하면 제거될 수도 있다. 따라서, 당업자에 의해 인식되는 것과 같이, 송신기에 의해 생성된 필드는 널 필드 존 내에 있지 않은 영역들에서 강화될 수도 있고, 따라서 커플링 효율이 개선될 수도 있다.

전술된 것과 같이, 무선 전력 송신기는 일 송신 안테나와 하나 이상의 기생 안테나들을 포함할 수도 있고, 여기서 적어도 하나의 기생 안테나는 고정된 리액턴스를 갖는다 (즉, 완전 단락되지 않는다). 고정된 리액턴스를 포함하는 기생 안테나, 예컨대 용량성 소자 (즉, 용량성 로딩됨) 는 무선 전력 송신기의 필드 분포를 변경시키는데 (예컨대, 필드를 원하지 않는 영역으로부터 떨어지도록 조종 또는 필드를 원하는 영역으로 조종) 이용될 수도 있다. 예를 들면, 기생 안테나는 더 작은 송신 안테나의 커버리지 영역으로 확장하거나, 더 큰 송신 안테나의 필드에 집중될 수도 있다.

도 10a 내지 도 10g 는 다양한 예시적인 무선 전력 송신기 구성들을 예시하며, 여기서 각각의 구성은 일 송신 안테나와 적어도 하나의 기생 안테나를 포함한다. 상세하게는, 도 10a 는 송신 안테나 (901A) 및 송신 안테나 (901A) 보다 작은 동심형 기생 안테나 (902A) 를 포함하는 무선 전력 송신기 (900A) 를 예시한다. 도 10b 는 송신 안테나 (901B) 와 동심의 기생 안테나들 (902B1 및 902B2) 을 포함하는 무선 전력 송신기 (900B) 를 예시하며, 여기서 기생 안테나들 (902B1 및 902B2) 각각은 송신 안테나 (901B) 보다 작다. 도 10c 는 송신 안테나 (901C) 와 동심의 기생 안테나들 (902C) 을 포함하는 무선 전력 송신기 (900C) 를 예시하며, 여기서 기생 안테나 (902C) 는 송신 안테나 (901C) 보다 크다. 도 10d 는 송신 안테나 (901D) 와 비-동심의 기생 안테나 (902D) 를 포함하는 무선 전력 송신기 (900D) 를 예시하며, 여기서 기생 안테나 (902D) 는 송신 안테나 (901D) 보다 작다. 도 10e 는 송신 안테나 (901E) 와 비-동심의 기생 안테나들 (902E1 및 902E2) 을 포함하는 무선 전력 송신기 (900E) 를 예시하며, 여기서 기생 안테나들 (902E1 및 902E2) 각각은 송신 안테나 (901E) 보다 작다. 도 10f 는 송신 안테나 (901F) 및 송신 안테나 (901F) 보다 작은 동심의 기생 안테나 (902F1) 를 포함하는 무선 전력 송신기 (900F) 를 예시한다. 무선 전력 송신기 (900F) 는 추가로, 기생 안테나들 (902F1) 보다 작은 비-동심의 기생 안테나 (902F2) 를 포함한다. 도 10g 는 송신 안테나 (901G) 및 송신 안테나 (901G) 보다 작은 동심의 기생 안테나 (902G1) 를 포함하는 무선 전력 송신기 (900G) 를 예시한다. 무선 전력 송신기 (900F) 는 추가로, 그 각각이 기생 안테나들 (902G1) 보다 작은 비-동심의 기생 안테나들 (902G2 및 902G3) 을 포함한다.

도 11a 내지 도 11c 는 다양한 예시적인 무선 전력 송신기 구성들의 단면도들을 예시하며, 여기서 각각의 구성은 송신 안테나 (921) 와 기생 안테나 (922) 를 포함한다. 도 11a 는 송신 안테나 (921) 및 송신 안테나 (921) 아래에 위치된 기생 안테나 (922) 를 포함하는 무선 전력 송신기 (920A) 를 예시한다. 도 11b 는 송신 안테나 (921) 및 송신 안테나 (921) 와 동일 평면에 있는 기생 안테나 (922) 를 포함하는 무선 전력 송신기 (920B) 를 예시한다. 도 11c 는 송신 안테나 (921) 및 송신 안테나 (921) 위에 위치된 기생 안테나 (922) 를 포함하는 무선 전력 송신기 (920C) 를 예시한다.

