KR20210054319A - 무선 충전 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

무선 충전 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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KR20210054319A
KR20210054319A KR1020190140324A KR20190140324A KR20210054319A KR 20210054319 A KR20210054319 A KR 20210054319A KR 1020190140324 A KR1020190140324 A KR 1020190140324A KR 20190140324 A KR20190140324 A KR 20190140324A KR 20210054319 A KR20210054319 A KR 20210054319A
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전웅
이종서
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한화테크윈 주식회사
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Abstract

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 무선 충전 장치는 전송 위치를 감지하는 센서; 전력 신호를 전송하는 충전 모드로 동작하거나 통신 신호를 송수신하는 통신 모드로 동작하는 제1 안테나를 포함하는 안테나 어레이; 및 상기 전송 위치의 전송 방향에 기초하여 상기 제1 안테나의 전력 전송 효율을 산출하고, 산출된 전력 전송 효율이 기준 전력 전송 효율보다 크면 상기 제1 안테나가 충전 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 산출된 전력 전송 효율이 상기 기준 전력 전송 효율보다 작으면 상기 제1 안테나가 통신 모드로 동작하도록 제어하는 프로세서;를 포함한다.

Description

무선 충전 장치 및 그 동작 방법{Wireless charging apparatus and operation method thereof}
본 발명은 다양한 기능을 수행하는 안테나 어레이를 포함하는 무선 충전 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
무선 충전은 WPC(Wireless Power Consortium)의 자기 유도 방식, AFA(AirFuel Alliance)의 자기 공명 방식 및 자기 유도 방식, WattUp의 RF(Radio Frequency) 방식 등에 의해 수행될 수 있다.
무선 충전은 송신기의 안테나 어레이가 전력 신호를 전송하고, 수신기의 안테나 어레이가 송신기로부터 전송된 전력 신호를 수신하는 방식으로 이루어질 수 있다.
이때, 수신기의 안테나 어레이의 위치에 따라 송신기의 안테나 어레이가 전송하는 전력 신호의 세기가 달라질 수 있다.
또는, 송신기와 수신기 사이에 생체가 존재하는 경우, 송신기의 안테나 어레이가 전송하는 전력 신호의 세기가 달라질 수 있다.
무선 충전 시 전력 신호의 세기는 충전 시간에 영향을 끼치며, 환경의 변화에 따라 무선 충전을 수행하는 송신기의 안테나 어레이의 기능을 다양화시킬 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다양한 기능을 수행하는 안테나 어레이를 포함하는 무선 충전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 무선 충전 방법은 통신 인터페이스에 의해, 수신기로부터 충전 요청 신호를 수신하는 단계; 센서에 의해, 소정 영역에서 생체를 감지하는 단계; 및 프로세서에 의해, 상기 소정 영역의 일부 영역에서 생체가 감지되면 상기 일부 영역에 대응하는 안테나 어레이의 일부에 해당하는 적어도 하나의 안테나를 통신 신호를 송수신하는 통신 모드로 동작시키고 상기 일부 영역 외 나머지 영역에 대응하는 상기 안테나 어레이의 나머지에 해당하는 적어도 하나의 안테나를 전력 신호를 전송하는 충전 모드로 동작시키고, 상기 소정 영역에서 생체가 감지되지 않으면 상기 안테나 어레이를 전력 신호를 전송하는 충전 모드로 동작시키는 단계;를 포함한다.
본 실시예에서, 상기 소정 영역은 상기 수신기가 상기 전력 신호를 수신하는 영역일 수 있다.
본 실시예에서, 상기 충전 모드에서 상기 안테나 어레이는 빔포밍되도록 상기 전력 신호를 전송할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 무선 충전 장치는 전송 위치를 감지하는 센서; 전력 신호를 전송하는 충전 모드로 동작하거나 통신 신호를 송수신하는 통신 모드로 동작하는 제1 안테나를 포함하는 안테나 어레이; 및 상기 전송 위치의 전송 방향에 기초하여 상기 제1 안테나의 전력 전송 효율을 산출하고, 산출된 전력 전송 효율이 기준 전력 전송 효율보다 크면 상기 제1 안테나가 충전 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 산출된 전력 전송 효율이 상기 기준 전력 전송 효율보다 작으면 상기 제1 안테나가 통신 모드로 동작하도록 제어하는 프로세서;를 포함한다.
