MX2007009837A

MX2007009837A - Metodo, dispositivo y sistema para la transmision de energia.

Info

Publication number: MX2007009837A
Application number: MX2007009837A
Authority: MX
Inventors: John Shearer; Charles Greene; Daniel Harrist
Original assignee: Powercast Corp
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2007-08-23
Also published as: AU2006216920A1; AU2006216920B2; KR20070105342A; WO2006091499A2; US20060199620A1; JP2008532468A; EP1854219A4; CA2596694A1; WO2006091499A3; EP1854219A2

Abstract

Transmisor para transmitir energia a un receptor para energizar una carga, donde el receptor no tiene un convertidor DC-DC. El transmisor comprende un generador de pulsos para producir pulsos de energia. El transmisor comprende una antena en comunicacion con el generador de pulso a traves del cual los pulsos se transmiten desde el transmisor. Un sistema para la transmision de energia que transmite solo pulsos de energia sin ningun dato. Un metodo para transmitir energia a un receptor para energizar una carga. Un dispositivo para transmitir energia a un receptor para energizar una carga comprende una pluralidad de transmisores, cada uno de estos produce pulsos de energia que se reciben por el receptor para energizar la carga. Un sistema para la transmision de energia que recibe pulsos de energia transmitida por el transmisor de energia para energizar la carga pero no usa los pulsos como una senal de reloj.

Description

MÉTODO, DISPOSITIVO Y SISTEMA PARA LA TRANSMISIÓN DE EE3ERGIA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con la transmisión de energía a un receptor para energizar una carga, donde el receptor preferentemente no tiene un convertidor (DC-DC por sus siglas en inglés) . Más específicamente, la presente invención se relaciona con la transmisión de energía a un receptor para energizar una carga, donde la energía se transmite en pulsos y donde el receptor preferentemente no tiene un convertidor de DC-DC, o donde los pulsos de energía se transmiten sin ningún dato, o donde el receptor no usa los pulsos como un reloj para accionar un convertidor DC-DC.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los métodos actuales de transmisión de energía de Radio Frecuencia (RF, por sus siglas en inglés) usan un sistema de Ondas Continuas (CW, por sus siglas en inglés) . Esto significa que el transmisor provee continuamente una cantidad fija de energía hacia una unidad alejada (antena, rectificador, dispositivo) . Sin embargo, el rectificador tiene una eficiencia que es proporcional a la energía recibida por la antena. Para combatir este problema, se desarrolló un nuevo método de transmisión de energía que involucra la pulsación de la energía transmitida Ref. : 184212 (Manipulación de Encendido-Apagado (OOK, por sus siglas en inglés) de la frecuencia portadora) .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención concierne a un transmisor para conducir energía a un receptor para energizar una carga, donde el receptor no tiene un convertidor DC-DC. El transmisor comprende un generador de pulsos para producir los pulsos de energía. El transmisor comprende una antena en comunicación con el generador de pulsos a través del cual los pulsos se transmiten desde el transmisor. La presente invención concierne a un sistema para la transmisión de energía. El sistema comprende un transmisor el cual transmite solo pulsos de energía sin ningún dato. El sistema comprende un receptor que recibe los pulsos de energía transmitida por el transmisor de energía para energizar una carga. La presente invención concierne a un método para transmitir energía a un receptor para energizar una carga. El método comprende los pasos de producir los pulsos de energía con un generador de pulsos. Existe el paso de transmitir los pulsos a través de una antena en comunicación con el generador de pulsos hacia el receptor para energizar la carga. La presente invención concierne a un método para transmitir energía. El método comprende los pasos de transmitir pulsos de energía con un transmisor. El método comprende el paso de recibir los pulsos de la energía transmitida por el transmisor de energía con un receptor para energizar una carga. El receptor tiene un rectificador cuya eficiencia se incrementa comparada con un sistema de transmisión de energía de onda continua al recibir los pulsos de energía. La presente invención concierne a un dispositivo para transmitir energía hacia un receptor para energizar una carga. El dispositivo comprende una pluralidad de transmisores, cada uno de estos produce pulsos de energía que se reciben por el receptor para energizar la carga. La presente invención concierne a un método para transmitir energía a un receptor para energizar una carga. El método comprende los pasos de producir pulsos de energía desde un dispositivo que tiene una pluralidad de transmisores los cuales se reciben por el receptor para energizar la carga . La presente invención concierne a un sistema para la transmisión de energía. El sistema comprende un transmisor que transmite pulsos de energía. El sistema comprende un receptor que recibe los pulsos de energía transmitida por el transmisor de energía para energizar una carga pero no usa los pulsos como una señal de reloj .

La presente invención concierne a un sistema para la transmisión de energía. El sistema comprende medios para transmitir pulsos de energía. El sistema comprende medios para recibir los pulsos de energía transmitidos por los medios transmisores para energizar una carga pero no usa los pulsos para una señal de reloj . La presente invención concierne con un transmisor para transmitir energía a un receptor para energizar una carga, donde el receptor no tiene un convertidor DC-DC. El transmisor comprende los medios para producir pulsos de energía. El transmisor comprende una antena en comunicación con el generador de pulsos a través del cual los pulsos se transmiten desde el transmisor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS En las figuras acompañantes, la modalidad preferida de la invención y los métodos preferidos de práctica la invención se ilustra en donde: Las Figuras la, lb, lc y ld son una explicación pictórica de la transmisión de pulsos de la presente invención. La Figura 2 es un diagrama en bloques del sistema de transmisión. La Figura 3a es un ejemplo de la transmisión de pulsos. La Figura 3b es un diagrama en bloques de un receptor.

