KR20190090627A - 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예로써 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치 및 그 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 각각의 마이크로파 모듈에는, 마이크로파 신호를 생성하기 위한 신호생성부, 신호의 전력을 증폭시키기 위한 전력증폭부, 증폭된 신호를 송수신하기 위한 전자기파 방사수신부, 전송 신호와 반사 신호를 분리하기 위한 신호분리부, 반사 신호를 감지하기 위한 신호검출부, 모듈로의 전원을 공급하기 위한 전원부 및 모듈의 동작을 제어하기 위한 제어부가 포함되고, 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 동작 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나를 조정하여 공간 상에서의 에너지 응집 영역, 깊이 및 범위 중 적어도 하나가 가변적으로 설정되도록 할 수 있다.
Description
본 발명은 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치 및 그러한 장치를 이용하여 전력을 전송하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탈부착이 가능한 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 동작 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나를 조정하여 공간 상에서의 에너지 응집 영역, 깊이 및 범위 중 적어도 하나가 가변적으로 설정되도록 하기 위한 무선 전력 전송 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 또한, 복수개의 고출력 마이크로파 모듈들을 제어함으로써 임의 대상의 위치에 원하는 만큼의 전력을 전송하며 원하는 위치에서의 전력 결합을 통해 선택적 전력 전송 및 에너지를 효율적으로 전달되도록 하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
마이크로파(microwave)란, 주파수가 매우 높은 전자파를 지칭하는 것으로, 전자파의 주파수에 따른 분류에서 약 300MHz ~ 30GHz까지의 주파수를 갖는 전자파를 마이크로파라고 지칭되곤 한다.
파장이 짧은 마이크로파 등은 광파(light wave)와 유사한 성질을 가지게 되어 공기, 유리, 종이 등을 잘 통과하고, 직진, 반사 및 흡수의 특성을 가질 수 있다. 이러한 마이크로파는 전파의 송수신에 이용될 수 있으므로 통신 분야에서 광범위하게 쓰인다. 또한, 흔히 전자레인지로 일컫어지는 제품에서와 같이 초단파 유전가열에 의한 식품의 가열, 냉동 식품의 해동, 식품에 대한 간이 급속 살균 등에 이용될 수 있다. 즉, 식품 등에 흡수된 마이크로파는 열로 변환되기 때문에 음식이 가열, 살균 등의 목적으로 사용될 수 있다.
이러한 마이크로파는 전파 분광학의 응용 범위 중 주요한 것으로 꼽히며, 마이크로파의 생성을 위해서는 발진기 등 별도의 구성요소를 필요로 한다. 또한, 이러한 마이크로파는 레이더, 물질의 분자 구조 연구 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다.
또한, 이러한 마이크로파는 무선 전력 전송을 위하여 활용될 수도 있다. 근래들어 무선 전력 전송을 위한 다양한 방식이 연구되고 있는데, 수 kW급 이상의 고출력 마이크로파 전력을 고효율로 무선으로 전송하기 위한 기술 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 무선 전력 전송 시스템에서 2개 이상의 고출력 마이크로파 전력 전송 모듈을 제어하여 가열, 가공, 변형 등이 필요한 공간 상의 대상체의 위치에 원하는 만큼의 전력을 전달하는 기술의 일 예를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 공간 상의 임의 대상의 위치에 필요로 하는 전력 이상의 에너지를 전송하는 기술, 즉, 원하는 곳에 에너지 손실 없이 전력을 전송할 수 있어 에너지 전달 효율을 높일 수 있는 기술의 일 예를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예로써, 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치 및 그 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 각각의 마이크로파 모듈에는, 마이크로파 신호를 생성하기 위한 신호생성부, 신호의 전력을 증폭시키기 위한 전력증폭부, 증폭된 신호를 송수신하기 위한 전자기파 방사수신부, 전송 신호와 반사 신호를 분리하기 위한 신호분리부, 반사 신호(예컨대, 반사 에너지)를 감지하기 위한 신호검출부, 모듈로의 전원을 공급하기 위한 전원부 및 모듈의 동작을 제어하기 위한 제어부가 포함되고, 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 동작 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나를 조정하여 공간 상에서의 에너지 응집 영역, 깊이 및 범위 중 적어도 하나가 가변적으로 설정되도록 할 수 있다.
복수개의 마이크로파 모듈들 각각은 탈부착이 가능한 형태로 형성되고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 공간 상에서의 배치와 각각의 동작 시간(예컨대, 동작 시작 시간) 및 신호의 위상 중 적어도 하나의 조정에 따라, 공간 상의 특정 영역으로 에너지 응집을 위한 전력 전송이 가능하고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각의 동작 시간(예컨대, 동작 진행 시간)의 길이에 따라 에너지 응집 영역의 깊이 및 범위가 조정되고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각에서 출력된 에너지가 더해져서 그 이상의 출력이 공간 상의 특정 영역으로 전달될 수 있다.
복수개의 마이크로파 모듈들 각각은 반사되는 에너지를 신호검출부를 통하여 검출하여 반사되는 에너지에 따라 달라지는 출력 반사 특성 영향을 최소화하거나 부하 임피던스의 변화를 최소화함으로써 전력 전송 효율 특성이 유지 및 향상될 수 있도록 할 수 있다.
