KR20170112896A - 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자장치에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기는, 무선 전력을 전송하기 위한 복수의 패치 안테나를 포함하는 전력 전송용 안테나, 상기 전자장치로부터 통신 신호를 수신하는 복수의 통신용 안테나 및 상기 복수의 통신용 안테나를 통해 수신된 통신 신호를 기반으로 상기 전자장치의 방향을 감지하고, 상기 전력 전송용 안테나를 제어하여 감지된 방향으로 전력을 전송하도록 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

무선 전력 송신기 및 그 제어 방법{WIRELESS POWER TRANSMITTER AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자장치에 무선으로 전력을 송신할 수 있는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
현대를 살아가는 많은 사람들에게 휴대용 디지털 통신기기들은 하나의 필수 요소가 되었다. 소비자들은 언제 어디서나 자신이 원하는 다양한 고품질의 서비스를 제공받고 싶어한다. 뿐만 아니라 최근 IoT (Internet of Thing) 기술의 발달로 인하여 우리 생활 속에 존재하는 각종 센서, 가전기기, 통신기기 등은 하나로 네트워크화 되고 있다. 이러한 각종 센서들을 원활하게 동작시키기 위해서는 무선 전력 송신 시스템이 필요하다.
무선 전력 송신은 자기유도, 자기공진, 그리고 전자기파 방식이 있으며 그 중 전자기파 방식은 다른 방식에 비해 원거리 전력 전송에 보다 유리하다는 장점이 있다.
전자기파 방식은 주로 원거리 전력 전송에 사용되며, 원거리에 있는 전력 수신기의 정확한 위치를 파악하여 전력을 가장 효율적으로 전달하는 것이 관건이다.
종래의 전자기파 방식은, 충전 대상, 예를 들어 전자장치의 위치를 판단하기 위하여 복수의 방향에 대하여 RF(radio frequency) 웨이브(wave)를 형성하여, 전자장치로부터 전력 수신과 관련된 정보를 수신 및 수신된 관련 정보를 이용하여 전자장치의 위치를 판단하는 방법을 사용하였다. 하지만, 복수의 방향에 대한 RF 웨이브 형성 및 전력 관련 정보 수신에 소요되는 시간이 오래 걸린다. 특히 인체 유해성으로 인하여 충전 대상 감지 이전에는 높은 전력을 송신할 수 없다.
본 발명의 다양한 실시예는 전자장치로부터 수신되는 통신 신호를 이용하여 무선 전력의 송신 방향을 우선 결정하고, 이를 이용하여 전자장치의 정확한 위치를 결정하는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자장치에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기는, 무선 전력을 전송하기 위한 복수의 패치 안테나를 포함하는 전력 전송용 안테나, 상기 전자장치로부터 통신 신호를 수신하는 복수의 통신용 안테나 및 상기 통신용 안테나를 통해 수신된 통신 신호를 기반으로 상기 전자장치의 방향을 감지하고, 상기 전력 전송용 안테나를 제어하여 감지된 방향으로 전력을 전송하도록 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자장치에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기의 제어 방법은, 상기 전자장치로부터 통신 신호를 수신하는 동작, 상기 통신 신호를 기반으로 상기 전자 장치의 방향을 감지하는 동작 및 상기 감지된 방향으로 전력을 전송하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라서, 전자장치로부터 수신되는 통신 신호를 이용하여 전력의 송신 방향을 우선 결정하고, 이를 이용하여 전자장치의 정확한 위치를 결정하는 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법이 제공될 수 있다. 이에 따라, 전력을 전송할 전자장치의 위치를 결정하는 시간이 감소될 수 있으며, 인체 유해 전파의 송신이 최소화될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명과의 비교를 위한 비교예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 블록도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 신호의 수신 시각 차이를 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 전자장치까지의 거리를 판단하는 구성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 바이너리 검출(binary detection) 방법을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 블록도를 도시한다.
도 11a 및 11b는 복수 개의 전자장치에 대한 무선 충전을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 12a 및 12b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복수 개의 전자장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 13 내지 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 전자장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 무선 전력 송신기 또는 전자장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈) 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스, 게임 콘솔, 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기 또는 전자장치는 플렉서블(flexible)하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 무선 전력 송신기 또는 전자장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 무선 전력 송신기 또는 전자장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신 시스템의 개념도를 도시한다.
무선 전력 송신기(100)는 적어도 하나의 전자장치(150,160)에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(100)는 복수 개의 패치 안테나(patch antenna)(111 내지 126)를 포함할 수 있다. 패치 안테나(111 내지 126)는 각각이 RF 웨이브를 발생시킬 수 있는 안테나라면 제한이 없다. 패치 안테나(111 내지 126)가 발생시키는 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나는 무선 전력 송신기(100)에 의하여 조정될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 패치 안테나(111 내지 126) 각각이 발생시키는 RF 웨이브를 서브 RF 웨이브라 명명하도록 한다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(100)는 패치 안테나(111 내지 126)에서 발생되는 서브 RF 웨이브 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정할 수 있다. 한편, 서브 RF 웨이브들은 서로 간섭될 수 있다. 예를 들어, 어느 한 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭될 수 있으며, 또 다른 지점에서는 서브 RF 웨이브들이 서로 상쇄 간섭될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 의한 무선 전력 송신기(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭될 수 있도록, 패치 안테나(111 내지 126)가 발생하는 서브 RF 웨이브 각각의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
예를 들어, 무선 전력 송신기(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에 전자장치(150)가 배치된 것을 결정할 수 있다. 여기에서, 전자장치(150)의 위치는, 예를 들어 전자장치(150)의 전력 수신용 안테나가 위치한 지점일 수 있다. 무선 전력 송신기(100)가 전자장치(150)의 위치를 결정하는 구성에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 전자장치(150)가 높은 송신 효율로 무선으로 전력을 수신하기 위하여서는, 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되어야 한다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(100)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 서브 RF 웨이브들이 서로 보강 간섭이 되도록 패치 안테나(111 내지 126)를 제어할 수 있다. 여기에서, 패치 안테나(111 내지 126)를 제어한다는 것은, 패치 안테나(111 내지 126)로 입력되는 신호의 크기를 제어하거나 또는 패치 안테나(111 내지 126)로 입력되는 신호의 위상(또는 딜레이)을 제어하는 것을 의미할 수 있다. 한편, 특정 지점에서 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 제어하는 기술인 빔-포밍(beam forming)에 대해서는 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 아울러, 본 발명에서 이용되는 빔-포밍의 종류에 대하여 제한이 없음 또한 당업자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 미국 공개특허 2016/0099611, 미국 공개특허 2016/0099755, 미국 공개특허 2016/0100124 등에 개시된 바와 같은, 다양한 빔 포밍 방법이 이용될 수 있다. 빔-포밍에 의하여 형성된 RF 웨이브의 형태를, 에너지 포켓(pockets of energy)이라 명명할 수도 있다.
이에 따라, 서브 RF 웨이브들에 의하여 형성된 RF 웨이브(130)는 제 1 지점(x1,y1,z1)에서 진폭이 최대가 될 수 있으며, 이에 따라 전자장치(150)는 높은 효율로 무선 전력을 수신할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(100)는 제 2 지점(x2,y2,z2)에 전자장치(160)가 배치된 것을 감지할 수도 있다. 무선 전력 송신기(100)는 전자장치(160)를 충전하기 위하여 서브 RF 웨이브들이 제 2 지점(x2,y2,z2)에서 보강 간섭이 되도록 패치 안테나(111 내지 126)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 서브 RF 웨이브들에 의하여 형성된 RF 웨이브(131)는 제 2 지점(x2,y2,z2)에서 진폭이 최대가 될 수 있으며, 전자장치(160)는 높은 송신 효율로 무선 전력을 수신할 수 있다.