도 12a 내지 도 12e 는 송신 안테나 내의 전류와 기생 안테나 내의 전류 간의 다양한 관계를 예시한다. 송신 안테나 내의 전류와 기생 안테나 내의 전류 사이에 위상 관계는 기생 코일 내의 필드 (예컨대, 자기 필드) 가 감소되는지 또는 증가되는지 여부를 결정할 수도 있다. 도 12a 는 송신 안테나 (932) 와 기생 안테나 (934) 를 포함하는 무선 전력 송신기 (930A) 를 예시한다. 송신 안테나 (932) 내의 전류는 화살표들 (935) 로 표시된 방향이다. 상기 실시형태에서, 기생 안테나 (934) 는 회로-개방되고, 따라서 기생 안테나 (934) 는 전류가 부족하다. 도 12b 는 송신 안테나 (932) 및 기생 안테나 (936) 를 포함하는 무선 전력 송신기 (930B) 를 예시한다. 송신 안테나 (932) 내의 전류는 화살표들 (935) 로 표시된 방향이고, 기생 안테나 (936) 내의 전류는 화살표들 (937) 로 표시된 방향이다. 상기 실시형태에서, 기생 안테나 (934) 의 캐패시턴스는 기생 안테나 (934) 로 하여금 동작 주파수에서 공진하게 하는 캐패시턴스 미만이고, 기생 안테나 (934) 내의 전류는 송신 안테나 (932) 내의 전류와 동일한 방향이지만, 반대 위상이다. 도 12c 는 송신 안테나 (932) 및 기생 안테나 (938) 를 포함하는 무선 전력 송신기 (930C) 를 예시한다. 송신 안테나 (932) 내의 전류는 화살표들 (935) 로 표시된 방향들을 따르고, 기생 안테나 (938) 내의 전류는 화살표들 (937) 로 표시된 방향이다. 상기 실시형태에서, 기생 안테나 (934) 의 캐패시턴스는 기생 안테나 (934) 로 하여금 동작 주파수에서 공진되게 하는 캐패시턴스와 동일하고, 기생 안테나 (934) 내의 전류는 송신 안테나 (932) 내의 전류와 동일한 방향이고 동위상이다. 도 12d 는 송신 안테나 (932) 및 기생 안테나 (940) 를 포함하는 무선 전력 송신기 (930D) 를 예시한다. 송신 안테나 (932) 내의 전류는 화살표들 (935) 로 표시된 방향이고, 기생 안테나 (940) 내의 전류는 화살표들 (937) 로 표시된 방향이다. 상기 실시형태에서, 기생 안테나 (934) 의 캐패시턴스는 기생 안테나 (934) 로 하여금 동작 주파수에서 공진되게 하는 캐패패시턴스보다 크고, 기생 안테나 (934) 내의 전류는 송신 안테나 (932) 내의 전류와 반대 방향이고 반대 위상이다. 도 12e 는 송신 안테나 (932) 와 기생 안테나 (942) 를 포함하는 무선 전력 송신기 (930E) 를 예시한다. 송신 안테나 (932) 내의 전류는 화살표들 (935) 로 도시된 방향이고, 기생 안테나 (942) 내의 전류는 화살표들 (937) 로 표시된 방향이다. 상기 실시형태에서, 기생 안테나 (934) 의 캐패시턴스는 매우 높고 (즉, 단락 회로), 기생 안테나 (934) 내의 전류는 송신 안테나 (932) 내의 전류와 180°반대 위상이 된다.

개선된 필드 분포 제어를 위해, 오버래핑하는 코일들을 포함하는 각각의 기생 코일 간의 간격은 조정될 수도 있음에 유의한다. 추가로, 기생 코일들의 사이즈 및 기생 코일들 간의 간격은, 예컨대 연관된 무선 전력 송신기의 사이즈에 의존할 수도 있다. 추가로, 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들은 송신 안테나에 걸쳐 더 균일한 자기 필드를 생성함으로써 커플링 효율 및 임피던스 응답들을 개선할 수도 있다. 추가로, 충전 영역 내의 피크 자기 필드를 감소시킴으로써, NFC 카드들과 연관된 잠정적인 열/화재 위험 문제들이 경감될 수도 있다. 필드 분포의 능동적인 변경을 포함시킴으로써, 무선 전력 시스템은 자기 필드를 호환 불가능 디바이스 (예컨대, NFC 카드) 로부터 떨어져서 호환가능 수신기 내로 조종할 수도 있다. 또한, 유효 충전 영역은 커플링 효율에 대한 영향이 최소가 됨에 따라 증가될 수도 있다.

도 13 은 하나 이상의 예시적인 실시형태들에 따라, 다른 방법 (950) 을 설명하는 흐름도이다. 방법 (950) 은 (도면부호 952 로 표시된) 무선 송신 안테나로 필드를 생성하는 것을 포함할 수도 있다. 방법 (950) 은 또한, (도면부호 954 로 표시된) 송신기 내에서 송신 안테나에 근접한 기생 안테나로 생성된 필드의 분포를 변경시키는 것을 포함할 수도 있다.