제어부는 마이크로파 신호의 생성을 위하여 신호생성부로 하여금 소정의 송신 시간(
t) 동안 동작하게 하고, 공간 상에서의 에너지 응집 영역의 위치는 각각의 마이크로파 모듈에서 신호를 송신하는 시작 시간 및 종료 시간에 의하여 결정되고, 에너지 응집 범위는 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 송신 시간(예컨대, 동작 진행 시간)의 길이에 따라 결정되며, 에너지 응집 깊이는 사용 중심 주파수 및 신호의 지속시간에 따라 결정될 수 있다.
또한, 제어부는 마이크로파 신호의 생성을 위하여 신호생성부로 하여금 소정의 위상값(
)을 갖는 신호에 따라 동작하게 하고, 공간 상에서의 에너지 응집 영역은 복수개의 마이크로파 모듈들 각각에서의 신호의 위상이 동일하거나 상이하게 조정됨에 따라 가변적으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 전력 전송 방법은 각각의 마이크로파 모듈의 신호생성부에서 동작 시간 및 위상이 조정된 마이크로파 신호를 생성하는 제 1 단계, 전력증폭부에서 생성된 신호의 전력을 증폭시키는 제 2 단계, 전자기파 방사수신부에서 증폭된 신호를 공간 상에서 송수신하는 제 3 단계, 신호검출부에서 반사 신호(예컨대, 반사 에너지)를 감지하고, 이 후 생성될 신호의 전력 증폭에 반영하는 제 4 단계 및 전자기파 방사수신부에서 반영에 따라 증폭된 신호를 공간 상에서 송수신하는 제 5 단계를 포함하고, 제 4 단계와 제 5 단계는 복수개의 마이크로파 모듈들의 동작에 있어서 반복적으로 수행될 수 있다. 또한, 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 동작 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나를 조정하여 공간 상에서의 에너지 응집 영역, 깊이 및 범위 중 적어도 하나가 가변적으로 설정되도록 할 수 있다.
마이크로파 모듈 각각에 포함될 수 있는 신호분리부를 통하여 공간 상에서 마이크로파 모듈로부터 전송된 신호와 마이크로파 모듈을 향하여 반사된 신호를 분리하는 단계를 더 포함하고, 신호를 분리하는 단계는 제 2 단계 이후에 수행되며, 복수개의 마이크로파 모듈들 각각은 탈부착이 가능한 형태로 형성되고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 공간 상에서의 배치와 동작 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나의 조정에 따라, 공간 상의 특정 영역으로 에너지 전송이 가능하고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각의 동작 시작 시간에 따라 에너지 응집 영역의 위치가 조정되고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각의 동작 진행 시간의 길이에 따라 에너지 응집 영역의 깊이 및 범위가 조정될 수 있고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각에서 출력된 에너지가 더해져서 그 이상의 출력이 공간 상의 특정 영역으로 전달될 수 있다.
반사되는 에너지를 신호검출부에서 감지하고, 이 후 생성될 신호의 전력 증폭에 반영하는 제 4 단계에서는 복수개의 마이크로파 모듈들 각각은 신호검출부를 통하여 반사되는 에너지를 검출하여 반사되는 에너지에 따라 달라지는 출력 반사 특성 영향을 최소화하거나 부하 임피던스의 변화를 최소화함으로써 전력 전송 효율 특성이 유지 및 향상될 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 제 1 단계에서는 마이크로파 신호의 생성을 위하여 신호생성부가 소정의 송신 시간(
t) 동안 동작되고, 공간 상에서의 에너지 응집 깊이 및 범위는 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 동작 시간이 동일하거나 상이하게 조정됨에 따라 가변적으로 설정될 수 있다.
또한, 제 1 단계에서는 마이크로파 신호의 생성을 위하여 신호생성부가 소정의 위상값(
)을 갖는 신호에 따라 동작되고, 공간 상에서의 에너지 응집 영역은 복수개의 마이크로파 모듈들 각각에서의 신호의 위상이 동일하거나 상이하게 조정됨에 따라 가변적으로 설정될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예로써, 전술한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.
기존 기술이 한정된 공간 내에 전력을 전달하여 대상체의 특성에 따라 에너지 전달 효율성이 떨어지는 것에 비해, 본 발명의 일 실시예에 따르면 사용자가 원하는 위치로 전력이 전달되도록 설정할 수 있는 무선 전력 전송 장치를 이용하여 공간 내에 임의의 위치에 놓여진 대상체에 고출력 전력을 전송하고 반사되어 되돌아오는 신호를 이용함으로써 전송 효율을 종래 대비 보다 높일 수 있다.
무선 전력 전송 장치 내에서 안테나를 통해 2개 이상의 복수의 전력 전송 모듈(예컨대, 마이크로파 모듈)의 시간 및 위상 중 적어도 하나를 제어함으로써 대상체의 형태와 물질에 따라 전력 전송 정도를 자유롭게 조절할 수 있어, 불필요한 에너지의 손실 및 대상체의 외부 손상 없이도 원하는 위치에 정확하고 선택적으로 에너지 전달이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공간 내 특정 대상체에만 에너지를 선택적으로 공급하거나 복수의 대상체들에 균일한 에너지를 공급할 수 있어, 짧은 가공 시간으로 인한 재료 변형 및 결함을 최소화할 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치는 조기 가공이 요구되는 열처리 시스템 및 마이크로파 무선 전력 전송 시스템 등에 적극적으로 활용될 수 있다.