더욱 상세하게, 전자장치(150)는 상대적으로 우측에 배치될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기(100)는 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)로부터 형성되는 서브 RF 웨이브들에 상대적으로 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 즉, 상대적으로 좌측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)로부터 형성되는 서브 RF 웨이브들이 먼저 형성된 이후에, 소정의 시간이 흐른 후에 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)로부터 서브 RF 웨이브가 발생될 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 우측의 지점에서 서브 RF 웨이브들이 동시에 만날 수 있으며, 즉 상대적으로 우측의 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭될 수 있다. 만약, 상대적으로 중앙의 지점에 빔-포밍을 수행하는 경우에는, 무선 전력 송신기(100)는 좌측의 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)와 우측의 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)와 실질적으로 동일한 딜레이를 적용할 수 있다. 또한, 상대적으로 좌측의 지점에 빔-포밍을 수행하는 경우에는, 무선 전력 송신기(100)는 좌측의 패치 안테나(예를 들어, 111,115,119,123)에 우측의 패치 안테나(예를 들어, 114,118,122,126)보다 더 큰 딜레이를 적용할 수 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신기(100)는 패치 안테나(111 내지 126) 전체에서 서브 RF 웨이브들을 실질적으로 동시에 발진시킬 수 있으며, 상술한 딜레이에 대응되는 위상을 조정함으로써 빔-포밍을 수행할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(100)는 전자장치(150,160)의 위치를 결정하고, 결정된 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭이 되게 하여, 높은 송신 효율로 무선 충전을 수행할 수 있다. 한편, 무선 전력 송신기(100)는 전자장치(150,160)의 위치를 정확히 파악하여야만, 높은 송신 효율의 무선 충전이 가능할 수 있다.
도 2는 본 발명과의 비교를 위한 비교예에 의한 무선 전력 송신기의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
210 동작에서, 비교예에 의한 무선 전력 송신기는, 제 1 방향에 대하여 검출용 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 220 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자장치로부터 수신 전력 관련 정보를 수신할 수 있다. 여기에서, 수신 전력 관련 정보는, 전자장치가 무선 전력 송신기로부터 수신한 전력과 관련된 정보로서, 예를 들어 특정 지점에서의 전압, 전류, 전력의 크기 등일 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 즉, 수신 전력 관련 정보는, 전자장치가 무선 전력 송신기로부터 수신하는 전력의 크기에 대한 정보라면 제한이 없다. 230 동작에서, 무선 전력 송신기는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기는 수신 전력 관련 정보에 포함된 전자장치 정류기 출력단에서의 전압값이 기설정된 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 정류기 출력단에서의 전압값이 기설정된 임계치를 초과하는 것은, 전자장치가 충분한 크기의 전력을 무선으로 수신한 것을 의미할 수 있다.
기설정된 조건을 만족하지 못한 경우에는, 240 동작에서, 비교예에 의한 무선 전력 송신기는 검출용 RF 웨이브의 형성 방향을 변경할 수 있다. 기설정된 조건을 만족하지 못함은, 전자장치가 충분한 크기의 전력을 수신하지 못하는 것으로 판단될 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 기설정된 조건을 만족할 때까지 RF 웨이브의 방향을 변경할 수 있다. 기설정된 조건을 만족하면, 250 동작에서, 무선 전력 송신기는 검출용 RF 웨이브의 방향을 전자장치의 방향으로 결정할 수 있다. 260 동작에서, 무선 전력 송신기는 결정된 방향으로, 무선 전력 송신을 위하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이, 기설정된 조건을 만족할 때까지 RF 웨이브의 형성 방향을 변경함에 따라서, 전자장치의 위치를 결정하는데 많은 시간이 요구된다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 블록도를 도시한다.
무선 전력 송신기(300)는 전력 소스(source)(301), 전력 송신용 안테나 어레이(310), 프로세서(320), 메모리(330), 통신 회로(340) 및 통신용 안테나(341 내지 343)를 포함할 수 있다. 전자장치(350)는 무선으로 전력을 수신하는 장치이면 제한이 없으며, 전력 수신용 안테나(351), 정류기(352), 컨터버(353), 차저(charger)(354), 프로세서(355), 메모리(356), 통신 회로(357) 및 통신용 안테나(358)를 포함할 수 있다.
전력 소스(301)는 송신을 위한 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(310)로 제공할 수 있다. 전력 소스(301)는, 예를 들어 직류 전력을 제공할 수 있으며, 이 경우에는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 전력 송신용 안테나 어레이(310)로 전달하는 인버터(inverter)(미도시)가 무선 전력 송신기(300)에 더 포함될 수도 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 전력 소스(301)는 교류 전력을 전력 송신용 안테나 어레이(310)로 제공할 수도 있다.
전력 송신용 안테나 어레이(310)는 복수 개의 패치 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 복수 개의 패치 안테나들이 전력 송신용 안테나 어레이(310)에 포함될 수 있다. 패치 안테나의 개수 또는 배열 형태에 대하여서는 제한이 없다. 전력 송신용 안테나 어레이(310)는 전력 소스(301)로부터 제공받은 전력을 이용하여, RF 웨이브를 형성할 수 있다. 전력 송신용 안테나 어레이(310)는 프로세서(320)의 제어에 따라서, 특정 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 여기에서, 특정 방향으로 RF 웨이브를 형성한다는 것은, 특정 방향의 일 지점에서의 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어함을 의미할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 전력 송신용 안테나 어레이(310)에 연결되는 위상 쉬프터들 각각을 제어할 수 있으며, 이는 도 10a 및 10b를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 한편, 전력 송신용 안테나 어레이(310)는 전력 전송을 위한 것으로, 전력 전송용 안테나로 명명될 수도 있다.
프로세서(320)는 전자장치(350)가 위치한 방향을 결정할 수 있으며, 결정된 방향에 기초하여 RF 웨이브의 형성 방향을 결정할 수 있다. 즉, 프로세서(320)는, 결정된 방향의 일 지점에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 서브 RF 웨이브들을 발생시키는 전력 송신용 안테나 어레이(310)의 패치 안테나들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 패치 안테나들 또는 패치 안테나들과 연결된 제어 수단을 제어함으로써, 패치 안테나들 각각으로부터 발생되는 서브 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
프로세서(320)는 통신용 안테나(341 내지 343)에서 수신된 통신 신호를 이용하여, 전자장치(350)가 위치한 방향을 결정할 수 있다. 즉, 프로세서(320)는 통신용 안테나(341 내지 343)에서 수신된 통신 신호를 이용하여, 패치 안테나들 각각으로부터 발생되는 서브 RF 웨이브의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 통신용 안테나(341 내지 343)은 3개로 도시되어 있지만, 이는 단순히 예시적인 것으로 통신용 안테나의 개수에는 제한이 없다. 하나의 실시예에서, 통신용 안테나(341 내지 343)는 적어도 3개가 배치될 수 있으며, 이는 3차원적인 방향, 예를 들어 구면 좌표계에서의 θ, φ값을 판단하기 위한 것일 수 있다. 더욱 상세하게, 전자장치(350)의 통신용 안테나(358)는 통신 신호(359)를 송신할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 통신 신호(359)에는 전자장치(350)의 식별정보를 포함할 수도 있으며, 무선 충전에 요구되는 정보가 포함될 수도 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기(300)는 무선 충전을 위한 통신 신호를 이용함으로써, 별도의 하드웨어 추가 없이 전자장치(350)의 방향을 판단할 수 잇다. 한편, 통신용 안테나(341 내지 343)에서 통신 신호(359)가 수신되는 시각은 상이할 수 있다. 이는, 도 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전자장치(350)는 제 1 지점(410)에 배치될 수 있다. 전자장치(350)는 통신 신호를 발생시킬 수 있는데, 통신 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 구면파의 형태로 공간으로 진행할 수 있다. 구면파는 제 1 지점(410)을 중심으로 진행할 수 있다. 제1지점(410)은 통신용 안테나(358)가 배치된 지점일 수 있다. 이에 따라, 제 1 통신용 안테나(341)에 통신 신호가 수신되는 시각, 제 2 통신용 안테나(342)에 통신 신호가 수신되는 시각 및 제 3 통신용 안테나(343)에 통신 신호가 수신되는 시각은 상이할 수 있다. 예를 들어, 제 1 지점(410)에 가장 가까운 제 1 통신용 안테나(341)가 가장 먼저 통신 신호를 수신하고, 제 2 통신용 안테나(342)가 그 다음으로 통신 신호를 수신하고, 제 3 통신용 안테나(343)가 마지막으로 통신 신호를 수신할 수 있다. 한편, 도 4는 단순히 예시적인 것으로, 통신 신호가 지향성 파형을 가진 경우에도 통신용 안테나들(341,342,343) 각각에 수신되는 시각은 상이할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(300)는 3개 이상의 통신용 안테나를 포함할 수 있으며, 이는 3차원 상에서의 통신 신호의 수신 방향을 판단하기 위함이다.