본 실시예에서, 상기 안테나 어레이는 충전 모드로만 동작하는 제2 안테나를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 안테나 어레이는 통신 모드로만 동작하는 제3 안테나를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 충전 모드에서 상기 제1 안테나는 빔포밍되도록 상기 전력 신호를 전송할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 무선 충전 장치는 전송 위치를 감지하는 센서; 전력 신호를 전송하는 충전 모드로 동작하거나 통신 신호를 송수신하는 통신 모드로 동작하는 복수의 제1 안테나들을 포함하는 안테나 어레이; 및 상기 전송 위치의 전송 방향에 기초하여 상기 복수의 제1 안테나들 각각의 전력 전송 효율을 산출하고, 산출된 전력 전송 효율이 큰 순서대로 상기 복수의 제1 안테나들의 순위를 결정하고, 순위가 높은 소정 개수의 제1 안테나들이 충전 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 복수의 제1 안테나들 중 상기 순위가 높은 소정 개수의 제1 안테나들을 제외한 나머지 제1 안테나들이 통신 모드로 동작하도록 제어하는 프로세서;를 포함한다.
본 실시예에서, 상기 안테나 어레이는 충전 모드로만 동작하는 제2 안테나를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 안테나 어레이는 통신 모드로만 동작하는 제3 안테나를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 충전 모드에서 상기 순위가 높은 소정 개수의 제1 안테나들은 빔포밍되도록 상기 전력 신호를 전송할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 무선 충전 방법은 센서에 의해, 전송 위치를 감지하는 단계; 프로세서에 의해, 상기 전송 위치의 전송 방향에 기초하여 안테나 어레이에 포함된 제1 안테나의 전력 전송 효율을 산출하는 단계; 상기 프로세서에 의해, 산출된 전력 전송 효율을 기준 전력 전송 효율과 비교하여, 산출된 전력 전송 효율이 기준 전력 전송 효율보다 크면 상기 제1 안테나가 충전 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 산출된 전력 전송 효율이 상기 기준 전력 전송 효율보다 작으면 상기 제1 안테나가 통신 모드로 동작하도록 제어하는 단계; 및 상기 산출된 전력 전송 효율이 상기 기준 전력 전송 효율보다 크면, 상기 제1 안테나에 의해, 상기 전송 방향을 향하도록 전력 신호를 전송하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 다양한 기능을 수행하는 안테나 어레이를 포함하는 무선 충전 장치를 제공할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 무선 충전 수신기 및 무선 충전 송신기를 나타내는 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 일 실시예에 따른 무선 충전에 사용되는 안테나 어레이의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 충전 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 무선 충전 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 무선 충전 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하의 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 다수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명의 실시예의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 발명의 실시예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 여러 가지 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 무선 충전 수신기 및 무선 충전 송신기를 나타내는 블록도이다.
도 1a를 참조하면, 무선 충전의 대상이 되는 수신기(100)는 배터리(110), 제1 안테나 어레이(120), 및 제1 프로세서(130) 를 포함한다.
수신기(100)는 RF를 이용한 원거리 무선 충전의 대상이 될 수 있다. 수신기(100)는 센서, 카메라, 웨어러블 기기 등 다양한 전자 디바이스를 구성할 수 있으며, 전자 디바이스에 전력을 제공할 수 있다.
배터리(110)는 전력을 저장하며, 배터리(110)의 전력은 충전 및 방전될 수 있다. 배터리(110)의 전력은 직류 전력일 수 있다.
제1 안테나 어레이(120)의 적어도 하나의 안테나는 전력 신호를 수신할 수 있다. 전력 신호는 RF 신호일 수 있으며, 변환기(미도시)에 의해 직류 전력으로 변환되어 배터리(110)에 저장될 수 있다.