또한, 대상체로부터 반사되어 오는 신호 등을 이용하여 장치의 부하 임피던스 변화를 최소화하거나 부하 임피던스 값을 적절하게 보상할 수 있으므로, 장치의 전력 전송 특성을 종래 대비 안정적으로 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치 및 그 방법은 무선 전력 충전 시스템 등에 적용될 수 있으며, 생성된 에너지를 최대로 전달함으로써 전력 효율을 높이는 기술의 일 형태를 제시해줄 수 있다. 다시 말해서, 기존 수 kHz 대역 자기장 무선 충전 방식 한계를 극복하여 낮은 설치 비용으로 신뢰성, 편리성 확보가 가능한 전기 자동차 및 드론 등 무선 충전 시스템으로 활용 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치의 동작예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 모듈의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 모듈의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 각각의 모듈의 송신 시간(예컨대, 동작 시작 시간)이 차이가 있게 조정됨으로써 공간 상에서 가변적으로 설정되는 에너지의 분포의 위치의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 각각의 모듈의 송신 시간의 길이(예컨대, 동작 진행 시간)가 조정됨으로써 공간 상에서 가변적으로 설정되는 에너지의 분포의 양을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 모듈의 구조의 다른 예를 나타낸다.
도 7은 각각의 마이크로파 모듈의 위상 조정을 통한 마이크로파 조사 형태의 일 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 각각의 모듈의 신호의 위상이 조정됨으로써 공간 상에서 가변적으로 설정되는 에너지의 분포의 위치의 예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 전력 전송 방법의 순서도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 모듈의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 모듈의 구조의 일 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 각각의 모듈의 송신 시간(예컨대, 동작 시작 시간)이 차이가 있게 조정됨으로써 공간 상에서 가변적으로 설정되는 에너지의 분포의 위치의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 각각의 모듈의 송신 시간의 길이(예컨대, 동작 진행 시간)가 조정됨으로써 공간 상에서 가변적으로 설정되는 에너지의 분포의 양을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 모듈의 구조의 다른 예를 나타낸다.
도 7은 각각의 마이크로파 모듈의 위상 조정을 통한 마이크로파 조사 형태의 일 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 각각의 모듈의 신호의 위상이 조정됨으로써 공간 상에서 가변적으로 설정되는 에너지의 분포의 위치의 예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 전력 전송 방법의 순서도를 나타낸다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치의 동작예를 나타내고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 모듈의 블록도이다.
에너지 전달의 효율을 높이는 방법으로써, (i) 전력 결합, (ii) 고효율을 내는 스위칭 타입의 비선형 증폭기 이용, (iii) 반사되는 에너지를 검출하여 출력 부하 임피던스의 변화를 최소화하거나 보상하는 방법이 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 3가지 방법이 동시에 또는 개별적으로 수행될 수 있다.
본 발명은 사용자가 전력 전송 모듈(예컨대, 마이크로파 모듈 등)을 공간 상에서 직접 탈부착 및 추가 부착 등을 통하여 사용자가 원하는 형태로 임의로 설정(set)이 가능하며, 2개 이상의 복수의 전력 전송 모듈의 송신 시간 및 위상 중 적어도 하나를 제어함으로써, 공간 상에서 사용자가 원하는 곳에 에너지 손실 없이 전력을 전송할 수 있어 에너지 전달 효율을 보다 높일 수 있다.
또한, 전력 전송 모듈을 이용함으로써 전력 결합이 가능하여 대상체의 크기와 범위, 사용 목적 등에 따라 마이크로파 에너지가 도달하는 위치, 범위, 면적, 깊이 등을 자유롭게 조절할 수 있어 선택적 전력 전송이 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 대상체의 흡수, 반사 및 전달되는 에너지에 따라 달라지는 출력 반사 특성과 이에 대한 영향을 최소화하고, 부하 임피던스 변화를 최소화 혹은 보상하여 높은 전력 전송 효율 특성을 유지할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 1) 고출력 전력 전송 모듈을 사용자가 임의로 설정이 가능하며, 2) 복수개의 전력 전송 모듈들의 시간 및 위상 중 적어도 하나를 제어함으로써 전력 결합이 가능하고 3) 결합된 에너지의 크기, 범위, 깊이 등을 조절하여 대상체에 요구되는 전력 이상의 마이크로파 에너지를 사용자가 희망하는 위치에 선택적으로 전송할 수 있으며, 4) 대상체의 흡수, 반사 및 전달되는 에너지로 인한 부하 임피던스 변화를 최소화하여, 5) 에너지를 원하는 위치에만 손실 없이 전달하므로 전력 전송 효율을 높일 수 있고, 주변에 영향을 미치지 않아 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명은 무선 전력 전송 환경에서, 높은 에너지 전송 효율 특성을 확보하기 위한 기술로써, 고출력을 내는 복수개의 무선 전력 전송 모듈을 이용하여 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예로써 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치 및 그 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 각각의 마이크로파 모듈(1000)에는, 마이크로파 신호를 생성하기 위한 신호생성부(1100), 신호의 전력을 증폭시키기 위한 전력증폭부(1200), 증폭된 신호를 송수신하기 위한 전자기파 방사수신부(1300), 전송 신호와 반사 신호를 분리하기 위한 신호분리부(1400), 반사 신호(예컨대, 반사 에너지)를 감지하기 위한 신호검출부(1500), 모듈로의 전원을 공급하기 위한 전원부(1600) 및 모듈의 동작을 제어하기 위한 제어부(1700)가 포함되고, 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 송신 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나를 조정하여 공간 상에서의 에너지 응집 영역, 깊이 및 범위 중 적어도 하나가 가변적으로 설정되도록 할 수 있다.