무선 전력 송신기(300)의 프로세서(320)는 통신용 안테나(341,342,343)에서 통신 신호가 수신된 시각(예를 들어, t1, t2, t3)을 이용하여, 무선 전력 송신기(300)에 대한 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 t1-t2, t2-t3, t3-t1의 시각 차이 정보를 이용하여 무선 전력 송신기(300)에 대한 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, t1-t2가 0에 가까울수록 전자장치(350)는 통신용 안테나(341) 및 통신용 안테나(342)을 연결하는 선분의 중심을 직교하여 통과하는 선상에 배치되는 것으로 판단될 수 있다. 아울러, t1-t2가 상대적으로 큰 양의 값을 가질수록 전자장치(350)는 통신용 안테나(342) 측에 가까운 것으로 판단될 수 있다. 또한, t1-t2가 상대적으로 작은 음의 값을 가질수록 전자장치(350)는 통신용 안테나(341) 측에 가까운 것으로 판단될 수 있다. 무선 전력 송신기(300)는 t1-t2뿐만 아니라, t2-t3와 t3-t1을 모두 고려함으로써, 무선 전력 송신기(300)에 대한 전자장치(350)의 3차원적인 방향을 판단할 수 있다. 프로세서(320)는, 예를 들어 메모리(330)에 저장된 방향을 결정할 수 있는 프로그램 또는 알고리즘을 이용하여 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수 있다. 또 다른 실시예에 따라 프로세서(320)는, 예를 들어 메모리(330)에 저장된 통신용 안테나별 수신 시각의 차이와 전자장치의 방향 사이의 룩업테이블을 이용하여, 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수도 있다. 무선 전력 송신기(300)(또는, 프로세서(320))는 다양한 방식으로 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어 TDOA(time difference of arrival) 또는 FDOA(frequency difference of arrival) 등의 다양한 방식으로 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수 있으며, 수신 신호의 방향을 결정하는 프로그램 또는 알고리즘의 종류에는 제한이 없다.
한편, 또 다른 실시예에서, 전자장치(350)는 수신되는 통신 신호의 위상에 기초하여 전자장치(350)의 상대적인 방향을 결정할 수도 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전자장치(350)의 통신용 안테나(358)과 무선 전력 송신기(300)의 통신용 안테나들(341,342,343) 각각과의 거리가 상이하다. 이에 따라, 통신용 안테나(358)로부터 발진된 통신 신호가 통신용 안테나들(341,342,343) 각각에서 수신되는 경우의 위상이 상이할 수 있다. 프로세서(320)는 통신용 안테나들(341,342,343) 각각에서의 통신 신호의 위상의 차이에 기초하여 전자장치(350)의 방향을 판단할 수도 있다.
프로세서(320)는 전자장치(350)의 방향에 기초하여 전력 송신용 안테나 어레이(310)를 제어함으로써, 전자장치(350)의 방향으로 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 한편, 프로세서(320)는 통신 신호(359) 내의 정보를 이용하여 전자장치(350)를 식별할 수도 있다. 통신 신호(359)는 전자장치의 고유 식별자 또는 고유 어드레스를 포함할 수 있다. 통신 회로(340)는 통신 신호(359)를 처리하여 정보를 프로세서(320)로 제공할 수 있다. 통신 회로(340) 및 통신용 안테나(341,342,343)는, WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zig-bee) 및 BLE(Bluetooth Low Energy) 등의 다양한 통신 방식에 기초하여 제작될 수 있으며, 통신 방식의 종류에는 제한이 없다. 한편, 통신 신호(359)는 전자장치(350)의 정격 전력 정보를 포함할 수도 있으며, 프로세서(320)는 전자장치(350)의 고유 식별자, 고유 어드레스 및 정격 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여 전자장치(350)의 충전 여부를 결정할 수도 있다. 프로세서(320)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있으며, 마이크로 컨트롤러 유닛(micro controller unit), 또는 미니 컴퓨터 등으로 구현될 수도 있다.
아울러, 통신 신호(359)는 무선 전력 송신기(300)가 전자장치(350)를 식별하는 과정, 전자장치(350)에 전력 송신을 허락하는 과정, 전자장치(350)에 수신 전력 관련 정보를 요청하는 과정, 전자장치(350)로부터 수신 전력 관련 정보를 수신하는 과정 등에서도 이용될 수 있다. 즉, 통신 신호(359)는, 무선 전력 송신기(300) 및 전자장치(350) 사이의 가입, 명령 또는 요청 과정에서 이용될 수 있다.
한편, 프로세서(320)는 전력 송신용 안테나 어레이(310)를 제어하여 결정된 전자장치(350)의 방향으로 RF 웨이브(311)를 형성하도록 제어할 수 있다. 프로세서(320)는, 검출용 RF 웨이브를 형성하고, 이후에 피드백으로 수신되는 또 다른 통신 신호를 이용하여 전자장치(350)까지의 거리를 판단할 수도 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
이에 따라, 프로세서(320)는 전자장치(350)의 방향 및 전자장치(350)까지의 거리를 모두 결정할 수 있으며, 결국 전자장치(350)의 위치를 결정할 수 있다. 프로세서(320)는 전자장치(350)의 위치에서 패치 안테나들이 발생하는 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭이 되도록, 패치 안테나를 제어할 수 있다. 이에 따라, RF 웨이브(311)는 상대적으로 높은 송신 효율로 전력 수신용 안테나(351)로 전달될 수 있다. 전력 수신용 안테나(351)는 RF 웨이브를 수신할 수 있는 안테나라면 제한이 없다. 아울러, 전력 수신용 안테나(351) 또한 복수 개의 안테나를 포함하는 어레이 형태로 구현될 수도 있다. 전력 수신용 안테나(351)에서 수신된 교류 전력은 정류기(352)에 의하여 직류 전력으로 정류될 수 있다. 컨버터(353)는 직류 전력을 요구되는 전압으로 컨버팅하여 차저(354)로 제공할 수 있다. 차저(354)는 배터리(미도시)를 충전할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만, 컨버터(353)는 컨버팅된 전력을 PMIC(power management integrated circuit)(미도시)로 제공할 수도 있으며, PMIC(미도시)는 전자장치(350)의 각종 하드웨어로 전력을 제공할 수도 있다.
한편, 프로세서(355)는 정류기(352)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 정류기(352)의 출력단에 연결되는 전압계가 전자장치(350)에 더 포함될 수도 있으며, 프로세서(355)는 전압계로부터 전압값을 제공받아 정류기(352)의 출력단의 전압을 모니터링할 수 있다. 프로세서(355)는 정류기(352)의 출력단의 전압값을 포함하는 정보를 통신 회로(357)로 제공할 수 있다. 차저, 컨버터 및 PMIC는 서로 상이한 하드웨어로 구현될 수 있으나, 적어도 두 개의 요소가 하나의 하드웨어로 통합하여 구현될 수도 있다. 한편, 전압계는, 전류력계형(electro dynamic instrument) 전압계, 정전기형 전압계, 디지털 전압계 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 통신 회로(357)는 통신용 안테나(358)를 이용하여 수신 전력 관련 정보를 포함하는 통신 신호를 송신할 수 있다. 수신 전력 관련 정보는, 예를 들어 정류기(352)의 출력단의 전압과 같은 수신되는 전력의 크기와 연관되는 정보일 수 있으며, 정류기(352)의 출력단의 전류를 포함할 수도 있다. 이 경우, 정류기(352)의 출력단의 전류를 측정할 수 있는 전류계가 전자장치(350)에 더 포함될 수 있음 또한 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 전류계는 직류 전류계, 교류 전류계, 디지털 전류계 등으로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 아울러, 수신 전력 관련 정보를 측정하는 위치 또한 정류기(352)의 출력단 또는 입력단 뿐만 아니라, 전자장치(350)의 어떠한 지점이라도 제한이 없다.