제1 안테나 어레이(120)의 적어도 하나의 안테나는 통신 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 어레이(120)의 적어도 하나의 안테나는 사용자 입력에 따라 또는 수신기(100)가 무선 충전이 가능한 거치대(미도시)에 거치됨에 따라 송신기(200)에 충전 요청 신호를 전송할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 무선 충전을 수행하는 송신기(200)는 센서(210), 제2 안테나 어레이(220), 및 제2 프로세서(230)를 포함한다.
센서(210)는 수신기(100)와 송신기(200) 사이의 영역에서 생체의 유무를 감지한다. 예를 들어, 수신기(100)의 제1 안테나 어레이(120)가 전력 신호를 수신하는 영역에서 생체의 유무를 감지할 수 있다.
센서(210)는 카메라 및 모션 센서 중 적어도 하나일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 센서(210)는 예를 들어, 수신기(100)가 촬영된 영상을 분석함으로써 수신기(100)의 제1 안테나 어레이(120)가 전력 신호를 수신하는 영역에서의 생체의 유무를 감지할 수 있다.
제2 안테나 어레이(220)의 적어도 하나의 안테나는 전력 신호를 송신할 수 있다. 전력 신호는 RF 신호일 수 있다.
제2 안테나 어레이(220)의 적어도 하나의 안테나는 통신 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 안테나 어레이(220)의 적어도 하나의 안테나는 수신기(100)로부터 충전 요청 신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서(210)에 의해 제1 안테나 어레이(120)가 전력 신호를 수신하는 영역의 일부 영역에서 생체가 감지되면, 일부 영역에 대응하는 제2 안테나 어레이(220)의 적어도 하나의 안테나는 통신 모드로 동작할 수 있고, 일부 영역 외 나머지 영역에 대응하는 제2 안테나 어레이(220)의 적어도 하나의 안테나는 충전 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서(210)에 의해 전송 위치가 감지되면, 전송 위치의 전송 방향에 기초하는 안테나의 전력 전송 효율이 산출되고, 산출된 전력 전송 효율이 기준 전력 전송 효율보다 큰 제2 안테나 어레이(220)의 적어도 하나의 안테나는 충전 모드로 동작할 수 있고, 산출된 전력 전송 효율이 기준 전력 전송 효율보다 작은 제2 안테나 어레이(220)의 적어도 하나의 안테나는 통신 모드로 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서(210)에 의해 전송 위치가 감지되면, 전송 위치의 전송 방향에 기초하는 안테나의 전력 전송 효율이 산출되고, 산출된 전력 전송 효율이 큰 순서대로 제2 안테나 어레이(200)의 복수의 안테나들의 순위가 결정되고, 순위가 높은 소정 개수의 안테나들은 충전 모드로 동작할 수 있고, 충전 모드로 동작하는 안테나들을 제외한 나머지 안테나들은 통신 모드로 동작할 수 있다.
제2 프로세서(230)는 센서(210)에 의해 제1 안테나 어레이(120)가 전력 신호를 수신하는 영역의 일부 영역에서 생체가 감지되면, 일부 영역에 대응하는 제2 안테나 어레이(220)의 적어도 하나의 안테나가 통신 모드로 동작하도록 제어할 수 있고, 일부 영역 외 나머지 영역에 대응하는 제2 안테나 어레이(220)의 적어도 하나의 안테나가 충전 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
제2 프로세서(230)는 센서(210)에 의해 전송 위치가 감지되면, 전송 위치의 전송 방향에 기초하여 안테나의 전력 전송 효율을 산출하고, 산출된 전력 전송 효율이 기준 전력 전송 효율보다 큰 제2 안테나 어레이(220)의 적어도 하나의 안테나를 충전 모드로 동작시킬 수 있고, 산출된 전력 전송 효율이 기준 전력 전송 효율보다 작은 제2 안테나 어레이(220)의 적어도 하나의 안테나를 통신 모드로 동작시킬 수 있다.