Las Figuras 4a y 4b muestran transmisores múltiples, frecuencia simple, e intervalos de tiempo múltiple. La Figura 5 muestra transmisores múltiples, frecuencias simples, y sin intervalos de tiempo. Las Figuras 6a y 6b muestran transmisores múltiples, frecuencia simple, y sin retorno a cero (NRZ, por sus siglas en inglés) . Las Figuras 7a y 7b muestran un transmisor simple, frecuencias múltiples, e intervalos de tiempo múltiples. Las Figuras 8a y 8b muestran transmisores múltiples, frecuencia simple, e intervalos de tiempo múltiples. Las Figuras 9a y 9b muestran un transmisor simple, frecuencias múltiples, e intervalos de tiempo múltiples y NRZ. Las Figuras 10a y 10b muestran un transmisor simple, frecuencias múltiples, e intervalos de tiempo múltiples y RZ a cero. La Figura 11 muestra transmisores múltiples, frecuencias múltiples, sin intervalos de tiempo y amplitud variada. Las Figuras 12a y 12b muestran transmisores múltiples, frecuencias múltiples, e intervalos de tiempo múltiples y amplitud variada. La Figura 13 es un diagrama en bloques de un receptor que incluyen datos que se extraen del dispositivo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Refiriéndose ahora a las figuras en donde los mismos números de referencia se refieren a las partes similares o idénticas a través de todas las diferentes vistas, y más específicamente a la figura 2 de esta, en esta se muestra un transmisor 12 para transmitir energía hacia un receptor 32 para energizar una carga 16, donde el receptor 32 no tiene un convertidor DC-DC 36. El transmisor 12 comprende un generador de pulsos 14 para producir pulsos de energía. El transmisor 12 comprende una antena 18 en comunicación con el generador de pulsos 14 a través del cual los pulsos se transmiten desde el transmisor 12. Preferentemente, el generador de pulsos 14 incluye un generador de frecuencia 20 que tiene una salida, y un amplificador 22 en comunicación con el generador de frecuencia 20 y la antena 18. El transmisor 12 preferentemente incluye un habilitador 24 que controla el generador de frecuencia 20 o el amplificador 22 para formar los pulsos. Preferentemente, el habilitador 24 define una duración de tiempo entre los pulsos como una función de una frecuencia de transmisión de los pulsos. La duración del tiempo es preferentemente mayor que la mitad de un ciclo de la salida del generador de frecuencias 20. Preferentemente, la energía de los pulsos transmitidos es equivalente a una energía promedio de un sistema de transmisión de energía de onda continua 10. La energía promedio (Pavg, por sus siglas en inglés) de los pulsos se determina preferentemente por P _ f p V-* PUULLSSOO ) 1 AVG = ico v* P T 1 PERIODO Los pulsos pueden transmitirse en una banda ISM o en una banda de radio de FM. Alternativamente, el generador de pulsos 14 produce una cantidad continua de energía entre los pulsos, o el generador de pulsos 14 produce pulsos secuencialmente con diferentes frecuencias de salida, como se muestra en las Figuras 7a y 7b, o con diferentes amplitudes. En el último, preferentemente, el generador de pulsos 14 incluye una pluralidad de generadores de frecuencia 20; un amplificador 22; y un selector de frecuencia 39 en comunicación con los generadores de frecuencia 20 y el amplificador 22, que determina y manda la frecuencia correcta desde los generadores de frecuencia 20 hacia el amplificador 22. Alternativamente, el generador de pulsos 14 transmite datos entre los pulsos o el generador de pulsos 14 transmite datos en los pulsos, o ambos. Alternativamente, el transmisor 12 incluye un control de amplificación 26 que controla el generador de frecuencia 20 o el amplificador 22 para formar los pulsos, como se muestra en la Figura 6a. Preferentemente, el control de amplificación 26 define una duración de tiempo entre los pulsos como una función de una frecuencia de transmisión de los pulsos. La presente invención concierne a un sistema 10 para la transmisión de energía, como se muestra en la Figura 2. El sistema 10 comprende un transmisor 12 que transmite solo pulsos de energía sin ningún dato. El sistema 10 comprende un receptor 32 que recibe los pulsos de la energía transmitida por el transmisor de energía 12 para energizar la carga 16. Preferentemente, el receptor 32 incluye un rectificador 28. La eficiencia del rectificador 28 se incrementa preferentemente por arriba del 5 por ciento comparada con un sistema de transmisión de energía de onda continua correspondiente 10 al recibir los pulsos de energía. Preferentemente, la eficacia del rectificador 28 se incrementa por arriba del 10 por ciento comparada con un sistema de transmisión de energía 10 de onda continua correspondiente . La presente invención pertenece a un método para transmitir energía a un receptor 32 para energizar una carga 16. El método comprende los pasos de producir pulsos de energía con un generador de pulsos 14. Existe el paso de transmitir los pulsos a través de una antena 18 en comunicación con el generador de pulsos 14 hacia el receptor 32 para energizar la carga 16.