다시 말해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 무선 전력 전송 모듈(1000)은 크게 모듈 내 소자들을 구동시키기 위한 전원을 제공하는 전원부(1600), 입력신호를 제어하기 위한 제어부(1700), 마이크로파 신호를 생성하기 위한 신호생성부(1100), 높은 에너지 효율 특성을 가진 전력증폭부(1200), 전력 전송 신호와 출력 반사 신호를 분리하는 신호분리부(1400) 및 반사되어 돌아오는 신호(예컨대, 반사 에너지)를 측정하기 위한 신호검출부(1500), 고출력 신호를 방사하는 전자기파 방사수신부(1300)로 구성될 수 있다.
제어부(1700)는 신호생성부(1100)에서의 입력 신호의 경우 시간을 제어하고, 생성된 신호의 경우 위상을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 공간 상에서 에너지가 도달하는 위치, 범위, 면적, 깊이 등을 자유롭게 조절하여 특정 위치에서 전력을 효과적으로 결합시킬 수 있다. 에너지 응집 영역은 공간 상 임의의 위치에 에너지가 모이는 부분으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 시간 및 위상 중 적어도 하나를 조정하여 이러한 에너지 응집 영역을 공간 상에서 이동시킬 수 있다.
신호생성부(1100)는 마이크로파 신호를 생성하고, 전력증폭부(1200)는 생성된 신호를 고효율 고출력 신호로 증폭할 수 있다. 예를 들어, 고속의 온/오프(Fast on/off) 특성을 갖는 발진기를 사용하여 한정된 곳으로만 에너지가 모일 수 있도록 하는 신호를 신호생성부(1100)에서 생성할 수 있다. 또한, 스위칭 타입의 비선형 증폭기를 이용하여 선형 증폭기의 이론적 효율 이상의 고효율 특성을 얻어낼 수도 있다. 또한, 신호생성부(1100)와 전력증폭부(1200)를 혼합한 고출력 발진기를 구현하여 모듈 구조를 보다 간단히 구성할 수도 있다.
신호분리부(1400)는 수동소자에 의하여 구현될 수 있고, 신호분리부(1400)는 전력 전송 신호와 출력 신호가 반사되어 되돌아오는 신호를 인식하고, 신호검출부(1500)는 신호분리부(1400)에서 분리된 반사 신호 에너지를 검출해서 최적의 부하 설정으로 반사 신호 발생을 최소화하기 위하여 사용될 수 있다. 신호분리부(1400)는 예를 들어, 아이솔레이터 기능의 서큘레이터 등일 수 있고, 전력 전송 신호와 반사 신호를 분리시킬 수 있다.
또한, 신호검출부(1500)는 반사 신호 검출기(미도시)를 이용하여, 전력 증폭기의 전원 전압 변화를 통해 출력 부하 임피던스 변화를 최소화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 방사수신부(1300)는 안테나로 지칭될 수도 있다. 안테나는 제어된 신호를 통해 원하는 위치에 에너지를 전송하기 위한 형태이다. 이러한 전자기파 방사수신부(1300)는 예를 들면, 집적형 안테나를 이용하여 소형화된 모듈 형태로 구현될 수 있다.
전술한 무선 전력 전송 장치는 고출력을 내는 하나의 전력 전송 모듈로써 구성될 수도 있지만, 바람직하게는 공간(1) 상의 임의의 위치에 배치되고 연동되어 동작하는 복수개의 고출력 전력 전송 모듈(마이크로파 모듈)들을 이용하여 구현될 수 있다. 2개 이상의 복수개의 전력 전송 모듈들로 구현되는 경우, 사용자가 원하는 전력 이상의 에너지를 생성해낼 수 있으며 각각의 모듈의 시간 및 위상 중 적어도 하나를 제어하여 전력 결합이 가능하다.
도 1에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 마이크로파 모듈(1000)들은 전자기파가 존재할 수 있는 공간(1) 상에서 미리 설정된 위치에 설치될 수 있다. 다시 말해서, 사용자에 의한 에너지 전송, 결합 목적, 영역, 깊이 등에 따라 결정된 공간(1) 상의 특정 위치에 2개 이상의 마이크로파 모듈(1000)들이 설치되고 연동되어 동작될 수 있다. 사용자는 공간(1) 상에서 모듈(1000)들을 임의로 설치(set)할 수 있으므로, 희망하는 전력의 크기를 손쉽게 획득할 수도 있다.
복수개의 마이크로파 모듈(1000)들 각각은 탈부착이 가능한 형태로 형성되고, 복수개의 마이크로파 모듈(1000)들의 공간(1) 상에서의 배치와 송신 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나의 조정에 따라, 공간(1) 상의 특정 영역으로 에너지 전송이 가능하고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각의 동작 시작 시간에 따라 에너지 응집 영역의 위치가 조정되고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각의 동작 진행 시간의 길이에 따라 에너지 응집 영역의 깊이 및 범위가 조정될 수 있고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각에서 출력된 에너지가 더해져서 그 이상의 출력이 공간 상의 특정 영역으로 전달될 수 있다.