아울러, 상술한 바와 같이, 프로세서(355)는 전자장치(350)의 식별 정보를 포함하는 통신 신호(359)를 송신할 수도 있다. 메모리(356)는 전자장치(350)의 각종 하드웨어를 제어할 수 있는 프로그램 또는 알고리즘을 저장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
510 동작에서, 무선 전력 송신기(또는 프로세서)는, 전자장치로부터의 통신 신호를 복수 개의 통신용 안테나 각각에서 수신할 수 있다. 520 동작에서, 무선 전력 송신기는 복수 개의 통신용 안테나 각각을 통해 수신된 통신 신호들간의 수신 시각 차이 및 통신 신호들간의 위상 차이 중 적어도 하나에 기초하여, 무선 전력 송신기로부터 전자장치로의 방향을 판단할 수 있다.
530 동작에서, 무선 전력 송신기(또는, 복수 개의 패치 안테나들)는 판단된 방향으로, 복수 개의 패치 안테나들을 제어하여 검출용 RF 웨이브를 복수 개의 테스트 거리만큼 각각 형성할 수 있다.
540 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자장치로부터의 수신 전력 관련 정보에 기초하여, 무선 전력 송신기 및 전자장치 사이의 거리를 판단할 수 있다. 더욱 상세하게, 무선 전력 송신기는 복수 개의 패치 안테나에 제 1 크기의 전력을 제공할 수 있으며, RF 웨이브가 제 1 거리로 형성될 수 있고, 이 경우에 전자장치로부터 수신 전력 관련 정보(예를 들어, 전자장치의 정류기의 출력단의 전압)를 수신할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기는 복수 개의 패치 안테나에 제 2 크기의 전력을 제공할 수 있으며, RF 웨이브가 제 2 거리로 형성될 수 있고, 이 경우에 전자장치로부터 수신 전력 관련 정보(예를 들어, 전자장치의 정류기의 출력단의 전압)를 수신할 수 있다. 여기에서, RF 웨이브의 형성 거리를 변경한다는 것은, 무선 전력 송신기가 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키는 지점을 변경하는 것을 의미할 수 있으며, 예를 들어 패치 안테나에 인가되는 전력의 크기를 변경함으로써 RF 웨이브의 형성 거리가 변경될 수 있다.
예를 들어, 전자장치가 무선 전력 송신기로부터 제 2 거리만큼 떨어진 경우에는, 무선 전력 송신기가 제 2 거리의 RF 웨이브를 형성한 경우에 상대적으로 큰 크기의 전력을 수신할 수 있다. 이에 따라, 전자장치의 정류기의 출력단의 전압값이 상대적으로 큰 크기일 수 있다. 무선 전력 송신기는 전자장치로부터의 수신 전력 관련 정보(예를 들어, 정류기의 출력단의 전압)에 기초하여, 전자장치가 무선 전력 송신기로부터 제 2 거리만큼 떨어진 것을 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기는 인가하는 전력의 크기와 거리와의 관계 정보를 미리 저장할 수 있으며, 관계 정보를 이용하여 거리를 판단할 수 있다. 한편, 본 발명의 다양한 실시예에서는, 무선 전력 송신기는 전자장치까지의 거리를 판단하지 않을 수도 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
무선 전력 송신기는, 전자장치의 방향 및 무선 전력 송신기로부터의 거리를 결정함으로써 전자장치의 위치를 판단할 수 있다. 무선 전력 송신기는 전자장치의 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키도록, 복수 개의 패치 안테나들 각각을 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법의 흐름도를 도시한다. 도 6의 실시예는 도 7을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 전자장치(750)까지의 거리를 판단하는 구성을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
610 동작에서, 예를 들어 도 7에서와 같이, 무선 전력 송신기(700)는 결정된 방향(θ,φ)으로 검출용 RF 웨이브를 형성하도록 각 패치 안테나(711 내지 726)별로 발진되는 서브 RF 웨이브의 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(700)로부터 상대적으로 우측에 전자장치(750)가 배치된 것으로 판단되면, 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나에서 발생되는 서브 RF 웨이브에 상대적으로 큰 크기의 딜레이를 적용함으로써, 복수 개의 패치 안테나(711 내지 726)들 각각으로부터의 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 우측에서 보강 간섭되도록 할 수 있다. 즉, 상대적으로 우측에 배치된 패치 안테나로부터의 서브 RF 웨이브는 상대적으로 좌측에 배치된 패치 안테나로부터의 서브 RF 웨이브보다 늦게 발진될 수 있으며, 이에 따라, 상대적으로 우측의 지점에서 패치 안테나들로부터의 서브 RF 웨이브가 동시에 만남, 즉 보강 간섭될 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(700)는 모든 패치 안테나(711 내지 726)로부터 실질적으로 동일한 시점에 서브 RF 웨이브를 형성할 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기(700)는 패치 안테나(711 내지 726)별로 발진되는 서브 RF 웨이브의 위상을 조정함으로써, 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 우측에서 보강 간섭되도록 할 수도 있다.
또한, 전자장치(750)가 무선 전력 송신기(700)로부터 상대적으로 상측에 배치된 것으로 판단되면, 상대적으로 상측에 배치된 패치 안테나에서 발생되는 서브 RF 웨이브에 상대적으로 큰 크기의 딜레이를 적용함으로써, 복수 개의 패치 안테나(711 내지 726)들 각각으로부터의 서브 RF 웨이브들이 상대적으로 상측에서 보강 간섭되도록 할 수 있다. 즉, 상대적으로 상측에 배치된 패치 안테나로부터의 서브 RF 웨이브는 상대적으로 하측에 배치된 패치 안테나로부터의 서브 RF 웨이브보다 늦게 발진될 수 있으며, 이에 따라, 상대적으로 상측의 지점에서 패치 안테나들로부터의 서브 RF 웨이브가 동시에 만남, 즉 보강 간섭될 수 있다. 무선 전력 송신기(700)는 2차원으로 배치되는 패치 안테나(711 내지 726)들 각각에 상이한 딜레이를 적용함으로써, 패치 안테나(711 내지 726)들 각각이 발생시키는 RF 웨이브의 위상이 상이하게 형성되도록 할 수 있다.
620 동작에서, 무선 전력 송신기(700)는 제 1 테스트 거리에 대응하여 검출용 RF 웨이브(731)가 형성되도록, 각 패치 안테나(711 내지 726)별 인가되는 전력의 크기를 결정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(700)는 거리를 판단하지 않고, 바로 복수 개의 패치 안테나(711 내지 726)에 제공되는 제 1 테스트용 전력의 크기를 결정할 수 있다. 여기에서, 제 1 테스트 거리 또는 제 1 테스트용 전력의 크기는 디폴트된 값일 수 있다.
630 동작에서, 무선 전력 송신기(700)는 결정된 각 패치 안테나(711 내지 726)별 발생되는 RF 웨이브의 위상 및 진폭 중 적어도 하나와, 결정된 각 패치 안테나(711 내지 726)별 인가되는 전력을 이용하여 검출용 RF 웨이브(731)를 제 1 테스트 거리에 대응하여 형성할 수 있다.