La presente invención concierne a un método para transmitir energía. El método comprende los pasos de transmitir pulsos con un transmisor 12. El método comprende el paso de recibir los pulsos de la energía transmitida por el transmisor de energía 12 con un receptor 32 para energizar una carga 16. El receptor 32 tiene un rectificador 28 cuya eficiencia se incrementa comparada con un sistema de transmisión de energía de onda continua 10 al recibir los pulsos de energía. La presente invención concierne a un dispositivo para transmitir energía a un receptor 32 para energizar una carga 16. El dispositivo comprende una pluralidad de transmisores 12, cada uno de estos produce pulsos de energía que se reciben por el receptor 32 para energizar la carga 16, como se muestra en la Figura 6a. Preferentemente, el dispositivo incluye un controlador en comunicación con cada transmisor 12. A cada transmisor 12se asigna se asigna un intervalo de tiempo asociado por el controlador a fin de que solo un pulso de una pluralidad de transmisores 12 se transmita a un tiempo dado. El dispositivo preferentemente incluye una pluralidad de selectores de intervalos de tiempo. Cada transmisor 12 está en comunicación con un selector del intervalo de tiempo correspondiente de la pluralidad de selectores del intervalo de tiempo. El controlador emite una señal de control a cada selector que activa al transmisor correspondiente 12 para su intervalo de tiempo asignado . La presente invención concierne a un método para transmitir energía a un receptor 32 para energizar una carga 16. El método comprende los pasos de producir pulsos de energía desde un dispositivo que tiene una pluralidad de transmisores 12 los cuales se reciben por el receptor 32 para energizar la carga 16. La presente invención concierne a un sistema 10 para la transmisión de energía. El sistema 10 comprende un transmisor 12 que transmite los pulsos de energía. El sistema 10 comprende un receptor 32 que recibe los pulsos de la energía transmitida por el transmisor de energía 12 para energizar una carga 16 pero no usa los pulsos como una señal de reloj 34, como se muestra en la Figura 3b. La presente invención concierne a un sistema 10 para la transmisión de energía. El sistema 10 comprende los medios para transmitir pulsos de energía, tal como se muestra en las Figuras 2, 4, 5, 6b, 7a, 8a, 9a, 10a, 11 y 12a. El sistema 10 comprende los medios para recibir los pulsos de la energía transmitida por el medio de transmisión para energizar una carga 16 pero no usa los pulsos para una señal de reloj 34, tal como se muestra en la Figura 3a. La presente invención concierne a un transmisor 12 para transmitir energía a un receptor 32 para energizar una carga 16, donde el receptor 32 no tiene un convertidor DC-DC 36. El transmisor 12 comprende los medios para producir pulsos de energía, tal como se muestra en las Figuras 2, 4, 5, 6b, 7a, 8a, 9a, 10, 11, 12a. El transmisor 12 comprende una antena 18en comunicación con el generador de pulsos 14 a través de la cual los pulsos se transmiten desde el transmisor 12.

Método de Transmisión de Pulsos (PTM) - 1 La operación de la invención, los métodos actuales de transmisión de energía de Radio Frecuencia (RF) usan un sistema de Ondas Continuas (CW, por sus siglas en inglés). Esto significa que el transmisor 12 continuamente suministra una cantidad fija de energía a una unidad alejada (antena, rectificar, dispositivo) . Sin embargo, el rectificador 28 tiene una eficiencia que es proporcional a la energía recibida por la antena 18. Para combatir este problema, se desarrolló un nuevo método de transmisión de energía que involucra el pulsar la energía transmitida (manipulación de encendido-apagado (OOK) de la frecuencia portadora) . La pulsación de la transmisión permite aumentar los niveles de energía de pico para obtener un valor equivalente promedio a un sistema de CW. Este concepto se ilustra en las Figuras la-Id. Debería notarse que cada pulso puede tener una amplitud diferente. Como se muestra en la Figura la, el sistema de CW suministra una energía fija/promedio de Pi . El circuito de rectificación, por lo tanto, convierte la energía recibida en una eficiencia de Ei como se muestra en la Figura lc. El método de transmisión pulsada, que se muestra en la Figura Ib, también tiene una energía promedio de Pi, sin embargo no está fija. A su vez, la energía se pulsa con X tiempos Pi para obtener un promedio de Pi . Esto permite que el sistema sea equivalente para los sistemas CW cuando se evalúan por las agencias reguladoras. El beneficio principal de este método es el incremento en la eficiencia del circuito rectificador de E2. Esto significa que el dispositivo verá un incrementó en la energía y el voltaje disponible aun a través de la energía de transmisión promedio remanente constante para ambos sistemas . El incremento en la Corriente Directa (DC) puede verse en la Figura ld donde Ei y E2 corresponde a la DCi y DC2/ respectivamente. Una representación del diagrama de bloques de este sistema 10 puede verse en la Figura 2. El circuito receptor puede tomar diferentes formas. Un ejemplo de un dispositivo funcional se da en la Patente #6,615,074 (Dispositivo para Energizar una Estación Alejada y el Método Relacionada) , incorporada en la presente como referencia. La pulsación se acompaña primero al permitir tanto el generador de frecuencia 20 y el amplificador 22. Después la línea activada, la cual se activará en este punto, estará conmutada ya sea hacia el generador de Frecuencia 202 hacia el Amplificador 22 para desactivar después activarla de nuevo uno de los dispositivos. Esta acción producirá la salida pulsada. Como un ejemplo, si se activa la línea en el generador de Frecuencia 20 se conmuta ENCENDIDO y APAGADO, esto correspondería a producir la energía RF seguido por sin energía RF. Para distinguir la PTM de un sistema de CW, se volverá necesario para definir la duración mínima entre los pulsos. Este tiempo será una función de la frecuencia de transmisión, y se limitará a una mitad de un ciclo de la salida del generador de frecuencia 20. Sería posible para disminuir el tiempo APAGADO pero además cambiaría durante una oscilación positiva o negativa produciría harmónicas que se suministrarían a la antena 18. Esto podría significar frecuencias diferentes a la portadora que también se transmitiría, originando la posible interferencia con otras bandas de frecuencias. Sin embargo, prácticamente conmutando con altas velocidades no será ventajoso. Los tiempos de respuesta para el generador de Frecuencia 20, Amp, y el Rectificador 28 casi siempre será mayor que las duraciones descritas cortas. Esto significa que el sistema no será capaz de responder a los cambios tan rápidamente, y los beneficios del sistema PTM se degradarían.