공간 상에서 연속파의 형태로 존재하는 전자기파는 미리 결정된 수신단에 의하여 수신되거나 특정 영역에서 에너지가 응집되었다가 사라지는 과정을 겪을 수 있다. 이러한 에너지가 응집되는 영역의 위치, 깊이 및 범위는 사용자에 의하여 미리 설정된 동작 과정을 거치는 모듈(1000)들을 통하여 가변적으로 설정될 수 있다. 다시 말해서, 사용자는 공간(1) 상에서 본인이 희망하는 영역에 대하여 희망하는 깊이, 범위 값을 갖는 에너지가 전달되도록 모듈(1000)들의 동작을 제어할 수 있다. 이러한 에너지가 응집되는 영역(또는 지점)은 사용자가 에너지를 전달하고자 하는 영역(또는 지점)일 수 있고, 각각의 모듈(1000)들로부터 조사된 마이크로파가 중첩되는 영역(또는 지점)이 전술한 에너지가 응집되는 영역(P3)일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 모듈의 구조의 일 예를 나타내고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 각각의 모듈의 송신 시간(예컨대, 동작 시작 시간)에 차이가 있게 조정됨으로써 공간 상에서 가변적으로 설정되는 에너지의 분포의 위치의 일 예를 나타내며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 각각의 모듈의 송신 시간의 길이(예컨대, 동작 진행 시간)가 조정됨으로써 공간 상에서 가변적으로 설정되는 에너지 분포 양을 나타낸다.
복수개의 마이크로파 모듈(1000)들 각각은 반사되는 에너지를 신호검출부(1500)를 통하여 검출하여 반사되는 에너지에 따라 달라지는 출력 반사 특성 영향을 최소화하거나 부하 임피던스의 변화를 최소화함으로써 전력 전송 효율 특성이 유지 및 향상될 수 있도록 할 수 있다.
제어부(1700)는 마이크로파 신호의 생성을 위하여 신호생성부(1100)로 하여금 소정의 송신 시간(
t) 동안 동작하게 하고, 공간(1) 상에서의 에너지 응집 깊이 및 범위는 복수개의 마이크로파 모듈(1000)들 각각의 동작 진행 시간이 동일하거나 상이하게 조정됨에 따라 가변적으로 설정될 수 있다. 다시 말해서, 공간 상에서의 에너지 응집 영역의 위치는 각각의 마이크로파 모듈에서 신호를 송신하는 시작 시간 및 종료 시간에 의하여 결정되고, 에너지 응집 범위는 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 송신 시간(예컨대, 동작 진행 시간)의 길이에 따라 결정되면, 에너지 응집 깊이는 사용 중심 주파수 및 신호의 지속시간에 따라 결정될 수 있다.
도 3에서와 같이, 신호생성부(1100)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 다시 말해서, 도 3에서와 같이 신호생성부(1100)와 고효율 고출력 전력증폭부(1200)가 연결된 형태, 신호생성부(1100)와 고출력 전력증폭부(1200)가 결합된 고출력 신호생성부(1100)가 구현되어 시간 제어에 사용될 수 있다.
도 4의 (a)를 참조하면, 각각의 모듈(1000)들의 동작 시작 시간이 동일한 경우, 공간(1) 상의 정중앙 부위에서 에너지가 응집(P3)될 수 있다. 또한, 각각의 모듈(1000)들의 동작 시작 시간이 상이한 경우, 도 4의 (b)에서와 같이, 공간(1) 상에서의 특정한 위치(영역)에 에너지가 응집될 수 있다.
또한, 도 5에서와 같이, 모듈(1000)들의 동작 진행 시간이 길어짐(예컨대, 
t1 -> 
t2) 에 따라, 에너지 응집(P3_2)이 상대적으로 넓은 범위에서 나타나고, 이와 반대로 동작 진행 시간이 짧아지면(예를 들면, 
t2 -> 
t1) 마이크로파의 대상체에 대한 투과 깊이는 깊어지고, 에너지 응집(P3_1)은 좁은 범위에서 나타날 수 있다. 또한, 모듈(1000)들의 신호 진폭이 커지면 커질수록, 마이크로파의 대상체에 대한 투과 깊이가 깊어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 모듈의 구조의 다른 예를 나타내고, 도 7은 각각의 마이크로파 모듈의 위상 조정을 통한 마이크로파 조사 형태의 일 예를 나타내며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 각각의 모듈의 신호의 위상이 조정됨으로써 공간 상에서 가변적으로 설정되는 에너지 분포 위치의 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 신호생성부(1100)는 위상 제어를 위한 제어부(1700)와 연결될 수 있고, 제어부(1700)에 의하여 위상이 조정될 수 있다. 또한, 도 6의 (b)에서와 같이, 기준 신호발생부(1101)(Ref_GEN.)로부터 생성된 신호는 제어부(1700)를 통과하여 위상이 제어되고 다시 또다른 신호생성부(1100)로 인가되어 모듈의 동작 신호로써 사용될 수 있다. 도 6에서와 같이, 신호생성부(1100) 후단에 위상 제어를 위한 제어부(1700)가 결합되거나, 신호생성부(1100) 전단 및 기준 신호생성부(1100) 후단에 위상 제어를 위한 제어부(1700)가 결합되어 모듈(1000)에서의 신호 위상을 조정할 수 있다.