640 동작에서, 무선 전력 송신기(700)는 전자장치(750)로부터 전자장치(750)가 수신한 전력 관련 정보, 즉 수신 전력 관련 정보를 수신할 수 있다. 650 동작에서, 무선 전력 송신기(700)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(700)는 수신 전력 관련 정보인 전자장치(750)의 정류기 출력단의 전압이 기설정된 임계치를 초과하는지를 판단할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 못하면, 660 동작에서, 무선 전력 송신기(700)는 다음 테스트 거리에 대응하여 검출용 RF 웨이브(732)가 형성되도록, 각 패치 안테나(711 내지 726)별 인가되는 전력을 조정하여, 검출용 RF 웨이브(732)를 다음 테스트 거리에 대응하여 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(700)는 테스트 거리에 대한 판단 없이, 바로 다음 테스트용 전력의 크기를 결정하여, 이를 각 패치 안테나(711 내지 726)에 인가할 수도 있다. 한편, 도 7의 실시예에서는, 무선 전력 송신기(700)가 테스트 거리를 증가, 즉 인가하는 전력의 크기를 증가하는 것과 같이 도시되었지만, 이는 단순히 예시적인 것으로, 무선 전력 송신기(700)는 테스트 거리를 감소, 즉 인가하는 전력의 크기를 감소시킬 수도 있다. 한편, 무선 전력 송신기(700)는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건은 만족할 때까지 각 패치 안테나(711 내지 726)에 인가되는 전력의 크기를 조정할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하면, 670 동작에서, 무선 전력 송신기(700)는 RF 웨이브를 송신하기 위한 각 패치 안테나별 인가되는 전력을 유지하여 무선 충전을 수행할 수 있다. 도 7의 실시예에서는, 제 3 테스트 거리로 형성된 RF 웨이브(733)가 형성된 경우, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건이 만족된 것으로 판단될 수 있다. 무선 전력 송신기(700)는 제 3 테스트 거리로 RF 웨이브(733)의 형성이 유지되도록, 패치 안테나(711 내지 726) 각각에 인가하는 전력의 크기를 유지할 수 있다. 무선 전력 송신기(700)는 전자장치(750)까지의 거리가 제 3 테스트 거리(R)라는 것을 판단할 수도 있고, 또는 전자장치(750)까지의 거리에 대한 판단 없이 패치 안테나(711 내지 726) 각각에 인가하는 전력만을 제어할 수도 있다.
상술한 바에 따라서, 무선 전력 송신기(700)는 전자장치(750)까지의 거리를 결정할 수 있으며, 해당 지점에 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록 패치 안테나를 제어함에 따라서, 상대적으로 높은 송신 효율로 전력이 무선 송신될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법의 흐름도를 도시한다. 도 8의 실시예는 도 9를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 바이너리 검출(binary detection) 방법을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
810 동작 내지 830 동작은, 도 6의 610 동작 내지 630 동작과 실질적으로 유사하기 때문에 여기에서의 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.
840 동작에서, 도 9에서와 같이, 무선 전력 송신기는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 1 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 여기에서, 제 1 조건은, 전자장치와 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키는 지점 사이의 거리가 제 1 임계치 미만인 경우에 대응되는 조건일 수 있다. 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키는 지점과 전자 장치 사이의 거리가 증가할수록, 전자 장치는 상대적으로 작은 크기의 전력을 수신하게 된다. 이에 따라, 예를 들어 전자 장치의 정류기의 출력단의 전압이 상대적으로 작은 값을 가지게 된다. 결국, 전자 장치와 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키는 지점 사이의 거리는, 전자 장치의 수신 전력 관련 정보, 예를 들어 정류기의 출력단의 전압 등과 연관된다. 예를 들어, 전자장치의 정류기 출력단의 전압이 5 V 초과 10 V 이하인 것이 제 1 조건일 수 있으며, 10V 초과인 것이 제 2 조건일 수 있으며, 상기의 수치들은 단순히 예시적인 것이다. 제 2 조건은 전자장치와 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭을 일으키는 지점 사이의 거리가 제 2 임계치 미만인 경우에 대응되는 조건일 수 있으며, 제 2 임계치는 제 1 임계치보다 작은 수치일 수 있다.
아울러, 상술한 조건들은 전자장치의 종류별로 상이하게 설정될 수도 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 1 조건을 만족하지 못하는 것으로 판단되면, 850 동작에서, 무선 전력 송신기는 제 1 전력만큼 패치 안테나(910)에 인가되는 전력을 증가할 수 있다. 도 9를 참조하면, 최초에는 패치 안테나(910)가 R1의 거리로 RF 웨이브(911)를 형성하고 있다가, R2의 거리로 RF 웨이브(912)를 형성하는 것을 확인할 수 있다. 이는, 패치 안테나(910)에 인가되는 전력이 제 1 전력만큼 증가한 것에서 기인할 수 있다. 한편, 수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 1 조건을 만족할 때까지, 무선 전력 송신기는 패치 안테나(910)에 인가되는 전력을 제 1 전력만큼 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이, 패치 안테나(910)로부터 R3, R4 지점에 RF 웨이브(913,914)가 형성될 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 1 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 860 동작에서, 무선 전력 송신기는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 2 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 2 조건을 만족하는지 못하는 것으로 판단되면, 870 동작에서, 무선 전력 송신기는 각 패치 안테나(910)에 인가되는 전력을, 기존 조정된 전력의 절반만큼을 재조정할 수 있다. 예를 들어, 도 9에서와 같이, 무선 전력 송신기는 각 패치 안테나(910)에 인가되는 전력을, 기존 조정된 전력인 제 1 전력의 절반만큼 감소시킬 수 있다. 이에 따라, R4의 지점으로부터 R5만큼 후퇴한 거리에 RF 웨이브(915)가 형성될 수 있다. 수신 전력 관련 정보가 기설정된 제 2 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 880 동작에서, 무선 전력 송신기는 해당 전력의 각 패치 안테나 별 인가되는 전력의 크기를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치가 950의 지점에 배치된 경우라면, 제 2 조건이 만족될 수 있으며, 무선 전력 송신기는 950 지점에 배치된 전자 장치에 대한 무선 충전을 수행할 수 있다. 상술한 바에 따라서, 신속한 무선 전력 송신기 및 전자장치 사이의 거리 판단, 또는 신속한 무선 충전 수행을 위한 각 패치 안테나 별 인가 전력의 크기 판단이 수행될 수 있다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 블록도를 도시한다.
도 10a를 참조하면, 전력 소스(1001)는 전력 증폭기(power amplifier: PA)(1002)에 연결될 수 있다. 전력 증폭기(1002)는 전력 소스로부터 제공되는 전력을 증폭할 수 있으며, 증폭 이득은 프로세서(1030)에 의하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1030)는 통신 회로(1040)로부터 전달받은 전자장치의 통신 신호를 이용하여 전자장치의 방향을 판단할 수 있다. 아울러, 상술한 바와 같이, 판단된 방향에서 전자장치 및 무선 전력 송신기 사이의 거리를 판단하거나 또는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는 패치 안테나별 인가 전력의 크기를 판단하기 위하여, 복수 개의 RF 웨이브들을 형성할 수 있도록 프로세서(1030)는 전력 증폭기(1002)의 증폭 이득을 제어할 수 있다.
한편, 전력 증폭기(1002)로부터 증폭된 전력은 분배기(1003)로 제공될 수 있다. 분배기(1003)는 복수 개의 패치 안테나(1005,1007,1009)로 전력을 분배하여 제공할 수 있다. 한편, 분배기(1003) 및 패치 안테나(1005,1007,1009) 사이에는 위상 쉬프터(phase shifter)(1004,1006,1008)가 배치될 수 있다. 위상 쉬프터 및 패치 안테나의 개수는 예시적인 것이며, 다른 개수의 위상 쉬프터 및 패치 안테나도 가능하다. 위상 쉬프터는 예를 들어 HMC642 또는 HMC1113 등과 같은 하드웨어 소자가 이용될 수 있다. 위상 쉬프터(1004,1006,1008)는 입력받은 교류 전력의 위상을 쉬프트시킬 수 있으며, 위상 쉬프터(1004,1006,1008) 각각의 쉬프트 정도는 프로세서(1030)에 의하여 제어될 수 있다. 프로세서(1030)는 통신 신호를 이용하여 판단한 전자장치의 방향으로 RF 웨이브를 형성시킬 수 있도록 위상 쉬프터(1004,1006,1008) 각각에 입력되는 쉬프트 정도를 결정할 수 있다.
