RU2643177C1 - Микроволновое беспроводное зарядное устройство с фокусировкой микроволнового поля - Google Patents

Микроволновое беспроводное зарядное устройство с фокусировкой микроволнового поля Download PDF

Info

Publication number
RU2643177C1
RU2643177C1 RU2016149071A RU2016149071A RU2643177C1 RU 2643177 C1 RU2643177 C1 RU 2643177C1 RU 2016149071 A RU2016149071 A RU 2016149071A RU 2016149071 A RU2016149071 A RU 2016149071A RU 2643177 C1 RU2643177 C1 RU 2643177C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transmitter
power
receiver
antenna array
power transmission
Prior art date
Application number
RU2016149071A
Other languages
English (en)
Inventor
Артем Рудольфович Виленский
Михаил Николаевич Макурин
Сон Бом ПАК
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самсунг Электроникс Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority to RU2016149071A priority Critical patent/RU2643177C1/ru
Priority to EP17880394.6A priority patent/EP3535831B1/en
Priority to CN201780076204.5A priority patent/CN110168809B/zh
Priority to KR1020170163071A priority patent/KR102366923B1/ko
Priority to PCT/KR2017/013952 priority patent/WO2018110876A1/en
Priority to US15/833,957 priority patent/US10763704B2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2643177C1 publication Critical patent/RU2643177C1/ru
Priority to US17/006,605 priority patent/US11025096B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/20—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/106—Microstrip slot antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/28—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the amplitude
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/20—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves
    • H02J50/23—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using microwaves or radio frequency waves characterised by the type of transmitting antennas, e.g. directional array antennas or Yagi antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00036—Charger exchanging data with battery
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/14—Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/144—Stacked arrangements of planar printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/04—Assemblies of printed circuits
    • H05K2201/042—Stacked spaced PCBs; Planar parts of folded flexible circuits having mounted components in between or spaced from each other
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/04—Assemblies of printed circuits
    • H05K2201/043—Stacked PCBs with their backs attached to each other without electrical connection