Ejemplos de cada bloque son como sigue.

Tabla 1 - Descripciones para los bloques de la Figura 2 Las Figuras 3a-3b muestran como la forma de la onda pulsada se estructura usando la frecuencia portadora. Como puede verse, el pulso simplemente dice que la duración y la amplitud de la frecuencia transmitida. También ilustrada, es una simple ecuación para determinar la energía promedio de la transmisión pulsada. El promedio resultante de la señal pulsada es equivalente a la señal de CW. Un ejemplo de donde podría utilizarse este método en el intervalo de 890-940 MHz. La lista de requisitos de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC, por sus siglas en inglés) para la operación en esta banda en la Sección 15.243 del Código de Regulaciones Federales (CFR, por sus siglas en inglés) . Esta especificación aparece en el Apéndice A. Las regulaciones para esta banda específica que el límite de emisión se mide con un detector promedio, y transmisiones pico se limitan por la Sección 15.35, que aparece en el Apéndice B. Esta regulación declara que la emisión pico se limita a 20 dB (100 veces) la energía promedio declarada para esta banda de frecuencias. Esto correspondería a un límite de X = 100 en la Figura lb. Debería notarse que este método trabaja con cualquier frecuencia. Las pruebas se han desarrollado en la banda de radio de FM con 98 MHz. Las pruebas se desarrollaron en un cuarto apantallado para evitar la interferencia con el servicio de radio. El ciclo de funcionamiento del pulso fue variado desde 100 por ciento (CW) a 1 por ciento con un periodo constante de 100 milisegundos (ms) y 1 segundo, las cuales se muestran en la Tabla 2 y la Tabla 3, respectivamente. La amplitud del pulso se ajustó para obtener una energía promedio de 1 miliwatt (mW) . Las tablas muestran los diferentes ciclos de funcionamiento probados, y el voltaje de DC y energía convertida por el receptor 32. El circuito receptor se ilustra en la Figura 2. Como puede verse de la Tabla 3, el voltaje de DC recibido se incrementa por un factor de aproximadamente 10, y la energía se incrementa por un factor de aproximadamente 100 al cambiar el ciclo de funcionamiento desde 100% a 1%.