도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 블록도를 도시한다. 도 10a의 실시예에서, 모든 패치 안테나(1005,1007,1009)들이 하나의 분배기(1003) 및 하나의 전력 증폭기(1002)에 연결되는 것과는 대조적으로, 도 10b의 실시예에서는, 무선 전력 송신기가 복수 개의 전력 증폭기(1011,1021)를 포함할 수 있다. 아울러, 복수 개의 전력 증폭기(1011,1021) 각각에 연결되는 분배기(1012,1022)가 무선 전력 송신기에 포함될 수 있다. 분배기(1012)에는 위상 쉬프터(1013,1015,1017) 및 위상 쉬프터(1013,1015,1017)에 연결되는 패치 안테나(1014,1016,1018)가 연결될 수 있다. 아울러, 분배기(1022)에는 위상 쉬프터(1023,1025,1027) 및 위상 쉬프터(1023,1025,1027)에 연결되는 패치 안테나(1024,1026,1028)가 연결될 수 있다.
도 11a 및 11b는 복수 개의 전자장치에 대한 무선 충전을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 11a의 실시예는 도 12a를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 12a를 참조하면, 1210 동작에서, 무선 전력 송신기(1100)는 복수 개의 전자장치(1151,1152)의 방향을 결정할 수 있다. 무선 전력 송신기(1100)는 제1 전자장치(1151)로부터의 통신 신호에 기초하여 전자장치(1151)의 방향을 결정하고, 제2 전자장치(1152)로부터의 통신 신호에 기초하여 전자장치(1152)의 방향을 결정할 수 있다.
1220 동작에서, 무선 전력 송신기(1100)는 복수 개의 전자장치(1151,1152) 각각을 충전하기 위한 패치 안테나 그룹(1101,1102)을 판단할 수 있다. 1230 동작에서, 무선 전력 송신기(1100)는 패치 안테나 그룹(1101,1102)을 이용하여 복수 개의 전자장치(1151,1152)에 무선 충전을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신기(1100)는 패치 안테나 그룹(1101)을 이용하여 제 1 전자장치(1151)와의 거리를 판단하고, 판단된 거리에 기초하여 무선 충전을 수행할 수 있다. 또한, 무선 전력 송신기(1100)는 패치 안테나 그룹(1102)을 이용하여 제 2 전자장치(1152)와의 거리를 판단하고, 판단된 거리에 기초하여 무선 충전을 수행할 수 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(1100)는 거리의 판단 없이 무선 충전을 수행할 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(1100)는 복수 개의 전자장치(1151,1152) 각각의 방향에 따라 패치 안테나 그룹(1101,1102)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 송신기(1100)의 상대적으로 좌측에 배치된 것으로 판단된 제 1 전자장치(1151)에 대하여서는 상대적으로 좌측에 배치되는 패치 안테나 그룹(1101)을 선택할 수 있으며, 무선 전력 송신기(1100)의 상대적으로 우측에 배치된 것으로 판단된 제 2 전자장치(1152)에 대하여서는 상대적으로 우측에 배치되는 패치 안테나 그룹(1102)을 선택할 수 있다. 패치 안테나 그룹(1101)은 제 1 전자장치(1151)을 충전하기 위한 RF 웨이브(1111)를 형성할 수 있으며, 패치 안테나 그룹(1102)은 제 2 전자장치(1152)를 충전하기 위한 RF 웨이브(1112)를 형성할 수 있다.
아울러, 무선 전력 송신기(1100)는 복수 개의 전자장치(1151,1152) 각각의 정격 전력에 기초하여 패치 안테나 그룹에 포함되는 패치 안테나 개수를 선택할 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 높은 정격 전력의 전자장치에 대하여서는 상대적으로 많은 개수의 패치 안테나를 할당할 수 있다. 상술한 바에 따라서, 복수 개의 전자장치(1151,1152)가 동시에 충전될 수 있다.
도 11b의 실시예는 도 12b를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 12b를 참조하면, 1210 동작에서, 무선 전력 송신기(1100)는 복수 개의 전자장치(1151,1152)의 방향을 결정할 수 있다. 1221 동작에서, 무선 전력 송신기(1100)는 복수 개의 전자장치(1151,1152) 각각을 충전하기 위한 충전 시간을 분배할 수 있다. 1231 동작에서, 무선 전력 송신기(1100)는 분배된 충전 시간에 기초하여 복수 개의 전자장치(1151,1152)에 무선 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 11b에 도시된 바와 같이, 제 1 시간(t1) 동안에는 모든 패치 안테나(1103) 각각이 서브 RF 웨이브를 형성하도록 제어하여 제 1 전자장치(1151)를 충전하기 위한 RF 웨이브(1113)를 형성할 수 있으며, 제 2 시간(t2) 동안에는 패치 안테나 전체(1103)를 이용하여 제 2 전자장치(1152)를 충전하기 위한 RF 웨이브(1114)를 형성할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 무선 전력 송신기(1100)는 전자장치(1151,1152)의 우선 순위에 따라서 먼저 충전을 수행할 전자장치를 선택할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기(1100)는 우선 순위가 높은 전자 장치의 충전을 완료한 이후에, 다음 우선 순위를 가지는 전자 장치의 충전을 수행할 수 있다. 또는, 무선 전력 송신기(1100)는 전자장치(1151,1552)에 대하여 번갈아 가면서 충전을 수행할 수도 있다. 즉, 무선 전력 송신기(1100)는 우선 순위가 높은 전자 장치의 충전이 완료되기 이전이라도, 일정 시간 충전 이후에는 다음 우선 순위를 가지는 전자 장치를 일정 시간 충전하고, 또 다시 우선 순위가 높은 전자 장치의 충전을 수행할 수도 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
1310 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자장치에 무선 충전을 수행할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 상술한 바와 같이 전자장치의 방향 및 전자장치까지의 거리를 이용하여 무선 충전을 수행할 수 있다.
1320 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자장치의 이동을 검출할 수 있다. 하나의 실시예에서, 무선 전력 송신기는 전자장치로부터의 수신 전력 관련 정보에 기초하여 전자장치의 이동을 검출할 수 있다. 전자장치가 이동함에 따라, 전자장치는 기존의 위치했던 지점에 보강 간섭되도록 하는 RF 웨이브에 의하여 충분한 전력을 수신할 수 없다. 이에 따라, 예를 들어 전자장치의 정류기 출력단의 전압 또한 감소하고, 무선 전력 송신기는 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하지 못하는 것에 대응하여 전자장치의 이동을 검출할 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신기는 전자장치로부터의 통신 신호에 기초하여 전자장치의 이동을 검출할 수도 있다. 무선 전력 송신기는 전자장치로부터의 통신 신호를 지속적으로 수신할 수 있으며, 통신 신호를 이용하여 전자장치의 방향을 지속적으로 모니터링할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신기는 전자장치가 위치하고 있는 방향의 변경을 검출할 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 무선 전력 송신기는 전자장치로부터 이동 정보를 직접 수신할 수도 있다. 전자장치는 이동을 검출할 수 있는 자이로 센서, 리니어 센서, 지자계 센서 및 GPS 센서 등의 다양한 센서를 포함할 수 있다. 전자장치는 다양한 센서를 이용하여 전자장치의 이동을 검출할 수 있으며, 이동 정보를 통신 신호에 포함시켜 무선 전력 송신기로 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 수신된 이동 정보를 이용하여 전자장치의 이동을 검출할 수 있다.
1330 동작에서, 무선 전력 송신기는, 전자장치의 이동에 대응하여 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정하고, 각 패치 안테나별 인가되는 전력을 결정할 수 있다. 1340 동작에서, 무선 전력 송신기는 결정된 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나와, 결정된 각 패치 안테나별 인가되는 전력에 기초하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는, 이동 후의 전자장치의 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭되도록, 각 패치 안테나를 제어할 수 있다. 무선 전력 송신기는, 이동 이후의 전자장치의 위치를 상술한 방식에 따라서 다시 검출할 수도 있거나, 또는 이동 정보를 직접 이용하여 패치 안테나를 제어할 수도 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1410 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자장치로부터의 신호를 복수 개의 통신용 안테나를 통해 수신할 수 있다. 1420 동작에서, 무선 전력 송신기는 복수 개의 통신용 안테나 각각에서 수신된 통신 신호들 간의 수신 시각의 차이 및 통신 신호들 간의 위상 차이 중 적어도 하나에 기초하여, 무선 전력 송신기로부터 전자장치로의 방향을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 전자장치가 이동함에 따라서, 각 통신용 안테나 사이의 수신 시각 차이 또는 위상 차이 또한 변경될 수 있다. 1430 동작에서, 무선 전력 송신기는 모니터링 결과에 따라 전자장치의 이동을 검출할 수 있다.