Abstract

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в обеспечении быстрой и точной процедуры поиска местоположений приемников мощности и в обеспечении возможности одновременной зарядки нескольких приемников с использованием мультифокусировки микроволн. Способ беспроводной передачи мощности, используемый в системе беспроводной передачи мощности, включающей в себя передатчик мощности и по меньшей мере один приемник мощности, содержит: определение угловых координат местоположения приемника по отношению к передатчику мощности для по меньшей мере одного приемника мощности, определение расстояния между по меньшей мере одним приемником мощности и передатчиком мощности вдоль направления с упомянутыми определенными угловыми координатами с использованием сфокусированного микроволнового поля; беспроводную передачу мощности передатчиком путем фокусировки микроволнового поля в упомянутое определенное местоположение приемника для по меньшей мере одного приемника мощности. Если система передачи мощности содержит множество приемников мощности, этап передачи мощности передатчиком выполняется путем мультифокусировки микроволнового поля в упомянутое определенное местоположение приемника для каждого приемника мощности. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройствам и способам для беспроводной зарядки батарей портативных электронных устройств, и более конкретно, к методике для определения количества и местоположения беспроводных приемников мощности и для передачи мощности беспроводным способом от передатчика мощности к приемникам мощности.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Количество используемых портативных электронных устройств в последнее время возросло.
Большинство современных электронных устройств требует электропроводки и/или явно определенных электрических контактов, чтобы получать питание от внешнего источника питания. Однако это является непрактичным и требует, чтобы пользователь физически вставлял соединители или иным образом устанавливал физический электрический контакт между устройствами и источниками питания. Типично, требования по питанию также различаются значительно, и в настоящее время большинство устройств обеспечиваются своим собственным специализированным источником питания. В результате, пользователь обычно имеет большое количество различных источников питания, предназначенных для конкретных устройств.
Многие портативные электронные устройства получают питание с помощью батарей. Частое использование этих устройств может требовать значительной величины мощности, что может привести к истощению заряда батарей. Хотя использование внутренних батарей может исключить потребность в проводном соединении с источником питания во время использования, это обеспечивает только частичное решение, так как батареям требуется подзарядка (или замена, которая является дорогостоящей).
Для того чтобы обеспечить значительное улучшение пользовательского опыта, было предложено использовать беспроводный источник питания, в котором мощность передается от передатчика к приемнику посредством микроволнового (сверхвысокочастотного) излучения.
Микроволновая передача мощности представляет собой хорошо известный принцип. Такая конфигурация обеспечивает возможность беспроводной передачи мощности к устройству, не требуя создания каких-либо проводов или физических электрических соединений.
Эффективность беспроводной передачи мощности зависит от размеров приемника (RX) и передатчика (ТХ) мощности и от расстояния между приемником и передатчиком мощности. Передаваемые радиоволны существенным образом расходятся с увеличением расстояния между передатчиком и приемником. Степень расходимости определяется соотношением между размером передающей апертуры, расстоянием и рабочей длиной волны. Для приближенной оценки достижимой эффективности обозначим апертуру RX-антенны как DRX, и DTX будет обозначать эквивалентный размер ТХ-апертуры в пересчете на местоположение приемника (см. фиг. 1). Эквивалентная апертура DTX определяется таким образом, чтобы включать в себя основной поток мощности, исходящий от ТХ-антенны. Эффективность (η) передачи мощности пропорциональна отношению квадрата апертуры приемной антенны к квадрату эквивалентной апертуры передающей антенны
Figure 00000001
. Когда ТХ-антенна мала, η является высоким для малого расстояния между TX- и RX-антеннами, но очень быстро падает с увеличением расстояния (см. фиг. 1A) из-за сильной расходимости поля. С другой стороны, для ТХ-антенн большего размера, расходимость поля ниже, и η падает медленно с увеличением расстояния, но остается на умеренном уровне, даже когда TX-антенна и RX-антенна находятся близко друг к другу (см. фиг. 1B). Описанная оценка η основана на предположении расходящихся электромагнитных волн. Из фиг. 1 ясно, что за счет обеспечения волн излучения, сходящихся от TX- к RX-апертуре, принимаемая мощность и тем самым η могут быть существенно увеличены. Этот эффект определяется явлением фокусировки электромагнитных волн и должен быть использован в системах микроволновой беспроводной зарядки.
В оптимальном сценарии, для эффективного переноса мощности от TX-антенны к RX-антенне, TX-система должна быть обеспечена информацией о местоположении RX-антенны относительно TX-антенны. Один способ получения этой информации заключается в выполнении предварительного поиска RX посредством TX-системы, обеспечивающей узкий луч излученной электромагнитной мощности. Известная проблема этого решения предшествующего уровня техники состоит в том, что когда обычный передатчик реализует управление лучом (сканирование луча), а приемник расположен близко к передатчику, отсутствует различие в принятой мощности, так как для различных углов сканирования приемник поглощает ту же самую долю микроволной мощности. Во время сканирования, приемник посылает информацию обратной связи о принятой мощности. В результате, передатчик не может найти угловое положение приемника путем выбора угла с максимальной принятой мощностью (фиг. 2). Поэтому невозможно точно определить местоположение приемника по отношению к передатчику, чтобы обеспечить максимально эффективное управление передачей мощности.
В настоящее время, область беспроводной передачи мощности активно развивается, и имеется много решений, раскрывающих различные аспекты по данному вопросу.
Соответствующее предшествующему уровню техники решение, описанное в US 8,854,176 B2, раскрывает систему для обеспечения беспроводной зарядки и/или предоставления первичной мощности к электронным/электрическим устройствам посредством микроволновой энергии. Микроволновая энергия фокусируется в некоторое местоположение посредством передатчика мощности, имеющего один или более излучателей адаптивно фазируемой микроволновой решетки. Ректенны (антенны со встроенным выпрямителем) в устройстве, подлежащем зарядке, принимают и выпрямляют микроволновую энергию и используют ее для зарядки батареи и/или для первичного питания. Однако передающий блок должен иметь несколько приемопередающих модулей, чтобы работать как в передающем, так и в приемном режимах, чтобы осуществлять обнаружение приемного блока. В последнем режиме, передающий блок должен работать так, чтобы определять фазу принятого сигнала на каждом элементе антенной решетки. Кроме того, описанная схема передатчика предполагает, что система должна быть способной поддерживать рабочий режим отдельного элемента передающей решетки. Описанная архитектура передатчика является относительно сложной и требует по меньшей мере в два раза больше элементов аппаратных средств, по сравнению с однорежимным передающим блоком. Также упомянутое изобретение не содержит раскрытия того, каким образом одновременно заряжать несколько приемных блоков.