다시 말해서, 제어부(1700)는 마이크로파 신호의 생성을 위하여 신호생성부(1100)로 하여금 소정의 위상값(
)을 갖는 신호에 따라 동작하게 하고, 공간(1) 상에서의 에너지 응집 영역은 복수개의 마이크로파 모듈들 각각에서의 신호의 위상이 동일하거나 상이하게 조정됨에 따라 가변적으로 설정될 수 있다.
도 7을 참조하면, 단일 전력전송 모듈을 여러 개 결합시킨 모듈을 위상 제어에서의 단일 전력전송 모듈로 다시 보며, 위상 제어의 단일 전력전송 모듈 내 결합시킨 각각의 전력전송 모듈의 위상을 변화시킴으로써 빔의 방향을 다양하게 조절할 수 있다.
도 8을 참조하면, 복수개의 마이크로파 모듈들의 신호 위상이 동일한 경우, 공간(1) 상의 정중앙 위치에서 에너지가 응집(P3_3)되어 나타날 수 있다. 또한, 도 8의 (b)에서와 같이, 각각의 모듈들의 신호 위상이 상이한 경우, 공간(1) 상에서 각각의 모듈들에 의한 신호에 따라 특정 영역(P3_4)에서 에너지 응집이 나타날 수 있다. 다시 말해서, 사용자의 의도에 따라 공간(1) 상에서 에너지 전송이 특정 영역으로 선택적으로 이루어지거나, 특정 영역에서의 에너지 결합이 효과적으로 달성될 수 있다. 사용자는 모듈(1000)들의 배치, 모듈(1000)에서의 동작 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나에 대한 조정을 통하여 공간(1) 상에서의 에너지 응집 영역, 깊이 및 범위 중 적어도 하나가 가변적으로 설정되도록 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 전력 전송 방법의 순서도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 전력 전송 방법은 각각의 마이크로파 모듈의 신호생성부에서 동작 시간 및 위상이 조정된 마이크로파 신호를 생성하는 제 1 단계(S100), 전력증폭부에서 생성된 신호의 전력을 증폭시키는 제 2 단계(S200), 전자기파 방사수신부에서 증폭된 신호를 공간 상에서 송수신하는 제 3 단계(S300), 신호검출부에서 반사 신호(예컨대, 반사 에너지)를 감지하고, 이 후 생성될 신호의 전력 증폭에 반영하는 제 4 단계(S400) 및 전자기파 방사수신부에서 반영에 따라 증폭된 신호를 공간 상에서 송수신하는 제 5 단계(S500)를 포함하고, 제 4 단계(S400)와 제 5 단계(S500)는 복수개의 마이크로파 모듈들의 동작에 있어서 반복적으로 수행될 수 있다. 또한, 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 동작 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나를 조정하여 공간 상에서의 에너지 응집 영역, 깊이 및 범위 중 적어도 하나가 가변적으로 설정되도록 할 수 있다.
마이크로파 모듈 각각에 포함될 수 있는 신호분리부를 통하여 공간 상에서 마이크로파 모듈로부터 전송된 신호와 마이크로파 모듈을 향하여 반사된 신호를 분리하는 단계를 더 포함하고, 신호를 분리하는 단계는 제 2 단계(S200) 이후에 수행되며, 복수개의 마이크로파 모듈들 각각은 탈부착이 가능한 형태로 형성되고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 공간 상에서의 배치와 동작 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나의 조정에 따라, 공간 상의 특정 영역으로 에너지 전송이 가능하고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각의 동작 시작 시간에 따라 에너지 응집 영역의 위치가 조정되고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각의 동작 진행 시간의 길이에 따라 에너지 응집 영역의 깊이 및 범위가 조정될 수 있고, 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각에서 출력된 에너지가 더해져서 그 이상의 출력이 공간 상의 특정 영역으로 전달될 수 있다.
반사되는 에너지를 신호검출부에서 감지하고, 이 후 생성될 신호의 전력 증폭에 반영하는 제 4 단계(S400)에서는 복수개의 마이크로파 모듈들 각각은 신호검출부를 통하여 반사되는 에너지를 검출하여 반사되는 에너지에 따라 달라지는 출력 반사 특성 영향을 최소화하거나 부하 임피던스의 변화를 최소화함으로써 전력 전송 효율 특성이 유지 및 향상될 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 제 1 단계(S100)에서는 마이크로파 신호의 생성을 위하여 신호생성부가 소정의 송신 시간(
t) 동안 동작되고, 공간 상에서의 에너지 응집 깊이 및 범위는 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 동작 시간이 동일하거나 상이하게 조정됨에 따라 가변적으로 설정될 수 있다.
또한, 제 1 단계(S100)에서는 마이크로파 신호의 생성을 위하여 신호생성부가 소정의 위상값(
)을 갖는 신호에 따라 동작되고, 공간 상에서의 에너지 응집 영역은 복수개의 마이크로파 모듈들 각각에서의 신호의 위상이 동일하거나 상이하게 조정됨에 따라 가변적으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고가의 복잡한 구성 소자 없이도 마이크로파 전력을 공급/제어하는 기술을 개발할 수 있으며, 적정 에너지를 응용 위치(예컨대, 사용자가 희망하는 에너지 응집 위치)에 공급하여 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 및 방법은 다양한 전자기파 응용분야에 적용 가능하다.