Tabla 2 - Resultados Experimentales a 95 MHz, Periodo de lOOms Tabla 3 - Resultados Experimentales a 98 MHz, Periodo de lOOOms Otro ejemplo de bandas de frecuencia que pueden ser útiles cuando se implementa este método incluyendo la Banda Industrial, Científica y Médica (ISM, por sus siglas en inglés) . Esta banda se estableció para regular el equipo industrial, científico y médico que emite la energía electromagnética en frecuencias dentro del espectro de frecuencias de radio a fin de prevenir la interferencia dañina a servicios de comunicación de radio autorizados. Estas bandas incluyen lo siguiente: 6.78 MHz ± 15 KHz, 13.56 MHz ± 7 KHz, 27.12 MHz ± 163 KHz, 40.68 MHz ± 20 KHz, 915 MHz ± 13 MHz, 2450 MHz ± 50 MHz, 5800 MHz ± 75 MHz, 2415 MHz ± 125 MHz, 61.25 GHz ± 250 MHz, 122.5 GHz ± 500 MHz, y 245 GHz ± 1 GHz. El Sistema de Transmisión Pulsada 10 tiene diferentes ventajas. Algunas de estas se listan enseguida. 1. La eficiencia total del sistema 10 se incrementa por un incremento en la eficiencia del rectificador 28. Para ayudar a ilustrar esta declaración, se examinarán los datos en la Tabla 3. El sistema de CW (ciclo de funcionamiento del 100%) fue capaz de recibir y convertir 0.255 uW de energía mientras el 1.00% de PTM capturado 27.821 uW. Este es un incremento en la eficiencia por arriba del 10,000%. 2. Los voltajes de salida mayores pueden obtenerse cuando se compara el promedio con un sistema de CW. Esto es causado por el incremento en la eficiencia del rectificador 28. También esto es un factor del pulso de energía mayor, que produce un gran pulso de voltaje en la entrada al filtro 30 en la Figura 2. El pulso de voltaje elevado se filtrará y proporciona un voltaje mayor asumiendo que la carga 16 es más grande. 3. El incremento en la eficiencia del sistema permite el uso de menor energía transmitida promedio para obtener la misma energía DC recibida. Esto origina las siguientes ventajas. a. La distancia de seguridad humana (Human Safety Distance) es el término usado para describir que tan alejada debe estar una persona de una fuente de transmisión para asegurar que no se exponga a la intensidad del campo de RF mayor que la permitida por las regulaciones de seguridad humana de FCC. Como un ejemplo, la intensidad permitida del campo para la exposición de la población general a 915 MHz es de 061 mW/cm2) desde el transmisor se reduce debido a la reducción en la energía promedio transmitida. b. La menor energía del transmisor promedio permite la operación en un creciente número de bandas que incluyen aquellas que no requieren una licencia tal como las bandas Industrial, Científica y Médica (ISM) . c. Para bandas con licencia, la disminución en la energía del transmisor promedio convertida a la disminución en la cantidad de energía licenciada. Existen patentes actuales que contienen un parecido al método descrito, sin embargo, su propuesta fundamental al problema es para un propósito diferente. La Patente US # 6,664,770, incorporada en la presente como referencia, describe un sistema que usa una frecuencia portadora modulada de pulso para energizar un dispositivo alejado que contiene un convertidor DC a DC (DC-DC) . Se usa un convertidor DC-DC para transformar el nivel de voltaje DC de entrada por arriba o debajo dependiendo de la topología elegida. En este caso, un convertidor de refuerzo se usa para incrementar el voltaje de entrada. El dispositivo deriva su energía del campo de entrada y también usa la modulación contenida dentro de la señal para cambiar un transistor (componente fundamental en un convertidor DC-DC) para el propósito de incrementar el voltaje recibido. La forma de la onda descrita dentro de este documento tendrá características similares a una descrita en la patente referenciada. El sistema descrito en la presente tiene numerosas diferencias. El receptor propuesto 32 no contiene un convertidor DC-DC. De hecho, este método se desarrolló para el propósito de incrementar el voltaje DC recibido sin la necesidad de un convertidor DC-DC. También, la modulación contenida dentro de la señal propuesta no se proyecta para usar como un reloj 34 para accionar un transistor de conmutación. Su propósito es el permitir el uso de una elevada energía pico para incrementar la eficiencia del circuito receptor, el cual a su vez incrementa el voltaje de salida del receptor 32 sin la necesidad de un convertidor DC-DC o derivación de un reloj 34 desde la señal pulsada entrante . Como se declara previamente, la forma de onda pulsada no se proyecta para usar como una señal de reloj 34. Si se necesita un convertidor DC-DC en el circuito receptor porque la forma de onda pulsada no solamente ha producido un voltaje lo suficientemente elevado incrementando (por el incremento en la eficiencia) , el convertidor DC-DC se implementará usando un reloj 34 a bordo generado usando la salida DC pura del rectificador 28. La generación del reloj 34 en el receptor 32 provee ser más eficiente que los circuitos extras que se incluyen para accionar el reloj 34 desde la forma de onda pulsante de entrada, por lo tanto se provee una eficiencia más grande del receptor 32 que la patente referenciada. La Figura 3a muestra como este sistema se implementaría . Recientemente se han desarrollado pruebas exitosas por Lucent Digital Radio, Inc., una empresa de Lucent Technologies and Pequot Capital Management, Inc., para integrar el servicio de radio digital en las señales de radio análogas existentes sin interacción con el servicio actual. Con esto se dice, que es posible integrar una señal de transmisión de energía, tal como una descrita en este documento, en las instalaciones de RF existentes (Radio, TV, Celular, etc.) si se encuentra que es ventajoso. Esto permitiría a las estaciones el proveer el contenido junto con la energía a los dispositivos dentro de un área especificada.

Método de Transmisión de Pulso - 2 Cuando se usan los transmisores múltiples 12, el método de transmisión de pulso provee una solución a otro problema común, la cancelación de la fase. Este se origina cuando dos (o más) ondas interactúan una con la otra. Si una de las ondas se sitúa 180 grados fuera de la fase con respecto a la otra, las fases opuestas se cancelarán y poca o ninguna energía estará disponible y esta área será un cero. El método de transmisión de pulso aliviará este problema debido a sus características de no CW. Esto permite que los transmisores múltiples 12 se usen al mismo tiempo sin la cancelación al asignar cada transmisor 12 un intervalo de tiempo a fin de que solo un pulso esté activo a un tiempo dado. Para un bajo número de transmisores 12, los intervalos de tiempo pueden no ser necesarios debido a la baja probabilidad de la colisiones de pulsos. El equipo y dispositivos de cómputo del sistema 10 se muestran en la Figura 4a mientras las señales se muestran en la Figura 4b. La señal de control se usa para activar cada transmisor 12 para su intervalo de tiempo asignado. El selector 38 de intervalo de tiempo activa o desactiva el bloque de transmisión al proporcionar una señal al generador de frecuencia 20 y/o el amplificador 22 y puede implementarse de diferentes formas incluyendo un microcontrolador.

Método de Transmisión de Pulso - 3 Una extensión en el Método 2 elimina la necesidad de asignar intervalos de tiempo. En este método, múltiples canales (frecuencias) se usan para remover la interacción entre los transmisores 12. El uso de múltiples canales permite a los transmisores 12 operar concurrentemente mientras se acerca la separación del canal permite la recepción de todas las frecuencias al recibir la antena 18 y el rectificador 28. Este sistema 10 se muestra en la Figura 5 donde cada generador de frecuencia 20 se fija a una frecuencia diferente. Todos los bloques se describen en la Tabla 1.