Дополнительно, документ US 2016/099614 A1 раскрывает передатчик, который передает сигнал передачи мощности (например, волны микроволнового сигнала), чтобы создать трехмерную зону энергии. По меньшей мере один приемник может быть соединен с или встроен в электронные устройства и может принимать питание из упомянутой зоны энергии. Передатчик может определять местоположение по меньшей мере одного приемника в трехмерном пространстве с использованием среды связи (например, технологии Bluetooth). Передатчик генерирует форму волны (сигнал), чтобы создать зону энергии вокруг каждого из по меньшей мере одного приемника. Передатчик использует алгоритм, чтобы направлять, фокусировать и управлять формой волны по трем измерениям. Приемник может преобразовывать переданные сигналы (например, микроволновые сигналы) в электричество для питания электронного устройства. Соответственно, варианты осуществления для беспроводной передачи мощности могут обеспечивать возможность питания и зарядки множества электрических устройств без использования проводов. Однако процедура поиска для определения местоположения приемников мощности по отношению к передатчику мощности, раскрытая в вышеупомянутом решении, является относительно длительной и неоптимальной, так как она основана на итерационном переборе всех фазовых состояний для каждого элемента передающей антенны. Кроме того, зарядка множества приемников требует разделения передающей антенны на несколько решеток, что приводит к низкой эффективности передачи мощности.
Таким образом, в решениях согласно предшествующему уровню техники, имеется ряд проблем, требующих решения:
1. Передающий блок должен иметь возможность обеспечения фокусировки поля в местоположениях приемников (сходящихся волн).
2. Передающий блок должен реализовывать рациональную (интеллектуальную) процедуру поиска местоположений приемников.
3. Передающий блок должен иметь возможность заряжать несколько приемников одновременно с наивысшей эффективностью.
4. Передающий блок должен быть разработан как компактная и простая структура с высокой степенью интеграции.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, предложен способ беспроводной передачи мощности, причем способ обеспечивает простое и точное определение местоположения приемника для управления передачей мощности с максимальной эффективностью. Кроме того, заявленный способ обеспечивает мультифокусировку микроволн для одновременной зарядки нескольких приемников мощности.
Заявленный способ беспроводной передачи мощности в основном содержит следующие этапы:
- определение местоположений приемников, включающее в себя угловое управление микроволновым полем (управление направлением плоской волны или фокального луча) для определения угловых координат приемников по отношению к передатчику и точечную фокусировку вдоль определенного углового положения для определения расстояния между приемниками и передатчиком;
- передачу мощности беспроводным способом от передатчика ко всем приемникам одновременно с использованием мультифокусировки микроволнового поля.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предложена система беспроводной передачи мощности, причем система содержит передатчик мощности, содержащий пассивную или активную антенную решетку передатчика, выполненную с возможностью формировать фокальные точки/линии микроволнового поля, и по меньшей мере один приемник мощности. Заявленная система беспроводной передачи мощности обеспечивает возможность мультифокусировки микроволн для одновременной зарядки нескольких приемников мощности.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предложена антенная решетка передатчика для формирования микроволнового поля для использования в системе беспроводной передачи мощности, причем антенная решетка выполнена с возможностью формировать фокальные точки/линии и выполнять мультифокусировку микроволн для одновременной зарядки нескольких приемников мощности.
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает следующие преимущества:
- рациональный поиск приемников в 3D-пространстве с переключением между режимами управления направлением и фокусировки луча;
- одновременная зарядка нескольких приемников посредством мультифокусировки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Дальнейшие детали и преимущества изобретения описаны ниже со ссылками на приложенные чертежи.
Фиг. 1 показывает расходимость поля для малой (A) и большой (B) передающих антенн.
Фиг. 2 показывает различные углы сканирования во время управления лучом (диаграммой направленности) для определения местоположения приемника.
Фиг. 3 показывает продольное сечение 3D-распределения электрического поля, формируемого передающей решеткой.
Фиг. 4 показывает сравнение между структурами плоского поля и поля, сфокусированного на RX.
Фиг. 5 показывает случай, когда три приемника одновременно заряжаются одним передатчиком.
Фиг. 6 показывает примерное амплитудное и фазовое распределение в TX-решетке.
Фиг. 7 показывает поперечное сечение примерной структуры элемента антенной решетки.
Фиг. 8 показывает вид сверху примерного полоскового излучающего элемента (патч-элемента) с щелевым возбуждением и питающей микрополосковой линией.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Варианты осуществления изобретения не ограничены теми, которые описаны ниже. Другие варианты осуществления изобретения, не отклоняющиеся от сущности и объема изобретения, будут очевидны специалистам в данной области техники, исходя из информации, содержащейся в описании, и знаний предшествующего уровня техники.
Для выполнения беспроводной передачи мощности сначала необходимо определить количество и местоположение приемников мощности.
Процедура определения местоположения приемников согласно настоящему изобретению будет детально описана ниже.
Этап 1: управление (сканирование) лучом в пространстве (θ (угол возвышения (места)), ϕ (азимутальный угол)).
Передающая антенная решетка реализует панорамное управление лучом для обнаружения местоположений всех приемников. Передающая антенна формирует один луч заданной формы, и измеренные мощности всех приемников, посланные посредством сигналов обратной связи, записываются в памяти передатчика.
Если расстояние от передатчика до приемника R>DTX (реальный линейный размер апертуры передающей решетки), передатчик может обнаруживать приближенное угловое местоположение приемника (θʹRX, ϕʹRX) путем фиксации угловой точки с максимальным напряжением приемника.
Если во время этапа управления лучом, контроллер передатчика не обнаруживает, что, для конкретного угла, существует максимальная выходная мощность на выходе приемника (нет четкого экстремума выходного сигнал), то контроллер передатчика делает вывод, что R≤DTX. Это означает, что обнаружение углового положения не может быть выполнено однозначно определенным образом посредством обычного управления лучом, и контроллер должен переключить передающую систему в режим управления фокальным (сфокусированным) лучом.
Фиг. 3A изображает продольное сечение 3D-распределения электрического поля, сформированного передающей решеткой 30×30 см2 в обычном режиме управления лучом (режим 1). Приемник расположен на расстоянии 30 см от передатчика. В этом режиме приемник имеет ту же самую выходную мощность для различных углов отклонения, то есть отсутствует возможность корректного определения его углового положения.
Во время упомянутого режима управления лучом TX антенная решетка возбуждается следующим образом.
Пусть k обозначает индекс элемента передающей антенной решетки, тогда требуемый комплексный коэффициент Ak возбуждения k-го элемента может быть вычислен следующим образом:
Figure 00000002
 (1)
где i - мнимая единица, ψk - фаза k-го элемента для требуемого управления лучом:
Figure 00000003
 (2)
где λ - длина волны поля зарядки; θ и ϕ - текущие угол места и азимутальный угол в сферической системе координат относительно центра TX-решетки; xk и yk - декартовы координаты k-го элемента TX-решетки в плоскости решетки.
Амплитуда (Mk) и фаза (ϕk) возбуждения k-го элемента передающей антенной решетки могут быть определены следующим образом:
Figure 00000004
 (3)
где операторы "mag" и "phase" используются для получения амплитуды и фазы комплексного числа, соответственно.
Фиг. 3B изображает продольное сечение 3D-распределения электрического поля, формируемого передающей решеткой размерами 30×30 см2 в режиме управления фокальным лучом (режим 2). В этом режиме передатчик излучает не обычный луч, а фокальный (сфокусированный) луч. Фокальный луч может быть сгенерирован точечной фокусировкой на расстоянии ~(0,8-1,2)DTX от передающей апертуры или с использованием метода луча Бесселя. В этом случае передатчик может успешно обнаруживать приблизительное угловое положение приемника для R≤DTX. Однако для R>DTX должно использоваться обычное управление лучом.
Во время режима управления фокальным лучом TX антенная решетка возбуждается следующим образом.
Пусть k обозначает индекс элемента передающей антенной решетки, тогда требуемый комплексный коэффициент Ak возбуждения k-го элемента может быть вычислен следующим образом:
Figure 00000005
 (4)
где i - мнимая единица, ψk - фазовая задержка распространения электромагнитных волн между k-м элементом и фокальной точкой:
Figure 00000006
 (5)
где λ - длина волны поля зарядки;
Figure 00000007
Figure 00000008
- расстояние между k-м элементом и фокальной точкой. Фокальная точка выбрана на расстоянии ~(0,8-1,2)DTX от центра апертуры TX-решетки для текущих углов θ и ϕ.
Амплитуда (Mk) и фаза (ϕk) возбуждения k-го элемента передающей антенной решетки могут быть определены следующим образом:
Figure 00000009
 (6)
где операторы ʺmagʺ и ʺphaseʺ используются для получения амплитуды и фазы комплексного числа, соответственно.
Этап 2: итерационный угловой поиск в (θ,ϕ)-пространстве.
После этапа 1, передатчик выполняет итерационный угловой поиск для каждого приемника последовательно путем реализации управления обычным или фокальным лучом в зависимости от того, каким образом местоположение конкретного приемника было классифицировано во время этапа 1. Итерационный поиск для каждого приемника начинается с точки (θʹRX,ϕʹRX) и основан на одной из итерационных процедур оптимизации. Например, может использоваться оптимизация по методу сопряженных градиентов с максимальной выходной мощностью приемника в качестве цели.
В результате этапа 2 получают точные угловые положения (θRX,ϕRX) всех приемников.
Этап 3: итерационный поиск расстояния в R-пространстве.
После того как угловые положения всех приемников были определены на этапах 1 и 2, передатчик выполняет итерационный поиск расстояния для нахождения расстояния (R) от центра передающей решетки до местоположения приемника вдоль направления (θRX,ϕRX) для каждого приемника последовательно. Для реализации поиска расстояния, передатчик выполняет точечную фокусировку, начиная с некоторого предварительно установленного расстояния. Алгоритм поиска расстояния основан на одной из итерационных процедур оптимизации с максимальной выходной мощностью приемника в качестве цели.
В течение точечной фокусировки вдоль определенного углового положения, TX антенная решетка возбуждается следующим образом.
Пусть k обозначает индекс элемента передающей антенной решетки, тогда требуемый комплексный коэффициент Ak возбуждения k-го элемента может быть вычислен следующим образом:
Figure 00000010
 (7)
где i - мнимая единица, ψk - фазовая задержка распространения электромагнитных волн между k-м элементом и фокальной точкой:
Figure 00000011
 (8)
где λ - длина волны поля зарядки;
Figure 00000012
Figure 00000008
- расстояние между k-м элементом и фокальной точкой. Фокальная точка выбирается вдоль углов θ и ϕ, найденных для каждого приемника после этапов 1 и 2 поиска.
Амплитуда (Mk) и фаза (ϕk) возбуждения k-го элемента передающей антенной решетки могут быть определены следующим образом:
Figure 00000013
 (9)
где операторы "mag" и "phase" используются для получения амплитуды и фазы комплексного числа, соответственно.
В результате этапа 3, получают полные 3D-положения (θRX, ϕRX, R) всех приемников.
Фиг. 4 иллюстрирует преимущество использования фокусировки поля на приемнике (фиг. 4B) во время определения местоположения приемника и передачи мощности по сравнению со случаем, когда не выполняется фокусировка (фиг. 4A). Фиг. 4B изображает фокусировку ЕМ-поля в ближней зоне в местоположении приемника посредством антенны передатчика. В этом случае принятая мощность возрастает радикально. Таким образом, используя фокусировку в ближней зоне, можно определить местоположение приемника точным образом и гарантировать высокую эффективность беспроводной передачи мощности.
Временные характеристики (тайминг) предложенной процедуры поиска могут быть оценены путем оценки количества этапов для нахождения грубого местоположения приемника мощности.
Прямой (базовый) поиск в 3D-пространстве:
Figure 00000014
,
where
Figure 00000015
- число точек в диапазоне сканирования по углу места;
Figure 00000016
- число точек в диапазоне сканирования по азимуту;
Figure 00000017
- число точек в диапазоне фокусировки по дальности.
Предложенный поиск в (θ,ϕ)-пространстве+R-пространстве:
Figure 00000018
.
В соответствии с одним примерным вариантом осуществления:
Figure 00000015
=16,
Figure 00000016
=16,
Figure 00000017
=10.
Тогда N1=2560 и N2=266. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает улучшение примерно в 10 раз скорости поиска по сравнению с прямым поискoм в 3D-пространстве. Следует отметить, что данная оценка является аппроксимацией для демонстрации порядка требуемых этапов управления лучом/фокусировки. В зависимости от местоположения приемника может потребоваться некоторое дополнительное количество этапов для итерационного уточнения местоположения приемника.
Когда получены местоположения всех приемников, передатчик может начать передачу мощности.
Когда передатчик работает таким образом, чтобы заряжать несколько приемников, система должна реализовывать одновременную зарядку. Известным способом осуществить это является разделение антенной решетки. Этот способ основан на разделении всей TX-решетки на несколько подрешеток и назначения каждой подрешетке ее собственного приемника для беспроводной передачи мощности. Способ, несмотря на его простоту, имеет следующие серьезные недостатки:
- неточный поиск местоположений RX широкими лучами подрешеток;
- неблагоприятная интерференция между лучами/фокусами подрешеток требует начальной регулировки фаз всех подрешеток, что приводит к дополнительным затратам времени на оптимизацию фазового распределения;
- низкая эффективность, обусловленная неоптимальным фазовым распределением ТХ.
Одновременная зарядка множества приемников, предложенная в настоящем изобретении, характеризуется следующими признаками:
1. После последовательного поиска каждого приемника, вся передающая антенная решетка используется для формирования мультифокусной конфигурации поля;
2. Для этой цели, передатчик генерирует конкретное амплитудное и фазовое распределение вдоль апертуры ТХ-решетки, так что каждый элемент TX антенной решетки заряжает каждый приемник;
3. Проблема ʺинтерференции фокусовʺ, возникающая при зарядке нескольких рядом расположенных RX, смягчается за счет формирования профилированного единственного ʺширокогоʺ фокуса.
Фиг. 5 показывает случай, когда три приемника заряжаются одновременно одним передатчиком, причем фиг. 5A изображает схематично одновременную зарядку трех приемников путем генерации 3 фокальных точек, и фиг. 5B изображает примерное поперечное сечение электрического поля на расстоянии 0,5 м от ТХ-решетки размером 30×30 см2, заряжающей 3 RX.
TX антенная решетка должна возбуждаться особым образом для реализации максимальной эффективности по мощности для одновременной зарядки нескольких приемников. Примерные амплитудное и фазовое распределения в TX-решетке, заряжающей только один приемник, показаны на фиг. 6, где изображены диаграммы для амплитудного и фазового распределения для обычного равномерного возбуждения антенной решетки и для возбуждения антенной решетки в соответствии с настоящим изобретением. Предложенный способ возбуждения реализует мультифокусное поле зарядки и использует известные 3D местоположения всех приемных блоков, определенные в течение предложенной 3-этапной процедуры поиска.
Пусть k будет индексом элемента передающей антенной решетки, NRX - число приемников для зарядки, тогда требуемый комплексный коэффициент Ak возбуждения k-го элемента может быть вычислен следующим образом:
Figure 00000019
 (10)
где Cj - весовой коэффициент, i - мнимая единица, ψ kj - фазовая задержка распространения электромагнитных волн между k-м элементом и j-м приемником:
Figure 00000020
 (11)
В уравнении (11), λ - длина волны поля зарядки, Rkj - расстояние между k-м элементом и j-м приемником. После вычисления уравнения (10), амплитуда (Mk) и фаза (ϕk) возбуждения k-го элемента передающей антенной решетки могут быть определены следующим образом:
Figure 00000021
 (12)
где операторы "mag" и "phase" используются для получения амплитуды и фазы комплексного числа, соответственно.
В простейшем случае, если передающая антенная решетка имеет только фазовращатели, амплитуда устанавливается фиксированной (равномерной по решетке), и только фаза из уравнения (12) используется для реализации мультифокусировки. В этом случае, комплексные коэффициенты Cj в (10) используются для корректировки мультифокусной конфигурации поля и для компенсации некоторых ошибок распределения поля, вызванных выравниванием амплитуды.
В случае, когда как амплитуда, так и фаза возбуждения могут регулироваться, уравнение (12) используется для настройки регулируемых аттенюаторов и фазовращателей решетки, в то время как коэффициенты Cj могут быть использованы для акцентирования на j-м приемнике путем посылки к нему более высокого относительного уровня мощности.