또한, 공간 내 특정 대상에만 에너지를 공급하거나 복수 대상에 균일한 에너지 공급이 가능하며 고출력 무선 전력 전송 모듈을 추가 배치함으로써, 대상체가 필요로 하는 마이크로파 전력을 공급하는 스마트 전력 전송 시스템의 기반 기술로써도 활용될 수 있다.
고출력 무선 전력 전송 모듈을 제어하여 전력이 공급되는 위치나 면적의 조절이 가능함으로써, 기존 진공 전자 기반 소자 등에서 구현하기 어려웠던 선택적 가열과 특정성분 가열 등 원하는 위치와 다양한 성분에 대한 고효율 전력 전송이 가능한 스마트 쿡킹 시스템에도 활용 가능하다.
대상체의 형태와 대상체를 이루는 물질에 따른 선별적 에너지 전달이 가능하므로 나노 소재 가공 시, 대면적 균일 열처리, 짧은 가공 시간으로 인한 재료 변형 및 결함 문제를 최소화할 수 있다. 또한, 국부 열처리로 부분 결함 보수 등 정밀/대면적 가공 기술로써도 구현 가능하다.
대상체에서 반사되어 오는 신호 등을 이용하여 무선 충전 시스템에 적용할 수 있어 생성된 에너지를 최대 사용함으로써 전력 효율을 높일 수 있다. 기존 수 kHz 대역 자기장 무선 충전 방식 한계를 극복하여 낮은 설치비용으로 신뢰성, 편리성 확보가 가능한 전기 자동차 및 드론 등 무선 충전 시스템으로 활용 가능하다.
더 나아가, 대기권 밖에서 수집된 태양에너지를 무선으로 지상에 공급하는 우주 태양광발전 및 전기 자동차 등을 충전하는 무선 충전 기술로써도 활용 가능하다.
외부에 에너지 손실 없이 원하는 위치에만 에너지를 전달하여 정확히 에너지를 전달할 수 있으며, 신뢰성이 높고 위험성이 낮아 어디에나 사용될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법과 관련하여서는 전술한 장치에 대한 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 방법과 관련하여, 전술한 장치에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하였다.
한편, 전술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 프로그램이나 코드를 기록하는 기록 매체는, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: (전자기파 존재) 공간
1000: 마이크로파 모듈
1100: 신호생성부 1101: 기준 신호생성부(Ref_GEN.)
1200: 전력증폭부 1300: 전자기파 방사수신부
1400: 신호분리부 1500: 신호검출부
1600: 전원부 1700: 제어부
1100: 신호생성부 1101: 기준 신호생성부(Ref_GEN.)
1200: 전력증폭부 1300: 전자기파 방사수신부
1400: 신호분리부 1500: 신호검출부
1600: 전원부 1700: 제어부
Claims (11)
- 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치로서,
각각의 마이크로파 모듈에는,
마이크로파 신호를 생성하기 위한 신호생성부;
신호의 전력을 증폭시키기 위한 전력증폭부;
상기 증폭된 신호를 송수신하기 위한 전자기파 방사수신부;
전송 신호와 반사 신호를 분리하기 위한 신호분리부;
상기 반사 신호를 감지하기 위한 신호검출부;
상기 마이크로파 모듈로의 전원을 공급하기 위한 전원부; 및
상기 마이크로파 모듈의 동작을 제어하기 위한 제어부가 포함되고,
상기 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 동작 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나를 조정하여 공간 상에서의 에너지 응집 영역, 깊이 및 범위 중 적어도 하나가 가변적으로 설정되도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수개의 마이크로파 모듈들 각각은 탈부착이 가능한 형태로 형성되고,
상기 복수개의 마이크로파 모듈들의 상기 공간 상에서의 배치와 상기 동작 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나의 조정에 따라, 상기 공간 상의 특정 영역으로 에너지 전송이 가능하고, 상기 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각의 동작 시작 시간에 따라 에너지 응집 영역의 위치가 조정되고, 상기 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각의 동작 진행 시간의 길이에 따라 에너지 응집 영역의 깊이 및 범위가 조정되며, 상기 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각에서 출력된 에너지가 더해져서 그 이상의 출력이 상기 공간 상의 특정 영역으로 전달되는 것을 특징으로 하는 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수개의 마이크로파 모듈들 각각은 반사되는 에너지를 상기 신호 검출부를 통하여 검출하여, 반사되는 에너지에 따라 달라지는 출력 반사 특성 영향을 최소화하거나 부하 임피던스의 변화를 최소화함으로써 전력 전송 효율 특성이 유지 및 향상될 수 있도록 하는 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 마이크로파 신호의 생성을 위하여 상기 신호생성부로 하여금 소정의 송신 시간(t) 동안 동작하게 하고,
상기 공간 상에서의 에너지 응집 영역의 위치는 각각의 마이크로파 모듈에서 신호를 송신하는 시작 시간 및 종료 시간에 의하여 결정되고,
상기 공간 상에서의 에너지 응집의 범위는 상기 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 동작 진행 시간에 따라 결정되며, 에너지 응집의 깊이는 사용 중심 주파수 및 신호의 지속시간에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 마이크로파 신호의 생성을 위하여 상기 신호생성부로 하여금 소정의 위상값()을 갖는 신호에 따라 동작하게 하고,
상기 공간 상에서의 에너지 응집 영역은 상기 복수개의 마이크로파 모듈들 각각에서의 신호의 위상이 동일하거나 상이하게 조정됨에 따라 가변적으로 설정되는 것을 특징으로 하는 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치.