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

당업자는, 본원에 개시된 예시적인 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 구현되는지 여부는 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.

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

본원에 개시된 예시적인 실시형태들과 관련하여 설명된 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, 착탈형 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 기입할 수도 있다. 대안으로 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 에 상주할 수도 있다. ASIC 는 사용자 단말기에 상주할 수도 있다. 대안으로 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내의 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 매체 상에 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. 비한정적인 예로써, 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 접속이 적절히 컴퓨터 판독가능한 매체를 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. 본원에 사용된 바와 같은 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는 컴팩트 디스크 (compact disc; CD), 레이저 디스크 (laser disc), 광 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, 본원에 정의된 일반 원리가 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본원에 나타낸 예시적인 실시형태들에 한정되는 것으로 의도되지 않고, 본원에 개시된 원리들 및 신규한 특징들에 부합하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

Claims

필드를 생성하도록 구성된 송신 안테나; 및
상기 송신 안테나에 근접하고, 상기 생성된 필드의 분포를 변경시키도록 구성된 적어도 하나의 기생 안테나를 포함하는, 송신기.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 안테나는 제 1 방향에서 적어도 하나의 기생 안테나 및 상기 제 1 방향과 실질적으로 수직하는 다른 방향에서 적어도 다른 기생 안테나를 포함하는, 송신기.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 안테나는 기생 안테나들의 다차원 어레이를 포함하는, 송신기.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 안테나는 선택적으로 회로-개방 또는 회로-단락 되도록 구성되는, 송신기.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 안테나는 그에 근접한 상기 생성된 필드에 반대되는 전류를 유도하도록 구성되는, 송신기.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 안테나는 그에 근접한 상기 생성된 필드에 반대되도록 단락 및 디튜닝되는, 송신기.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 안테나는 상기 생성된 필드의 분포를 변경시키도록 리액티브하게 로딩되는, 송신기.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 안테나는 상기 송신 안테나 위에 위치되거나, 상기 송신 안테나 아래에 위치되거나, 또는 상기 송신 안테나와 동일 평면에 있는, 송신기.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기생 안테나는 상기 송신 안테나보다 작거나, 상기 송신 안테나보다 크거나, 또는 상기 송신 안테나와 동일 사이즈인, 송신기.
송신기의 무선 송신 안테나로 필드를 생성하는 단계; 및
상기 송신기 내에서 상기 송신 안테나에 근접한 기생 안테나로 상기 생성된 필드의 분포를 변경시키는 단계를 포함하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 생성된 필드의 분포를 변경시키는 단계는, 연관된 루프 내에 호환가능 디바이스를 갖지 않는 각각의 기생 안테나를 회로-단락시키는 단계를 포함하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
연관된 루프 내에 근접한 호환가능 디바이스를 갖는 각각의 기생 안테나를 회로-개방시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 생성된 필드의 분포를 변경시키는 단계는 상기 생성된 필드에 반대되는 전류를 유도하는 단계를 포함하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 생성된 필드의 분포를 변경시키는 단계는 기생 안테나들의 어레이 중 적어도 하나의 회로-단락되고 디튜닝된 기생 안테나에서 전류를 유도하는 단계를 포함하고, 상기 적어도 하나의 회로-단락되고 디튜닝된 기생 안테나는 연관된 루프 내에 호환가능 디바이스를 갖지 않는, 방법.
제 10 항에 있어서,
호환가능 디바이스의 위치를 결정하기 위해 전력 전송 효율 및 언로딩된 수신기 전압 중 적어도 하나를 분석하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 생성된 필드의 분포를 변경시키는 단계는 적어도 하나의 호환가능 디바이스를 갖지 않는 상기 무선 송신 안테나의 충전 영역 내의 하나 이상의 구역들에 널 (null) 필드 존을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 생성된 필드의 분포를 변경시키는 단계는 고정된 리액턴스를 갖는 적어도 하나의 기생 안테나에서 전류를 유도하는 단계를 포함하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 무선 송신 안테나의 충전 영역 내에서 호환 불가능 디바이스와 호환가능 디바이스 중 하나의 위치를 결정하기 위해 하나 이상의 기생 안테나들을 선택적으로 회로 단락 및 회로 개방시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
무선 송신 안테나로 필드를 생성하는 수단; 및
송신기 내에서 상기 무선 송신 안테나에 근접한 기생 안테나로 상기 생성된 필드의 분포를 변경시키는 수단을 포함하는, 디바이스.
제 19 항에 있어서,
상기 생성된 필드에 반대되는 전류를 유도하는 수단을 더 포함하는, 디바이스.
제 19 항에 있어서,
고정된 리액턴스를 갖는 적어도 하나의 기생 안테나에서 전류를 유도하는 수단을 더 포함하는, 디바이스.