В соответствии с одним вариантом осуществления, настоящее изобретение обеспечивает возможность зарядки подвижных портативных устройств. RX посылает информацию о начале перемещения по каналу обратной связи. TX начинает процедуру поиска в малой области вокруг RX в соответствии с вышеупомянутым способом. Если RX имеет данные перемещения (такие как данные скорости или местоположения), TX может обрабатывать их и выполнять поиск в меньшей области.
Кроме того, в соответствии другим вариантом осуществления настоящего изобретения, RX посылает информацию о событии низкого заряда батареи по каналу обратной связи. TX формирует распределение микроволнового поля с большей мощностью в одном из фокусов/лучей. Это возможно и для только фазового управления, и для амплитудно-фазового управления по TX-антенне.
Если, например, 2 RX имеют одинаковое направление, но разные расстояния, общий алгоритм мультифокусировки будет успешно доставлять мощность на оба устройства, имея более высокую эффективность по сравнению с генерацией одного луча. Если фокальная область очень узкая, в реальном сценарии беспроводной передачи мощности, RX1 будет затенять RX2. Поэтому эффективность передачи мощности будет падать для RX2. Настоящее изобретение позволяет генерировать более широкую фокальную область, тогда эффект затенения не является таким сильным.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предложена система для выполнения вышеупомянутого способа беспроводной передачи мощности. Заявленная система содержит передатчик мощности и по меньшей мере один приемник мощности. Передатчик мощности содержит антенную решетку передатчика для генерации микроволнового поля. Упомянутая антенная решетка передатчика выполнена с возможностью формировать фокальные точки/линии микроволнового поля. По меньшей мере один приемник мощности содержит батарею, подлежащую подзарядке. В соответствии с одним вариантом осуществления, антенная решетка передатчика может быть пассивной антенной решеткой передатчика. В соответствии с другим вариантом осуществления, антенная решетка передатчика может быть активной антенной решеткой передатчика. Заявленная система беспроводной передачи мощности обеспечивает возможность мультифокусировки микроволн для одновременной зарядки нескольких приемников мощности.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предложена антенная решетка передатчика для использования в вышеупомянутой системе беспроводной передачи мощности. Упомянутая антенная решетка передатчика используется для формирования микроволнового поля в соответствии с вышеупомянутыми методами.
Структура антенной решетки передатчика характеризуется следующими признаками:
- используются только две печатные платы (PCB): 1-я - двусторонняя высокочастотная подложка с низкими потерями, 2-я - односторонняя подложка без специальных требований к ее микроволновым рабочим характеристикам (например, подложка из FR4);
- по меньшей мере один последовательный делитель обеспечивает возможность компактного размещения питающей (фидерной) схемы вместе с активными электронными компонентами (фазовращателями, усилителями, аттенюаторами и т.д.) на 1-й PCB;
- щелевое возбуждение (возбуждение через щелевую апертуру) антенных элементов исключает любые соединители между PCB.
Поперечное сечение примерной структуры элемента антенной решетки согласно настоящему изобретению показано на фиг. 7.
Заявленная антенная решетка состоит из множества элементов антенной решетки, содержащих две PCB: первая - двусторонняя высокочастотная подложка с малыми потерями и вторая - односторонняя подложка без специальных требований к ее микроволновым рабочим характеристикам. Обе PCB соединены с использованием диэлектрического слоя или воздушного зазора с прокладками. Предложенная конструкция не требует никаких гальванических соединений между двумя PCB. Следовательно, процессы изготовления и сборки антенной решетки упрощаются, так как каждая PCB может изготавливаться отдельно, при этом сборка выполняется простым соединением с использованием, например, PCB спейсеров. Общий результат такой архитектуры антенной решетки заключается в сокращении стоимости, многофункциональности конструкции и высокой воспроизводимости.
На 1-й PCB расположен микроволновый вход, соединенный с питающей системой антенной решетки, реализованной, например, с использованием микрополосковых или копланарных линий передачи, расположенных на слое 1 (фиг. 7). Так как антенная решетка имеет планарную структуру, ее элементы расположены так, чтобы формировать некоторую планарную сетку. Таким образом, питающая система должна состоять из двух секций - строчных и столбцовых делителей мощности. Чтобы уменьшить пространство, занимаемое питающей системой на 1-й PCB, по меньшей мере один из делителей мощности реализован с последовательной архитектурой. Элементы антенной решетки сформированы как печатные резонансные полосковые излучатели (патчи) на одной стороне 2-й PCB (слой 3, фиг. 7) и возбуждаются посредством связи через щелевую апертуру с микрополосковой/копланарной возбуждающей линией 1-й PCB. Щелевая структура сформирована в слое заземления 1-ой PCB (слой 2, фиг. 7). Для адаптивного управления передаваемой микроволновой энергией в пространстве и времени, например, для реализации управления лучом и фокусировки, передающая антенная решетка должна быть оснащена по меньшей мере фазовращающими устройствами. Фазовращатели непосредственно интегрированы между делителем мощности и схемами возбуждения элементов антенной решетки на той же самой рабочей зоне (топологии)1-й PCB (слой 1, фиг. 7). Это позволяет обеспечить структуру топологии 1-й PCB с очень высоким уровнем интеграции компонентов. Например, если фазовращатели основаны на управляемых варакторных или PIN-диодных элементах SMD (устройства с поверхностным монтажом), сборка 1-й PCB может быть реализована в ходе одного процесса SMD монтажа.
Для дальнейшего увеличения функциональных возможностей управления излучением, каждый элемент решетки может быть оснащен усилителем мощности и регулируемым аттенюатором, которые могут быть выполнены на той же самой рабочей зоне 1-й PCB вместе с фазовращателями (слой 1, фиг. 7). В другом случае, эти компоненты могут иметь реализацию на MMIC (монолитной микроволновой интегральной схеме) и могут непосредственно монтироваться на 1-й PCB.
Излучатель элемента антенной решетки использует круговую поляризацию, реализуемую однощелевым возбуждением патча с деградированной симметричной формой (например, квадратный полосковый излучатель со скошенными кромками).
На 1-й PCB также расположены линии управления и DC питающие линии для активных электронных компонентов, а также могут содержаться некоторые цифровые управляющие компоненты.
Вид сверху примерного элемента антенной решетки с микрополосковым возбуждением и связью через H-щель с квадратным полосковым излучателем со скошенными кромками, показан на фиг. 8 (фазовращатель не показан).
Таким образом, настоящее изобретение позволяет достичь следующих преимуществ:
- быстрая локализация приемника посредством 3-этапного алгоритма поиска в 3D-пространстве;
- увеличение эффективности передачи мощности за счет фокусировки;
- мультифокусировка для одновременной зарядки нескольких приемников мощности;
- простая, компактная и надежная структура антенной решетки передатчика.
Следует отметить, что настоящее изобретение обеспечивает следующие усовершенствования для пользовательского опыта:
- возможность использования для беспроводного питания любого типа портативных электронных устройств (смартфонов, планшетов, часов и т.д.);
- возможность одновременной зарядки множества устройств;
- возможность зарядки движущихся портативных устройств;
- быстрое соединение между передатчиком и приемником и т.д.
Элементы, упоминаемые здесь в единственном числе, не исключают их множества, если только не указано иное. Несмотря на то что примерные варианты осуществления были детально описаны и показаны на приложенных чертежах, должно быть понятно, что эти варианты осуществления являются только иллюстративными и не предназначены для ограничения объема изобретения, и что изобретение не должно быть ограничено конкретными проиллюстрированными и описанными конфигурациями и структурами, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны для специалистов в данной области техники.