Método de Transmisión de Pulso - Alternativas Existen numerosas extensiones de los tres métodos previamente descritos en este documento. Incluyen lo siguiente. Alt 1. Método 1 - El portador no va completamente a cero, mantiene aun valores finitos para suministrar estados de baja energía tal como el modo de espera. Este método se muestra en la Figura 6. Los bloques se han descrito en la Tabla 1. La línea de señal activada se ha reemplazado con una línea de control 26 de Ganancia, que se usa para ajustar el nivel de la señal de salida. La línea de control 26 de ganancia puede implementarse de diferentes formas. En el generador de Frecuencia 20, la línea de control 26 de ganancia puede ser una entrada en serie hacia un Circuito Bucle Enganchado en Fase (PLL) usado para los registros internos del programa que tienen numerosas responsabilidades incluyendo ajustar la energía de salida del dispositivo. El control de amplificación 26 en el Amplificador 22 simplemente puede ser un divisor resistivo usado para ajustar el voltaje de compuerta en el amplificador 22, que a su vez cambia la amplificación del amplificador 22. Debería notarse que la línea de control de amplificación 26 puede ajustar el amplificador 22 para tener amplificación positiva y negativa. Esto aplica a todas las referencias a la línea de control de amplificación 26 dentro de este documento . Alt 2. Método 1 - El transmisor 12 puede pulsar diferentes frecuencias secuencialmente para reducir la energía promedio para este canal. Cada frecuencia y/o pulso puede tener diferentes amplitudes. En este diagrama de bloques, cada generador de frecuencia 20 produce una frecuencia diferente. Las tres frecuencias se alimentan dentro del selector de frecuencia 39 que determina y dirige la frecuencia correcta hacia el amplificador 22. El bloque podría implementarse con un microcontrolador y un conmutador coaxial. El microcontrolador debe programarse con un algoritmo que activaría el conmutador coaxial correcto en el intervalo de tiempo apropiado para producir la forma de onda en la Figura 7b.

Alt 3. Método 2 - cada Transmisor 12 y/o frecuencia pueden tener diferentes amplitudes. Este diagrama de bloques adiciona un control de amplificación 26 para producir varios niveles de señal de salida. Alt 4. Método 3 - Un simple transmisor 12 podría usarse para transmitir todas las frecuencias del canal secuencialmente para eliminar la necesidad de múltiples unidades de transmisión. Este parecería un sistema de CW que emplea saltos de frecuencia aunque no se mandaría ningún dato, y el propósito será incrementar la energía. Cada canal puede tener diferentes amplitudes. Todas las frecuencias se alimentan al selector de frecuencias 39 que determina y dirige la frecuencia correcta al amplificador 22. Este bloque podría implementarse con un microcontrolador y un conmutador coaxial . Esta habilitación se ha eliminado debido a la naturaleza continua de la señal de salida. Alt. 5. Alt 4 - Esta forma de onda (frecuencias múltiples) podría pulsarse como se describe en el Método 1. La frecuencia simple, que pulsa con una amplitud constante en el Método 1 se ha reemplazado con un pulso que contiene intervalos de tiempo. Cada intervalo de tiempo puede tener una frecuencia y amplitud diferente. La línea habilitada se ha adicionado para permitir que el sistema cambie la salida encendido o apagado para pulsar. La Línea de control de amplitud 26, la Línea habilitada y el Selector de frecuencia 39 funcionan como se describió previamente. Alt 6. Método 3 - Cada transmisor 12 y/o frecuencia puede tener diferentes amplitudes. Una línea de control de amplificación 26 se ha adicionado y permite que se cambie el nivel de la señal de salida. Alt. 7. Alt 4 - Los transmisores múltiples 12 podrían transmitir todas las frecuencias del canal secuencialmente con cada canal que se presenta en un transmisor diferente 12 en un intervalo de tiempo diferente. En este método, una señal de control se usa para sincronizar transmisores múltiples 12 con frecuencias múltiples en una forma que cada transmisor 12 esté siempre en un canal diferente con respecto a los otros transmisores. Este sistema también incluye un control de amplificación 26 para cambiar el nivel de la salida de cada transmisor 12. La línea de control podría accionarse por medio de un microcontrolador que se ha programado con un algoritmo para el propósito de asignar a cada transmisor 12 una frecuencia diferente para el intervalo de tiempo actual. En el siguiente intervalo de tiempo, el microcontrolador cambiaría las asignaciones de la frecuencia mientras se asegura que todos los transmisores operen en canales separados . El control de amplificación 26 de cada transmisor 12 podría controlarse por el mismo microcontrolador maestro o por un microcontrolador local al del transmisor 12. La Línea Habilitada permite a un transmisor 12 deshabilitarse así mismo si encuentra que es benéfico.

Notas Adicionales Debe notarse que los anchos del pulso y los periodos o pulsos secuenciales pueden variar con el tiempo. También, la duración de cada intervalo de tiempo puede ser diferente y puede variar con el tiempo. Los datos podrían incluirse dentro del pulso para propósitos de comunicación. Esto podría estar acompañado por la inclusión de la(s) línea (s) de datos dentro del/los Generador (es) de Frecuencia (s) mostrado en las figuras previas. Esta línea se usaría para modular la frecuencia portadora. El receptor 32 contendría un dispositivo adicional para extraer los datos de la señal de entrada. Esto se muestra en la figura 13. Aunque se ha descrito la invención en detalle en las modalidades anteriores para los propósitos de ilustración, se entenderá que este detalle es únicamente para este propósito y que las variaciones pueden hacerse en estas por personas con experiencia en la técnica sin alejarse de la perspectiva y alcance de la invención excepto lo que puede describirse por las siguientes reivindicaciones.