제2 프로세서(230)는 센서(210)에 의해 전송 위치가 감지되면, 전송 위치의 전송 방향에 기초하는 안테나의 전력 전송 효율을 산출하고, 산출된 전력 전송 효율이 큰 순서대로 제2 안테나 어레이(200)의 복수의 안테나들의 순위를 결정하고, 순위가 높은 소정 개수의 안테나들을 충전 모드로 동작시킬 수 있고, 충전 모드로 동작하는 안테나들을 제외한 나머지 안테나들을 통신 모드로 동작시킬 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 일 실시예에 따른 무선 충전에 사용되는 안테나 어레이의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 제1 안테나 어레이(120) 및 제2 안테나 어레이(220)는 각각 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 안테나 어레이(120) 및 제2 안테나 어레이(220)는 각각 M×N 매트릭스 구조로 배열된 셀 형태의 복수의 안테나들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 안테나 어레이(120) 및 제2 안테나 어레이(220)에 각각 포함된 복수의 안테나들은 전력 신호를 송신 또는 수신하는 충전 모드로 동작하거나 통신 신호를 송수신하는 통신 모드로 동작하는 다기능 안테나(21), 및 충전 모드로만 동작하는 충전 안테나(22), 및 통신 모드로만 동작하는 통신 안테나(23)를 포함할 수 있다. 다기능 안테나(21), 충전 안테나(22), 및 통신 안테나(23)는 각각 적어도 하나일 수 있다.
다기능 안테나(21), 충전 안테나(22), 및 통신 안테나(23)는 전력 전송 효율에 의해 결정될 수 있다.
전력 전송 효율은 송신기(200)에서 전송하는 전력 신호의 세기 대비 수신기(100)에서 수신하는 전력 신호의 세기를 의미할 수 있다.
예를 들어, 모든 전송 방향에서 전력 전송 효율이 가장 높은 안테나가 충전 안테나(22)로 결정될 수 있고, 소정 전송 방향에서 전력 전송 효율이 가장 낮은 안테나가 통신 안테나(23)로 결정될 수 있고, 그 밖의 안테나가 다기능 안테나(21)로 결정될 수 있다.
예를 들어, 상위 기준 전력 전송 효율보다 큰 전력 전송 효율을 가진 안테나가 충전 안테나(22)로 결정될 수 있고, 하위 기준 전력 전송 효율보다 작은 전력 전송 효율을 가진 안테나가 통신 안테나(23)로 결정될 수 있고, 상위 기준 전력 전송 효율과 하위 기준 전력 전송 효율 사이의 전력 전송 효율을 가진 안테나가 다기능 안테나(21)로 결정될 수 있다.
예를 들어, 제1 안테나 어레이(120) 및 제2 안테나 어레이(220)의 중앙에 위치하는 안테나가 충전 안테나(22)로 결정될 수 있고, 1 안테나 어레이(120) 및 제2 안테나 어레이(220)의 가장자리에 위치하는 안테나가 통신 안테나(23)로 결정될 수 있고, 그 밖의 안테나가 다기능 안테나(21)로 결정될 수 있다.
다기능 안테나(21)는 출력 신호의 대역을 변경함으로써 통신 모드 또는 충전 모드로 동작할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 통신 모드에서 송수신되는 통신 신호는 ISM(Industrial, Scientific, Medical) 대역일 수 있고, 충전 모드에서 전송되는 수신되는 전력 신호는 ISM 대역 및 ISM 대역 이외의 대역일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
제2 안테나 어레이(220)는 예를 들어, 제1 내지 제3 안테나(221 내지 223)를 포함할 수 있다.
제2 안테나 어레이(220)는 신호 분배기(미도시), 위상 변환기(미도시), 및 신호 증폭기(미도시)를 포함할 수 있으며, 신호 분배기(미도시)에 의해 분배된 신호가 제1 내지 제3 위상 변환기(미도시) 및 제1 내지 제3 신호 증폭기(미도시)를 통해 제1 내지 제3 안테나(221 내지 223)로부터 출력될 수 있다.