Claims (28)

1. Способ беспроводной передачи мощности, выполняемый в системе беспроводной передачи мощности, содержащей передатчик мощности и по меньшей мере один приемник мощности, причем способ содержит:
- определение угловых координат местоположения приемника по отношению к передатчику мощности для по меньшей мере одного приемника мощности,
- определение расстояния между по меньшей мере одним приемником мощности и передатчиком мощности вдоль направления с упомянутыми определенными угловыми координатами с использованием сфокусированного микроволнового поля;
- беспроводную передачу мощности передатчиком мощности путем фокусировки микроволнового поля в упомянутое определенное местоположение приемника по меньшей мере одного приемника мощности для зарядки по меньшей мере одного приемника мощности,
при этом, если система передачи мощности содержит множество приемников мощности, этап передачи мощности передатчиком мощности выполняется путем мультифокусировки микроволнового поля в упомянутые определенные местоположения приемников каждого приемника мощности для одновременной зарядки каждого приемника мощности.
2. Способ беспроводной передачи мощности по п. 1, в котором
если расстояние между передатчиком и приемником равно или меньше, чем апертура передающей решетки, то определение угловых координат выполняется с использованием фокального луча микроволнового поля.
3. Способ беспроводной передачи мощности по п. 1, в котором этап определения угловых координат содержит итерационный угловой поиск, выполняемый передатчиком с использованием итерационных методов оптимизации.
4. Способ беспроводной передачи мощности по п. 1, в котором этап определения расстояния между по меньшей мере одним приемником мощности и передатчиком мощности содержит итерационный поиск расстояния, выполняемый передатчиком с использованием итерационных методов оптимизации.
5. Способ беспроводной передачи мощности по любому из пп. 1-4, в котором передатчик мощности содержит передающую антенную решетку, и амплитуда (Mk) и фаза (ϕ k ) возбуждения k-го элемента передающей антенной решетки на этапе беспроводной передачи мощности могут быть определены следующим образом:
Figure 00000022
где операторы "mag" и "phase" используются для получения амплитуды и фазы комплексного коэффициента Ak возбуждения, вычисляемого следующим образом:
Figure 00000023
где NRX - число приемников, подлежащих зарядке, Cj - весовой коэффициент, i - мнимая единица, ψ kj - фазовая задержка распространения электромагнитных волн между k-м элементом и j-м приемником, вычисляемая следующим образом:
Figure 00000024
где λ - длина волны поля зарядки, Rkj - расстояние между k-м элементом и j-м приемником.
6. Система беспроводной передачи мощности для выполнения способа беспроводной передачи мощности по любому из пп. 1-5, причем система содержит передатчик мощности и по меньшей мере один приемник мощности, причем передатчик мощности содержит по меньшей мере одну антенную решетку передатчика для формирования микроволнового поля.
7. Система беспроводной передачи мощности по п. 6, в которой антенная решетка передатчика является пассивной антенной решеткой передатчика.
8. Система беспроводной передачи мощности по п. 6, в которой антенная решетка передатчика является активной антенной решеткой передатчика.
9. Антенная решетка передатчика для формирования микроволнового поля для использования в системе беспроводной передачи мощности по п. 6, причем антенная решетка состоит из множества элементов антенной решетки, содержащих:
- две уложенные в стопку PCB, включая первую двустороннюю высокочастотную PCB с низкими потерями и вторую одностороннюю PCB, причем обе PCB уложены в стопку без электрического соединения, при этом
первая PCB содержит микроволновый вход, схемы деления мощности, фазовращатели, микрополосковые или копланарные схемы возбуждения элементов решетки на первой стороне и щелевую апертуру связи на второй стороне, и
вторая PCB содержит патч с круговой поляризацией, возбуждаемый щелевой апертурой, связанной с микрополосковыми или копланарными схемами возбуждения.
10. Антенная решетка передатчика по п. 9, в которой фазовращатели интегрированы в рабочую зону первой PCB.
11. Антенная решетка передатчика по п. 9, в которой первая PCB дополнительно содержит усилители мощности и аттенюаторы.
12. Антенная решетка передатчика по п. 11, в которой усилители мощности и аттенюаторы интегрированы в рабочую зону первой PCB.
13. Антенная решетка передатчика по п. 11, в которой фазовращатели, усилители мощности и аттенюаторы реализованы как отдельные MMIC-компоненты.
14. Антенная решетка передатчика по п. 9, в которой PCB соединены с использованием диэлектрического слоя или воздушного зазора со спейсерами.
RU2016149071A 2016-12-14 2016-12-14 Микроволновое беспроводное зарядное устройство с фокусировкой микроволнового поля RU2643177C1 (ru)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016149071A RU2643177C1 (ru) 2016-12-14 2016-12-14 Микроволновое беспроводное зарядное устройство с фокусировкой микроволнового поля
EP17880394.6A EP3535831B1 (en) 2016-12-14 2017-11-30 Microwave wireless charger with focusing of microwave field
CN201780076204.5A CN110168809B (zh) 2016-12-14 2017-11-30 聚焦微波场的微波无线充电器
KR1020170163071A KR102366923B1 (ko) 2016-12-14 2017-11-30 마이크로웨이브 필드의 포커싱을 이용한 마이크로웨이브 무선 충전기
PCT/KR2017/013952 WO2018110876A1 (en) 2016-12-14 2017-11-30 Microwave wireless charger with focusing of microwave field
US15/833,957 US10763704B2 (en) 2016-12-14 2017-12-06 Microwave wireless charger with focusing of microwave field
US17/006,605 US11025096B2 (en) 2016-12-14 2020-08-28 Microwave wireless charger with focusing of microwave field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016149071A RU2643177C1 (ru) 2016-12-14 2016-12-14 Микроволновое беспроводное зарядное устройство с фокусировкой микроволнового поля