Apéndice A Sección [Código de Regulaciones Federales] [Título 47, Volumen 1] [Revisado el 1 Octubre de 2003] De la Oficina de Impresión del Gobierno de los Estados Unidos de América vía Access GPO [CITA: 47CFR15.243] [Página 750] TÍTULO 47 - TELECOMUNICACIÓN CAPÍTULO I - COMISIÓN FEDERAL DE COMUNICACIONES PARTE 15 - DISPOSITIVOS DE RADIOFRECUENCIA - Tabla de Contenidos Subparte C - Radiadores Intencionales Sec. 15.243 Operación en la banda de 890-940 MHz. (a) Operación bajo las condiciones de esta sección se restringe a dispositivos que usan energía de radiofrecuencia para medir las características de un material. Los dispositivos operan según las condiciones de esta sección no deberían usarse para la comunicación de voz o la transmisión de cualquier otro tipo de mensaje. (b) La intensidad del campo de cualquier emisión radiada dentro de la banda de frecuencia especificada no debe exceder los 500 microvoltios/metro a 30 metros. El límite de emisión en este párrafo se basa en el instrumento de medición empleado un detector promedio. Las estipulaciones en la Sec. 15.35 para limitar la aplicación de las emisiones pico. (C) La intensidad del campo de emisiones radiadas en cualquier frecuencia fuera de la banda especificada no debe exceder los límites de emisión radiada general en la Secc . 15.209. (d) El dispositivo debe auto-contenerse sin controles externos o fácilmente accesibles que puedan ajustarse para permitir la operación de manera consiente con las provisiones en esta sección. Cualquier antena que pueda usarse con el dispositivo debe unirse permanentemente a este y no debe modificarse fácilmente por el usuario. [ [Página 751] ] Apéndice B Sección [Código de Regulaciones Federales] [Título 47, Volumen 1] [Revisado el 1 Octubre de 2003] De la Oficina de Impresión del Gobierno de los Estados Unidos de América vía Access GPO [CITA: 47CFR15.35] [Página 701-702] TÍTULO 47 - TELECOMUNICACIÓN CAPÍTULO I - COMISIÓN FEDERAL DE COMUNICACIONES PARTE 15 - DISPOSITIVOS DE RADIOFRECUENCIA - Tabla de Contenidos Subparte A - General Sec. 15.35 Funciones del detector de mediciones y anchos de banda . Los límites de emisión radiados y conducidos que se muestran en esta parte se basan en lo siguiente, a menos que se especifique de otra forma en otro sitio en esta parte: (a) En cualquier frecuencia o frecuencias por debajo o igual a 1000 MHz, los límites mostrados se basan en el equipo de medición que emplea una función del detector cuasi-pico CISPR y relaciona los anchos de banda medidos, a menos que se especifique de otra forma. Las especificaciones para el instrumento de medición que usa el detector cuasi-pico CISPR puede encontrarse en la Publicación 16 del Comité Especial Internacional en Radio Interferencia (CISPR) de la Comisión Electrotécnica Internacional. Como una alternativa a las mediciones cuasi-pico CISPR, la parte responsable, en esta opción, puede demostrar conformidad con los límites de emisión usando el equipo de medición empleando una función del detector de pico, ajustado propiamente para estos factores como des-sensibilización del pulso, [(Página 702)] siempre y cuando se empleen los anchos de banda como se indica para las mediciones cuasi-pico CISPR. Nota: Para los dispositivos de pulso modulado con una frecuencia de repetición de pulso de 20 Hz o menos y para el cual se especificaron las mediciones de cuasi-pico CISPR, debe demostrarse la confianza con las regulaciones usando mediciones del equipo empleando una función detectora de pico, ajustado apropiadamente para estos factores como la desensibilización de pulso, usando las mismas mediciones de banda ancha que se indica para las mediciones de CISPR cuasi-pico . (b) A menos que se declare de otra forma, en cualquier frecuencia o frecuencias arriba de 1000 MHz los límites radiados mostrados se basan en el uso de la instrumentación de mediciones que emplea una función del detector promedio. Cuando las mediciones de emisión radiadas promedio se especifican en esta parte, incluyendo las mediciones de emisión por debajo de los 1000 MHz, también existe una instrumentación con una función detectora pico, que corresponde a 20 dB por arriba del límite promedio permitido para la frecuencia que se investiga a menos que se especifique de otra forma el límite de emisión pico diferente en las reglas, p.ej., véase Secc. 15.255, 15.509 y 15.511. A menos que se especifique de otra forma, las mediciones por arriba de 1000 MHz debe desarrollarse usando un ancho de banda de mínima resolución de 1 MHz. Las mediciones de las emisiones conducidas en la línea de energía AC se desarrollan usando un detector cuasi-pico CISPR, aun para dispositivos para los cuales se especifican las mediciones de la emisión radiada . (c) A menos que se especifique de otra forma, p.ej., Secc. 15.255 (b), cuando los límites de emisión radiada se expresan en términos del valor promedio de la emisión, y se emplea la operación pulsada, la intensidad del campo de medición debe determinarse al promediar con un tren de pulsos completo, incluyendo los intervalos de supresión, siempre y cuando el tren de pulsos no exceda 0.1 segundos. Como una alternativa (proporcionado el transmisor opera durante más de 0.1 segundos) o en casos donde el tren de pulsos excede 0.1 segundos, la intensidad del campo medido debe determinarse del voltaje absoluto promedio durante un intervalo de 0.1 segundos durante el cual la intensidad del campo en su valor máximo. El método exacto para calcular la intensidad del campo promedio debe someterse con cualquier aplicación para la certificación o debe retenerse en el archivo de datos de medición para el objetivo del equipo para la notificación o verificación. [54 FR 17714, Abril 25, 1989, que se enmendó en 56 FR 13083, Marzo 29 de 1991; 61 FR 14502, abril 2, 1996; 63 FR 42279, Agosto 7 de 1998; 67 FR 34855, Mayo 16 de 2002] Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Transmisor para transmitir energía a un receptor para energizar una carga, donde el receptor no tiene un convertidor DC-DC, caracterizado porque comprende: un generador de pulso para producir pulsos de energía; y una antena en comunicación con el generador de pulsos a través del cual los pulsos se transmiten desde el transmisor.
2. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de pulsos incluye un generador de frecuencia que tiene una salida, y un amplificador en comunicación con el generador de frecuencia y la antena.
3. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque incluye un habilitador que controla el generador de frecuencia o un amplificador para formar los pulsos.
4. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el habilitador define una duración de tiempo entre los pulsos como una función de una frecuencia de transmisión de los pulsos.
5. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la duración de tiempo es mayor que la mitad de un ciclo de la salida del generador de frecuencia.
6. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la energía de los pulsos transmitidos es equivalente a una energía promedio de un sistema de transmisión de energía en ondas continúa.
7. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la energía promedio Pavg de los pulsos se determina por P _ f PICO VA 1 AVG = * P PUULLSSOO ) T 1 PERIODO
8. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque los pulsos se transmiten en cualquier banda ISM.
9. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque los pulsos se transmiten en una banda de radio de FM.
10. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de pulsos produce una cantidad continúa de energía entre los pulsos.
11. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de pulsos produce pulsos con diferentes frecuencias de señal secuencialmente.
12. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de pulsos produce diferentes amplitudes.
13. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el generador de pulsos incluye una pluralidad de generadores de frecuencia; un amplificador; y un selector de frecuencia en comunicación con los generadores de frecuencia y el amplificador, que determinan y guían la frecuencia correcta desde los generadores de frecuencia al amplificador.
14. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de pulsos transmite datos entre los pulsos.
15. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el generador de pulsos transmite datos en los pulsos.
16. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque incluye un control de amplificación que controla el generador de frecuencia o el amplificador para formar los pulsos.
17. Transmisor como se describe de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el control de amplificación define una duración de tiempo entre los pulsos como una función de una frecuencia de transmisión de los pulsos.
18. Sistema para la transmisión de energía, caracterizado porque comprende: un transmisor que transmite solo pulsos de energía sin ningún dato; y un receptor que recibe los pulsos de energía transmitida por el transmisor de energía para energizar la carga.
19. Sistema como se describe de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el receptor incluye un rectificador.
20. Sistema como se describe de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la eficiencia del rectificador se incrementa por arriba del 5 por ciento comparada con un sistema de transmisión de energía de onda continua correspondiente al recibir los pulsos de energía.
21. Sistema como se describe de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque la eficiencia del rectificador se incrementa por arriba del 100 por ciento comparada con un sistema de transmisión de energía de onda continua correspondiente.
22. Método para transmitir energía a un receptor para energizar una carga, caracterizado porque comprende los pasos de: producir pulsos de energía con un generador de pulsos; transmitir los pulsos a través de una antena en comunicación con el generador de pulsos hacia un receptor para energizar la carga.
23. Método para transmitir energía, caracterizado porque comprende los pasos de: transmitir los pulsos de energía con un transmisor; y recibir los pulsos de energía transmitida por el transmisor de energía con un receptor para energizar una carga, el receptor tiene un rectificador cuya eficiencia se incrementa comprada con un sistema de transmisión de energía de onda continua correspondiente al recibir los pulsos de energía.
24. Dispositivo para transmitir energía a un receptor para energizar la carga caracterizado porque comprende: una pluralidad de transmisores, cada uno produce pulsos de energía que se reciben por el receptor para energizar la carga.
25. Dispositivo como se describe en la reivindicación 24 caracterizado porque incluye un controlador en comunicación con cada transmisor, a cada uno de los transmisores se asigna un intervalo de tiempo asociado por el controlador a fin de que solo un pulso de la pluralidad de transmisores se transmita en un tiempo dado.
26. Dispositivo como se describe de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque incluye una pluralidad de selectores del intervalo de tiempo, cada transmisor en comunicación con un selector de intervalo de tiempo correspondiente de la pluralidad selectores de intervalo de tiempo, el controlador produce una señal de control a cada selector que activa el transmisor correspondiente para su intervalo de tiempo asignado.
27. Método para transmitir energía a un receptor para energizar una carga, caracterizado porque comprende: producir pulsos de energía desde un dispositivo que tiene una pluralidad de transmisores los cuales se reciben por un receptor para energizar la carga.
28. Sistema para la transmisión de energía, caracterizado porque comprende: un transmisor que transmite los pulsos de energía; y un receptor que recibe los pulsos de energía transmitida por el transmisor de energía para energizar una carga pero no usa los pulsos como una señal de reloj .
29. Sistema para la transmisión de energía, caracterizado porque comprende: medios para transmitir pulsos de energía; y medios para recibir los pulsos de energía transmitida por el medio de transmisión para energizar una carga pero no usa los pulsos para una señal de reloj .
30. Sistema para la transmisión de energía, caracterizado porque comprende: medios para transmitir solo pulsos de energía sin ningún dato; y medio para recibir los pulsos de energía transmitida por el medio de transmisión para energizar una carga.
31. Transmisor para transmitir energía a un receptor para energizar una carga, donde el receptor no tiene un convertidor DC-DC, caracterizado porque comprende: medios para producir pulsos de energía; y una antena en comunicación con el medio de pulsado a través del cual los pulsos se transmiten desde el transmisor.
32. Dispositivo para transmitir energía a un receptor para energizar una carga, caracterizado porque comprende: un transmisor que produce solo pulsos de energía sin ningún dato; y una antena en comunicación con el transmisor a través del cual los pulsos se transmiten desde el transmisor.