위상 변환기(미도시)는 제1 내지 제3 안테나(221 내지 223)로부터 출력되는 신호의 위상을 변화시킬 수 있다. 제1 내지 제3 안테나(221 내지 223)는 충전 모드로 동작하는 다기능 안테나(21) 및 충전 안테나(22)일 수 있다.
위상 변환기(미도시)의 동작에 따라 제2 안테나 어레이(220)의 출력 신호가 빔포밍될 수 있다.
이때, 제2 프로세서(230)의 제어에 의해, 충전 모드로 동작하는 다기능 안테나(21)는 제1 안테나 어레이(120)가 전력 신호를 수신하는 영역을 향하여 빔포밍되도록 전력 신호를 전송하고, 통신 모드로 동작하는 다기능 안테나(21)는 빔포밍과 무관하게 통신 신호를 전송할 수 있다.
한편, 제2 프로세서(230)는 통신 안테나(23)에 의해 수신기(100)로부터 충전 요청 신호를 수신하면, 센서(210)가 생체를 감지하도록 제어할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 충전 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 송신기(200)를 포함하는 무선 충전 장치는 소정 영역의 일부 영역에서 생체가 감지되면(S310), 일부 영역에 대응하는 제2 안테나 어레이(220)의 일부 안테나가 통신 모드로 동작하도록 제어하고, 일부 영역 외 나머지 영역에 대응하는 제2 안테나 어레이(220)의 나머지 안테나가 충전 모드로 동작하도록 제어한다(S320).
송신기(200)는 수신기(100)로부터 충전 요청 신호를 수신한 경우, 수신기(100)의 위치를 특정하여 센서(210)에 의해 소정 영역에서 생체가 감지되는지 여부를 판단할 수 있다.
S320에서 통신 모드로 동작하도록 제어되는 제2 안테나 어레이(220)의 일부 안테나는 일부 영역에 대응되는 적어도 하나의 다기능 안테나(21)일 수 있고, 충전 모드로 동작하도록 제어되는 제2 안테나 어레이(220)의 나머지 안테나는 나머지 영역에 대응되는 적어도 하나의 다기능 안테나(21)일 수 있다.
이때, 송신기(200)는 수신기(100)의 제1 안테나 어레이(120)가 전력 신호를 수신하는 영역 중 생체에 의해 가려지지 않는 영역을 향하여 빔포밍되도록, 생체가 감지되지 않은 나머지 영역에 대응되는 적어도 하나의 다기능 안테나(21) 및 충전 안테나(22)의 출력 신호의 위상을 제어할 수 있다.
한편, 송신기(200)를 포함하는 무선 충전 장치는 소정 영역에서 생체가 감지되지 않으면(S310), 제2 안테나 어레이(220)가 충전 모드로 동작하도록 제어한다(S330).
S330에서 충전 모드로 동작하는 제2 안테나 어레이(220)는 모든 다기능 안테나(21)를 포함할 수 있으며, 송신기(200)는 수신기(100)를 향하여 빔포밍되도록 모든 다기능 안테나(21) 및 충전 안테나(22)의 출력 신호의 위상을 제어할 수 있다.
한편, 송신기(200)는 S320의 나머지 영역에 대응되는 적어도 하나의 다기능 안테나(21) 및 충전 안테나(22)에 의해 전송되는 전력 신호의 세기를, S330의 모든 다기능 안테나(21) 및 충전 안테나(22)에 의해 전송되는 전력 신호의 세기보다 크게 제어함으로써, 수신기(100)가 전력 신호를 수신하는 영역에 생체가 위치하는 경우의 충전 속도를 보완할 수 있다.
본 실시예들에 따르면, 수신기(100)가 전력 신호를 수신하는 영역에 생체가 위치하는 경우에도, 수신기(100)와 송신기(200) 사이에 생체에 의해 가려지지 않는 영역을 통해 전력 신호가 전송되도록 제어함으로써, 전자파로부터 생체를 보호하면서, 수신기(100)를 정상적으로 충전할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 무선 충전 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 센서(210)는 송신기(200)를 포함하는 무선 충전 장치는 전송 위치를 감지한다(S410).