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2643177C1 true RU2643177C1 (ru) 2018-01-31

Family

ID=61173421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016149071A RU2643177C1 (ru) 2016-12-14 2016-12-14 Микроволновое беспроводное зарядное устройство с фокусировкой микроволнового поля

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10763704B2 (ru)
EP (1) EP3535831B1 (ru)
KR (1) KR102366923B1 (ru)
CN (1) CN110168809B (ru)
RU (1) RU2643177C1 (ru)
WO (1) WO2018110876A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704602C1 (ru) * 2018-12-10 2019-10-30 Игорь Борисович Широков Способ беспроводной передачи электрической энергии высокой частоты
RU2786635C1 (ru) * 2022-09-26 2022-12-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" Логическое устройство на магнитостатических волнах

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2643177C1 (ru) * 2016-12-14 2018-01-31 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Микроволновое беспроводное зарядное устройство с фокусировкой микроволнового поля
CN112448488A (zh) 2019-09-04 2021-03-05 北京小米移动软件有限公司 电子设备、充电控制方法及装置、存储介质
WO2021132753A1 (ko) * 2019-12-24 2021-07-01 엘지전자 주식회사 무선전력 송신 방법 및 무선전력 송신 장치
US11626915B1 (en) * 2021-09-23 2023-04-11 T-Mobile Innovations Llc Dynamic beam pattern management of one or more antenna elements of an antenna array
ES1296544Y (es) * 2022-08-12 2023-04-12 Velasco Antolin David Dispositivo inalámbrico de carga eléctrica a distancia