1440 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자장치의 이동에 대응하여 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정하고, 각 패치 안테나별 인가되는 전력을 결정할 수 있다. 즉, 무선 전력 송신기는 이동 이후의 전자장치의 위치에 대응하여 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정하고, 각 패치 안테나별 인가되는 전력을 결정할 수 있다. 1450 동작에서, 무선 전력 송신기는, 결정된 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나와, 결정된 각 패치 안테나별 인가되는 전력에 기초하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다. 이에 따라, 이동 이후의 전자장치의 위치에서 서브 RF 웨이브들이 보강 간섭될 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1510 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자장치의 이동 정보를 포함하는 통신 신호를 수신할 수 있다. 1520 동작에서, 무선 전력 송신기는 이동 정보를 분석하여 전자장치의 이동을 검출할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전자장치는 이동을 검출할 수 있는 센서를 이용하여 이동 정보를 획득하고, 획득된 이동 정보를 포함한 통신 신호를 송신할 수 있다.
한편, 1530 동작 및 1540 동작은, 도 14에서의 1440 동작 및 1450 동작과 실질적으로 유사하기 때문에 여기에서의 설명은 생략하도록 한다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 전력 송신기 및 전자장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1610 동작에서, 전자장치는 전자장치의 위치를 판단할 수 있다. 전자장치는 다양한 실내 측위 방법에 기초하여 전자장치의 위치를 판단할 수 있다. 예를 들어, 전자장치는 실내 지자기 맵을 획득하고, 지자계 센서의 센싱 데이터를 획득한 지자기 맵과 비교할 수 있다. 전자장치는 비교 결과에 기초하여 전자장치의 실내에서의 위치를 판단할 수 있다. 또는, 전자장치는 Wi-fi 신호 기반 실내 측위 방식에 기초하여 전자장치의 실내에서의 위치를 판단할 수도 있다. 또는, 전자장치가 실외에 배치된 경우에서는, GPS 모듈을 이용하여 전자장치의 위치를 판단할 수 있다.
1620 동작에서, 전자장치는 위치 정보를 포함하는 신호를 송신할 수 있다.
1630 동작에서, 무선 전력 송신기는 전자장치의 위치 정보에 기초하여, 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나를 결정하고, 각 패치 안테나별 인가되는 전력의 크기를 결정할 수 있다. 1640 동작에서, 무선 전력 송신기는 결정된 각 패치 안테나별 위상 및 진폭 중 적어도 하나와, 결정된 각 패치 안테나별 인가되는 전력에 기초하여 RF 웨이브를 형성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 전자장치에 포함된 복수 개의 통신용 안테나 각각이 상기 전자장치로부터의 제 1 통신 신호를 수신한 시각에 기초하여 상기 전자장치가 배치된 방향을 결정하는 동작; 상기 결정된 방향으로 제 1 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 상기 무선 전력 송신기에 포함된 복수 개의 패치 안테나를 제어하는 동작; 및 상기 전자장치로부터 수신되는 제 2 통신 신호에 기초하여 상기 제 1 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브로 상기 전자장치를 충전할지 여부를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 상기 전자장치로부터 상기 전자장치의 위치를 포함하는 제 1 통신 신호를 수신하는 동작; 및 상기 전자장치의 위치에서 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 상기 무선 전력 송신기에 포함된 복수 개의 패치 안테나를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은, 명령들은 외부 서버에 저장될 수 있으며, 무선 전력 송신기와 같은 전자 장치에 다운로드되어 설치될 수도 있다. 즉, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 외부 서버는, 무선 전력 송신기가 다운로드할 수 있는 명령들을 저장할 수 있다.
그리고 본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 범위는, 본 개시의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (34)

  1. 전자장치에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기에 있어서,
    무선 전력을 전송하기 위한 복수의 패치 안테나를 포함하는 전력 전송용 안테나;
    상기 전자장치로부터 통신 신호를 수신하는 복수의 통신용 안테나; 및
    상기 복수의 통신용 안테나를 통해 수신된 통신 신호를 기반으로 상기 전자장치의 방향을 감지하고, 상기 전력 전송용 안테나를 제어하여 감지된 방향으로 전력을 전송하도록 제어하는 프로세서
    를 포함하는 무선 전력 송신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 통신용 안테나 각각에서 상기 통신 신호를 수신한 시각의 차이 및 상기 통신 신호의 위상의 차이 중 적어도 하나에 기초하여 상기 전자장치의 방향을 판단하는 무선 전력 송신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 전자장치의 방향으로 제 1 크기의 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 상기 복수 개의 패치 안테나를 제어하는 무선 전력 송신기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 통신 신호 이후에 수신된 다른 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부에 따라서, 상기 제 1 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브로 상기 전자장치를 충전할지 여부를 결정하는 무선 전력 송신기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하는지 못하는 것으로 판단되면, 상기 결정된 방향으로 제 2 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 상기 복수의 패치 안테나를 제어하고,
    상기 전자장치로부터 수신되는 또 다른 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하는지 여부에 따라서, 상기 제 2 크기의 상기 복수의 서브 RF 웨이브로 상기 전자장치를 충전할지 여부를 결정하는 무선 전력 송신기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    전력을 제공하는 전력 소스(source); 및
    상기 전력 소스로부터 제공받은 상기 전력을 증폭하는 전력 증폭기
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 전력 증폭기의 증폭 이득을 변경함으로써 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브의 크기를 상기 제 1 크기로부터 상기 제 2 크기로 변경하는 무선 전력 송신기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족할 때까지 상기 복수 개의 패치 안테나에 제공되는 전력을 조정하고,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하는 경우에 상기 복수 개의 패치 안테나에 제공되는 전력으로, 상기 전자장치를 충전하는 무선 전력 송신기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 수신 전력 관련 정보가 제 1 기설정된 조건을 만족하지 못하면, 이전 단계에 상기 복수 개의 패치 안테나에 대하여 조정되었던 전력의 크기만큼 상기 복수 개의 패치 안테나에 제공되는 전력을 조정하고,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 제 1 기설정된 조건을 만족하면서 제 2 기설정된 조건을 만족하지 못하면, 이전 단계에 상기 복수 개의 패치 안테나에 대하여 조정되었던 전력의 크기의 절반만큼 상기 복수 개의 패치 안테나에 제공되는 전력을 조정하는 무선 전력 송신기.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 감지된 방향으로 상기 제 1 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록, 상기 복수 개의 패치 안테나 각각으로 입력되는 전력의 위상을 조정하는 무선 전력 송신기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    각각이 상기 복수 개의 패치 안테나 각각으로 입력되는 전력의 위상을 쉬프트하는 복수 개의 위상 쉬프터(phase shifter)
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 복수 개의 위상 쉬프터 각각을 제어함으로써 상기 복수 개의 패치 안테나 각각으로 입력되는 전력의 위상을 조정하는 무선 전력 송신기.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 감지된 방향으로 상기 제 1 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록, 상기 복수 개의 패치 안테나 각각으로 입력되는 전력의 크기를 조정하는 무선 전력 송신기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 신호는 상기 전자장치의 식별 정보 및 상기 전자장치의 정격 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 프로세서는, 상기 전자장치의 식별 정보 및 상기 전자장치의 정격 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 전자장치에 충전을 수행할지 여부를 결정하는 무선 전력 송신기.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전자장치를 충전하는 것으로 결정하여 상기 제 1 크기의 상기 복수 개의 RF 웨이브로 상기 전자장치를 충전하는 중에, 상기 전자장치의 이동을 검출하고,
    상기 전자장치의 이동에 대응하여, 상기 결정된 방향 및 상기 복수 개의 RF 웨이브의 크기 중 적어도 하나를 변경하여 상기 전자장치를 충전하는 무선 전력 송신기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 통신용 안테나에서 수신되는 다른 통신 신호에 포함된 상기 전자장치의 이동 정보를 이용하여 상기 전자장치의 이동을 검출하거나, 또는
    상기 복수의 통신용 안테나 각각이 또 다른 통신 신호를 수신한 시각에 기초하여 상기 전자장치의 이동을 검출하거나, 또는
    상기 복수의 통신용 안테나에서 또 다른 통신 신호에 이후에 수신되는 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하지 못하는 것에 대응하여 상기 전자장치의 이동을 검출하는 무선 전력 송신기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 통신용 안테나 각각은 다른 전자장치로부터의 통신 신호를 수신하고,
    상기 프로세서는, 상기 복수 개의 통신용 안테나 각각이 상기 상기 다른 전자장치로부터의 통신 신호를 수신한 시각의 차이 및 통신 신호의 위상 차이 중 적어도 하나에 기초하여 상기 다른 전자장치가 배치된 방향을 결정하는 무선 전력 송신기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전자장치가 배치된 방향, 상기 다른 전자장치가 배치된 방향, 상기 전자장치의 정격 전력 정보 및 상기 다른 전자장치의 정격 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 복수 개의 패치 안테나를 상기 전자장치를 충전하기 위한 제 1 패치 안테나 그룹 및 상기 다른 전자장치를 충전하기 위한 제 2 패치 안테나 그룹으로 분류하고,
    상기 제 1 패치 안테나 그룹이 상기 전자장치를 충전하고, 상기 제 2 패치 안테나 그룹이 상기 다른 전자장치를 충전하도록 제어하는 무선 전력 송신기.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제 1 기간 동안 상기 복수 개의 패치 안테나가 상기 전자장치를 충전하고, 제 2 기간 동안 상기 복수 개의 패치 안테나가 상기 다른 전자장치를 충전하도록 제어하는 무선 전력 송신기.