전송 위치는 전력 신호를 수신하는 수신기(100)의 위치 예를 들어, 수신기(100)의 제1 안테나 어레이(120)가 전력 신호를 수신하는 영역일 수 있다.
전송 위치는 전송 방향, 전송 거리 등을 나타낼 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
전송 방향은 제2 안테나 어레이(120)의 충전 안테나(22)를 기준으로 제1 안테나 어레이(120)의 충전 안테나(22)를 향하는 방향 등일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
전송 거리는 제2 안테나 어레이(220)의 충전 안테나(22)로부터 제1 안테나 어레이(120)의 충전 안테나(22)에 이르는 거리 등일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
이어서, 제2 프로세서(230)는 전송 방향에 기초하여 제2 안테나 어레이(220)의 안테나의 전력 전송 효율을 산출한다(S420).
상세하게는, 제2 프로세서(230)는 전송 방향에 기초하여 제2 안테나 어레이(220)의 복수의 다기능 안테나(21)들 각각의 전력 전송 효율을 산출할 수 있다.
도시하지 않았으나, 제2 프로세서(230)는 전송 거리에 기초하여 제2 안테나 어레이(220)의 복수의 다기능 안테나(21)들 각각의 전력 전송 효율을 산출할 수도 있다.
이어서, 제2 프로세서(230)는 산출된 전력 전송 효율을 기준 전력 전송 효율과 비교한다(S430).
상세하게는, 제2 프로세서(230)는 제2 안테나 어레이(220)의 복수의 다기능 안테나(21)들 각각의 산출된 전력 전송 효율을 기준 전력 전송 효율과 비교할 수 있다.
이어서, 제2 프로세서(230)는 산출된 전력 전송 효율이 기준 전력 전송 효율보다 큰 안테나가 충전 모드로 동작하도록 제어하고(S440), 산출된 전력 전송 효율이 기준 전력 전송 효율보다 작은 안테나가 통신 모드로 동작하도록 제어한다(S450).
상세하게는, 제2 프로세서(230)는 전력 전송 효율이 기준치보다 큰 다기능 안테나(21)를 충전 모드로 동작시킬 수 있다.
이하에서는, 앞서 설명한 부분과 동일한 부분에 대한 설명은 간략히 하거나 생략한다.
도 5는 일 실시예에 따른 무선 충전 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 센서(210)는 송신기(200)를 포함하는 무선 충전 장치는 전송 위치를 감지한다(S510).
전송 위치는 전송 방향, 전송 거리 등을 나타낼 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
이어서, 제2 프로세서(230)는 전송 방향에 기초하여 제2 안테나 어레이(220)의 복수의 안테나들 각각의 전력 전송 효율을 산출한다(S520).
상세하게는, 제2 프로세서(230)는 전송 방향에 기초하여 제2 안테나 어레이(220)의 복수의 다기능 안테나(21)들 각각의 전력 전송 효율을 산출할 수 있다.
도시하지 않았으나, 제2 프로세서(230)는 전송 거리에 기초하여 제2 안테나 어레이(220)의 복수의 다기능 안테나(21)들 각각의 전력 전송 효율을 산출할 수도 있다.
이어서, 제2 프로세서(230)는 산출된 전력 전송 효율이 큰 순서대로 복수의 안테나들의 순위를 결정한다 (S530).
상세하게는, 제2 프로세서(230)는 산출된 전력 전송 효율이 큰 순서대로 제2 안테나 어레이(220)의 복수의 다기능 안테나(21)들의 순위를 결정할 수 있다.
이어서, 제2 프로세서(230)는 순위가 높은 소정 개수의 안테나들이 충전 모드로 동작하도록 제어하고(S540), 나머지 안테나들이 통신 모드로 동작하도록 제어한다(S540).
상세하게는, 제2 프로세서(230)는 전력 전송 효율이 가장 큰 적어도 하나의 다기능 안테나(21)에 한하여 충전 모드로 동작시킬 수 있다.