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6967462B1 (en) * 2003-06-05 2005-11-22 Nasa Glenn Research Center Charging of devices by microwave power beaming
KR20110127806A (ko) * 2010-05-20 2011-11-28 삼성전자주식회사 전파를 이용한 무선 충전 방법 및 시스템
RU2596604C2 (ru) * 2010-08-23 2016-09-10 Оссиа Инк. Система беспроводной передачи энергии
CN205622336U (zh) * 2016-05-16 2016-10-05 厦门新页科技有限公司 一种智能微波无线充电装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5043738A (en) 1990-03-15 1991-08-27 Hughes Aircraft Company Plural frequency patch antenna assembly
GB2256948B (en) * 1991-05-31 1995-01-25 Thomas William Russell East Self-focussing antenna array
EP3699806A1 (en) * 2006-07-11 2020-08-26 Mojix, Inc. Rfid system
JP5259069B2 (ja) * 2006-10-02 2013-08-07 株式会社東芝 遮断器の開閉制御システム
US8446248B2 (en) 2007-06-14 2013-05-21 Omnilectric, Inc. Wireless power transmission system
JP4715874B2 (ja) * 2008-06-20 2011-07-06 三菱電機株式会社 無線電力伝送システム、電力送信装置及びレクテナ基地局
JP5320184B2 (ja) * 2009-06-26 2013-10-23 三菱重工業株式会社 無線送電システム
US8256685B2 (en) * 2009-06-30 2012-09-04 International Business Machines Corporation Compact millimeter wave packages with integrated antennas
CN101867094A (zh) * 2010-05-02 2010-10-20 兰州大学 一种聚焦平板天线
KR101781650B1 (ko) * 2011-10-04 2017-09-26 삼성전자주식회사 무선 다중 충전을 위한 방법 및 전력 송신기
US9178569B2 (en) * 2011-11-28 2015-11-03 Tata Consultancy Services Limited System and method for simultaneous wireless charging, tracking and monitoring of equipments
WO2013114378A1 (en) * 2012-02-05 2013-08-08 Humavox Ltd. Remote charging system
US9900057B2 (en) * 2012-07-06 2018-02-20 Energous Corporation Systems and methods for assigning groups of antenas of a wireless power transmitter to different wireless power receivers, and determining effective phases to use for wirelessly transmitting power using the assigned groups of antennas
US9130397B2 (en) 2013-05-10 2015-09-08 Energous Corporation Wireless charging and powering of electronic devices in a vehicle
US9124125B2 (en) 2013-05-10 2015-09-01 Energous Corporation Wireless power transmission with selective range
KR102225531B1 (ko) * 2012-11-09 2021-03-08 캘리포니아 인스티튜트 오브 테크놀로지 스마트의 rf 렌싱: 효율적이고 동적이며 이동적인 무선 전력 전송
WO2014190886A1 (zh) * 2013-05-27 2014-12-04 上海科斗电子科技有限公司 智能交互系统及其软件系统
CN203660055U (zh) * 2013-12-31 2014-06-18 福建省光微电子科技有限公司 一种高隔离度双极化天线
US10075017B2 (en) 2014-02-06 2018-09-11 Energous Corporation External or internal wireless power receiver with spaced-apart antenna elements for charging or powering mobile devices using wirelessly delivered power
WO2016109316A1 (en) 2014-12-29 2016-07-07 Energous Corporation Systems and methods for wireless power transmission
CN106207481B (zh) * 2016-09-14 2019-01-29 重庆大学 一种基于金属条形天线阵列的反射式超衍射线聚焦器件
US9685826B1 (en) * 2016-10-12 2017-06-20 AbdurRahman Bhatti Wireless power system with position detection
RU2643177C1 (ru) * 2016-12-14 2018-01-31 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Микроволновое беспроводное зарядное устройство с фокусировкой микроволнового поля
EP3895327A4 (en) * 2018-12-12 2022-08-17 Electric Sky Holdings, Inc. NON-GAUSSIAN LONG-DISTANCE WIRELESS POWER TRANSMISSION BEAMS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6967462B1 (en) * 2003-06-05 2005-11-22 Nasa Glenn Research Center Charging of devices by microwave power beaming
KR20110127806A (ko) * 2010-05-20 2011-11-28 삼성전자주식회사 전파를 이용한 무선 충전 방법 및 시스템
RU2596604C2 (ru) * 2010-08-23 2016-09-10 Оссиа Инк. Система беспроводной передачи энергии
CN205622336U (zh) * 2016-05-16 2016-10-05 厦门新页科技有限公司 一种智能微波无线充电装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704602C1 (ru) * 2018-12-10 2019-10-30 Игорь Борисович Широков Способ беспроводной передачи электрической энергии высокой частоты
RU2793177C1 (ru) * 2020-10-05 2023-03-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" Устройство электропитания узлового элемента беспроводной сенсорной сети
RU2786635C1 (ru) * 2022-09-26 2022-12-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" Логическое устройство на магнитостатических волнах

Also Published As

Publication number Publication date
US11025096B2 (en) 2021-06-01
EP3535831B1 (en) 2023-05-03
CN110168809A (zh) 2019-08-23
CN110168809B (zh) 2021-10-01
US20180166926A1 (en) 2018-06-14
EP3535831A1 (en) 2019-09-11
EP3535831A4 (en) 2020-01-22
KR20180068856A (ko) 2018-06-22
US10763704B2 (en) 2020-09-01
US20200395790A1 (en) 2020-12-17
KR102366923B1 (ko) 2022-02-25
WO2018110876A1 (en) 2018-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2643177C1 (ru) Микроволновое беспроводное зарядное устройство с фокусировкой микроволнового поля
US11699847B2 (en) Power wave transmission techniques to focus wirelessly delivered power at a receiving device
RU2658332C1 (ru) Система беспроводной передачи мощности для среды с многолучевым распространением
US10177594B2 (en) Radiating metamaterial antenna for wireless charging
US10298024B2 (en) Wireless power transmitters for selecting antenna sets for transmitting wireless power based on a receiver's location, and methods of use thereof
US9899744B1 (en) Antenna for wireless charging systems
US9450449B1 (en) Antenna arrangement for pocket-forming
US10396859B1 (en) Apparatus for wirelessly transmitting power after confirming location of receiver and method thereof
US20230142689A1 (en) Rf receiver
KR20110129462A (ko) 고 이득 메타물질 안테나 소자
WO2022242564A1 (zh) 无线充电设备及充电方法
Park et al. Design and implementation of 5.8 GHz RF wireless power transfer system
CN108321552B (zh) 射频传能装置、射频猎能装置及其射频传能方法
KR200406784Y1 (ko) 위상배열안테나용 복사소자 배열구조
EP3545586B1 (en) High-frequency signal transmission/reception device
CN113949174A (zh) 一种无线射频充电方法和设备
Kang et al. High gain array antenna using the high-order mode for wireless power transfer applications
CN218183084U (zh) 一种无线充电装置
US11128178B2 (en) Wireless power receiving device and wireless power receiving method using same
Aqrab et al. Microstrip Reflectarray Design for 26 GHz
KR100532156B1 (ko) 위상배열안테나용 위상변위기 및 그 제조방법
KR20210123089A (ko) 무선 전력 전송을 위한 배열 안테나
KR100563924B1 (ko) 위상배열안테나용 위상변위기의 임피던스 정합구조
CN112909558A (zh) 一种基于辐射调控的叠层贴片天线及通信设备
CN116488692A (zh) 基于双频可编程超表面的Sub-6无线网络通信增强方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201215