  18. 전자장치에 무선으로 전력을 송신하는 무선 전력 송신기의 제어 방법에 있어서,
    상기 전자장치로부터 통신 신호를 수신하는 동작;
    상기 통신 신호를 기반으로 상기 전자 장치의 방향을 감지하는 동작; 및
    상기 감지된 방향으로 전력을 전송하는 동작
    을 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 통신 신호를 기반으로 상기 전자 장치의 방향을 감지하는 동작은, 상기 무선 전력 송신기에 포함된 복수의 통신용 안테나 각각에서 상기 통신 신호를 수신한 시각의 차이 및 상기 통신 신호의 위상의 차이 중 적어도 하나에 기초하여 상기 전자장치의 방향을 판단하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 감지된 방향으로 전력을 전송하는 동작은, 상기 전자장치의 방향으로 제 1 크기의 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 상기 무선 전력 송신기에 포함된 복수 개의 패치 안테나를 제어하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 통신 신호 이후에 수신된 다른 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하는지 여부에 따라서, 상기 제 1 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브로 상기 전자장치를 충전할지 여부를 결정하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하는지 못하는 것으로 판단되면, 상기 결정된 방향으로 제 2 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 상기 복수의 패치 안테나를 제어하고,
    상기 전자장치로부터 수신되는 또 다른 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하는지 여부에 따라서, 상기 제 2 크기의 상기 복수의 서브 RF 웨이브로 상기 전자장치를 충전할지 여부를 결정하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 결정된 방향으로 제 2 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록 상기 복수 개의 패치 안테나를 제어하는 동작은,
    상기 무선 전력 송신기에 포함된 전력 증폭기의 증폭 이득을 변경함으로써 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브의 크기를 상기 제 1 크기로부터 상기 제 2 크기로 변경하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족할 때까지 상기 복수 개의 패치 안테나에 제공되는 전력을 조정하는 동작; 및
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 기설정된 조건을 만족하는 경우에 상기 복수 개의 패치 안테나에 제공되는 전력으로, 상기 전자장치를 충전하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 수신 전력 관련 정보가 제 1 기설정된 조건을 만족하지 못하면, 이전 단계에 상기 복수 개의 패치 안테나에 대하여 조정되었던 전력의 크기만큼 상기 복수 개의 패치 안테나에 제공되는 전력을 조정하는 동작; 및
    상기 수신 전력 관련 정보가 상기 제 1 기설정된 조건을 만족하면서 제 2 기설정된 조건을 만족하지 못하면, 이전 단계에 상기 복수 개의 패치 안테나에 대하여 조정되었던 전력의 크기의 절반만큼 상기 복수 개의 패치 안테나에 제공되는 전력을 조정하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 감지된 방향으로 전력을 전송하는 동작은, 상기 감지된 방향으로 상기 제 1 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록, 상기 복수 개의 패치 안테나 각각으로 입력되는 전력의 위상을 조정하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 복수 개의 패치 안테나 각각으로 입력되는 전력의 위상을 조정하는 동작은, 상기 복수 개의 위상 쉬프터 각각을 제어함으로써 상기 복수 개의 패치 안테나 각각으로 입력되는 전력의 위상을 조정하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  28. 제 20 항에 있어서,
    상기 감지된 방향으로 전력을 전송하는 동작은, 상기 감지된 방향으로 상기 제 1 크기의 상기 복수 개의 서브 RF 웨이브가 보강 간섭되도록, 상기 복수 개의 패치 안테나 각각으로 입력되는 전력의 크기를 조정하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  29. 제 18 항에 있어서,
    상기 통신 신호는 상기 전자장치의 식별 정보 및 상기 전자장치의 정격 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 전자장치의 식별 정보 및 상기 전자장치의 정격 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 전자장치에 충전을 수행할지 여부를 결정하는 동작을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  30. 제 20 항에 있어서,
    상기 전자장치를 충전하는 것으로 결정하여 상기 제 1 크기의 상기 복수 개의 RF 웨이브로 상기 전자장치를 충전하는 중에, 상기 전자장치의 이동을 검출하는 동작; 및
    상기 전자장치의 이동에 대응하여, 상기 결정된 방향 및 상기 복수 개의 RF 웨이브의 크기 중 적어도 하나를 변경하여 상기 전자장치를 충전하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 전자장치의 이동을 검출하는 동작은,
    상기 무선 전력 송신기에 포함된 통신용 안테나에서 수신되는 다른 통신 신호에 포함된 상기 전자장치의 이동 정보를 이용하여 상기 전자장치의 이동을 검출하거나, 또는
    상기 복수 개의 통신용 안테나 각각이 또 다른 통신 신호를 수신한 시각에 기초하여 상기 전자장치의 이동을 검출하거나, 또는
    상기 복수의 통신용 안테나에서 또 다른 통신 신호에 이후에 수신되는 통신 신호에 포함된 수신 전력 관련 정보가 기설정된 조건을 만족하지 못하는 것에 대응하여 상기 전자장치의 이동을 검출하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  32. 제 18 항에 있어서,
    다른 전자장치로부터의 통신 신호를 수신하는 동작,
    상기 무선 전력 송신기에 포함된 복수 개의 통신용 안테나 각각이 상기 상기 다른 전자장치로부터의 통신 신호를 수신한 시각의 차이 및 통신 신호의 위상 차이 중 적어도 하나에 기초하여 상기 다른 전자장치가 배치된 방향을 결정하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 전자장치가 배치된 방향, 상기 다른 전자장치가 배치된 방향, 상기 전자장치의 정격 전력 정보 및 상기 다른 전자장치의 정격 전력 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 복수 개의 패치 안테나를 상기 전자장치를 충전하기 위한 제 1 패치 안테나 그룹 및 상기 다른 전자장치를 충전하기 위한 제 2 패치 안테나 그룹으로 분류하는 동작; 및
    상기 제 1 패치 안테나 그룹이 상기 전자장치를 충전하고, 상기 제 2 패치 안테나 그룹이 상기 다른 전자장치를 충전하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.
  34. 제 32 항에 있어서,
    제 1 기간 동안 상기 복수 개의 패치 안테나가 상기 전자장치를 충전하고, 제 2 기간 동안 상기 복수 개의 패치 안테나가 상기 다른 전자장치를 충전하도록 제어하는 동작
    을 더 포함하는 무선 전력 송신기의 제어 방법.



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