본 실시예들에 따르면, 충전 안테나(22)와 전력 전송 효율이 큰 다기능 안테나(21)가 전력 신호를 전송하도록 제어하고, 통신 안테나(23)와 전력 전송 효율이 작은 다기능 안테나(21)가 통신 신호를 송수신하도록 제어함으로써, 모든 안테나를 공백 없이 이용할 수 있으므로, 보다 효율적인 통신 및 충전을 수행하는 무선 충전 장치를 제공할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다.
그러므로 상기 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
100: 수신기
110: 배터리
120: 제1 안테나 어레이
130: 제1 프로세서

Claims (9)

  1. 전송 위치를 감지하는 센서;
    전력 신호를 전송하는 충전 모드로 동작하거나 통신 신호를 송수신하는 통신 모드로 동작하는 제1 안테나를 포함하는 안테나 어레이; 및
    상기 전송 위치의 전송 방향에 기초하여 상기 제1 안테나의 전력 전송 효율을 산출하고, 산출된 전력 전송 효율이 기준 전력 전송 효율보다 크면 상기 제1 안테나가 충전 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 산출된 전력 전송 효율이 상기 기준 전력 전송 효율보다 작으면 상기 제1 안테나가 통신 모드로 동작하도록 제어하는 프로세서;를 포함하는, 무선 충전 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 충전 모드로만 동작하는 제2 안테나를 더 포함하는, 무선 충전 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 통신 모드로만 동작하는 제3 안테나를 더 포함하는, 무선 충전 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    충전 모드에서 상기 제1 안테나는 빔포밍되도록 상기 전력 신호를 전송하는, 무선 충전 장치.
  5. 전송 위치를 감지하는 센서;
    전력 신호를 전송하는 충전 모드로 동작하거나 통신 신호를 송수신하는 통신 모드로 동작하는 복수의 제1 안테나들을 포함하는 안테나 어레이; 및
    상기 전송 위치의 전송 방향에 기초하여 상기 복수의 제1 안테나들 각각의 전력 전송 효율을 산출하고, 산출된 전력 전송 효율이 큰 순서대로 상기 복수의 제1 안테나들의 순위를 결정하고, 순위가 높은 소정 개수의 제1 안테나들이 충전 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 복수의 제1 안테나들 중 상기 순위가 높은 소정 개수의 제1 안테나들을 제외한 나머지 제1 안테나들이 통신 모드로 동작하도록 제어하는 프로세서;를 포함하는, 무선 충전 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 충전 모드로만 동작하는 적어도 하나의 제2 안테나를 더 포함하는, 무선 충전 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 통신 모드로만 동작하는 적어도 하나의 제3 안테나를 더 포함하는, 무선 충전 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    충전 모드에서 상기 순위가 높은 소정 개수의 제1 안테나들은 빔포밍되도록 상기 전력 신호를 전송하는, 무선 충전 장치.
  9. 센서에 의해, 전송 위치를 감지하는 단계;
    프로세서에 의해, 상기 전송 위치의 전송 방향에 기초하여 안테나 어레이에 포함된 제1 안테나의 전력 전송 효율을 산출하는 단계;
    상기 프로세서에 의해, 산출된 전력 전송 효율을 기준 전력 전송 효율과 비교하여, 산출된 전력 전송 효율이 기준 전력 전송 효율보다 크면 상기 제1 안테나가 충전 모드로 동작하도록 제어하고, 상기 산출된 전력 전송 효율이 상기 기준 전력 전송 효율보다 작으면 상기 제1 안테나가 통신 모드로 동작하도록 제어하는 단계; 및
    상기 산출된 전력 전송 효율이 상기 기준 전력 전송 효율보다 크면, 상기 제1 안테나에 의해, 상기 전송 방향을 향하도록 전력 신호를 전송하는 단계;를 포함하는, 무선 충전 방법.
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WO2023241285A1 (zh) * 2022-06-14 2023-12-21 中兴通讯股份有限公司 通信装置及设备

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