- 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 전력 전송 방법으로서,
각각의 마이크로파 모듈의 신호생성부에서 동작 시간 및 위상이 조정된 마이크로파 신호를 생성하는 제 1 단계;
전력증폭부에서 상기 생성된 신호의 전력을 증폭시키는 제 2 단계;
전자기파 방사수신부에서 상기 증폭된 신호를 공간 상에서 송수신하는 제 3 단계;
신호검출부에서 반사 신호를 감지하고, 이 후 생성될 신호의 전력 증폭에 반영하는 제 4 단계; 및
상기 전자기파 방사수신부에서 상기 반영에 따라 증폭된 신호를 공간 상에서 송수신하는 제 5 단계를 포함하고,
상기 제 4 단계와 제 5 단계는 상기 복수개의 마이크로파 모듈들의 동작에 있어서 반복적으로 수행되고,
상기 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 동작 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나를 조정하여 공간 상에서의 에너지 응집 영역, 깊이 및 범위 중 적어도 하나가 가변적으로 설정되도록 할 수 있는 것을 특징으로 하는 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 전력 전송 방법.
- 제 6 항에 있어서,
마이크로파 모듈 각각에 포함될 수 있는 신호분리부를 통하여 상기 공간 상에서 상기 마이크로파 모듈로부터 전송된 신호와 상기 마이크로파 모듈을 향하여 반사된 신호를 분리하는 단계를 더 포함하고, 상기 신호를 분리하는 단계는 상기 제 2 단계 이후에 수행되며,
상기 복수개의 마이크로파 모듈들 각각은 탈부착이 가능한 형태로 형성되고, 상기 복수개의 마이크로파 모듈들의 상기 공간 상에서의 배치와 상기 동작 시간 및 신호의 위상 중 적어도 하나의 조정에 따라, 상기 공간 상의 특정 영역으로 에너지 전송이 가능하고, 상기 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각의 동작 시작 시간에 따라 에너지 응집 영역의 위치가 조정되고, 상기 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각의 동작 진행 시간의 길이에 따라 에너지 응집 영역의 깊이 및 범위가 조정되며, 상기 복수개의 마이크로파 모듈들의 각각에서 출력된 에너지가 더해져서 그 이상의 출력이 상기 공간 상의 특정 영역으로 전달되는 것을 특징으로 하는 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 전력 전송 방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 신호검출부에서는 반사되는 에너지를 감지하고, 이 후 생성될 신호의 전력 증폭에 반영하는 제 4 단계에서는 반사되는 에너지에 따라 달라지는 출력 반사 특성 영향을 최소화하거나 부하 임피던스의 변화를 최소화함으로써 전력 전송 효율 특성이 유지 및 향상될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 전력 전송 방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 단계에서는 마이크로파 신호의 생성을 위하여 상기 신호생성부가 소정의 동작 시간(t) 동안 동작되고,
상기 공간 상에서의 에너지 응집 영역의 위치는 각각의 마이크로파 모듈에서 신호를 송신하는 시작 시간 및 종료 시간에 의하여 결정되고,
상기 공간 상에서의 에너지 응집의 범위는 상기 복수개의 마이크로파 모듈들 각각의 동작 진행 시간에 따라 결정되며, 에너지 응집의 깊이는 사용 중심 주파수 및 신호의 지속시간에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 전력 전송 방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 단계에서는 마이크로파 신호의 생성을 위하여 상기 신호생성부가 소정의 위상값()을 갖는 신호에 따라 동작되고,
상기 공간 상에서의 에너지 응집 영역은 상기 복수개의 마이크로파 모듈들 각각에서의 신호의 위상이 동일하거나 상이하게 조정됨에 따라 가변적으로 설정되는 것을 특징으로 하는 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 전력 전송 방법.
- 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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| KR1020180009555A KR102071065B1 (ko) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치 및 그 방법 |
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| KR1020180009555A KR102071065B1 (ko) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | 복수개의 마이크로파 모듈들을 이용한 무선 전력 전송 장치 및 그 방법 |
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| KR20190090627A true KR20190090627A (ko) | 2019-08-02 |
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| KR (1) | KR102071065B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115655515A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-01-31 | 四川赛康智能科技股份有限公司 | 基于能量信息一体化传输技术的高压开关柜在线测温系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0677750A (ja) * | 1992-08-28 | 1994-03-18 | Nec Corp | マイクロ波増幅器 |
| KR20170060116A (ko) * | 2014-10-31 | 2017-05-31 | 테스로닉스 인코포레이티드 | 전자기파들의 정렬을 이용한 무선 에너지 전달 |
| KR20170071944A (ko) * | 2015-12-16 | 2017-06-26 | 삼성메디슨 주식회사 | 초음파 프로브 및 초음파 프로브 충전 방법 |
| KR20170138473A (ko) | 2015-04-10 | 2017-12-15 | 덴마크스 텍니스케 유니버시테트 | 마이크로파오븐용 마이크로파 전력 센서 조립체 |
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2018
- 2018-01-25 KR KR1020180009555A patent/KR102071065B1/ko active IP Right Grant
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