WO2019039637A1

WO2019039637A1 - 무선 전력 송신 장치 및 이의 동작 방법

Info

Publication number: WO2019039637A1
Application number: PCT/KR2017/009354
Authority: WO
Inventors: 김용우; 손철호
Original assignee: (주)성진아이엘
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2019-02-28
Also published as: KR101966636B1; KR20190021553A

Abstract

본 발명에 따른 무선 전력 송신 장치 및 이의 동작 방법은 직전에 선택된 위상 그룹에 따른 직전의 수신 신호 강도와 사전 설정된 기준 수신 신호 강도를 비교하고, 비교 결과 및 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 상기 위상 그룹들 중에서 하나의 위상 그룹을 현재의 위상 그룹으로 선택하고, RF(Radio Frequency) 전력을 각각 수신하는 다수의 위상 조절기들이 현재의 위상 그룹에 포함된 송신 위상들 중 대응하는 송신 위상에 기초하여 상기 RF 전력의 위상을 조절하며, 다수의 위상 조절기들 각각으로부터 상기 위상이 조절된 RF 전력을 수신하는 다수의 안테나들이 상기 위상이 조절된 RF 전력을 무선 전력 수신 장치에 송신함으로써, 무신 전력 수신 장치가 위치하는 공간 상의 무선 전력 송신 효율을 극대화할 수 있다.

Description

무선 전력 송신 장치 및 이의 동작 방법

본 발명은 무선 주파수(RF: Radio Frequency)를 이용하여 공간 상에 위치한 무선 전력 수신 장치에 무선 전력을 송신하는 무선 전력 송신 장치 및 이의 동작 방법에 대한 것이다.

무선 전력 송신(WPT: Wireless Power Transmission) 기술은 최근 개인 휴대기기에 대한 무선 충전과 전기자동차 무선 충전을 중심으로 비약적인 발전을 이루고 있는 기술이다. 무선 전력 송신 기술은 크게 세 가지로 분류할 수 있다. 첫 번째는 자기 유도 방식이고, 두 번째는 자기 공명 방식이며, 세 번째는 전자기파 방식이다.

먼저, 자기 유도 방식은 코일에 유기되는 자기장을 이용하여 전력을 전달하는 방식이다. 자기 유도 방식의 개념은 1차 코일에 흐르는 전류로부터 발생하는 자기장의 대부분이 2차 코일을 통과하면서 2차 코일에 유도 전류가 흘러 부하로 에너지를 공급하는 기술이다. 이와 같은 에너지 전달 방식은 기존의 변압기의 동작원리와 유사한 방식이다. 자기 유도 방식의 특징은 각 코일의 고유 공진주파수가 실제 에너지를 전달하는 송신주파수와 다르다는 점에 있다. 이는 코일의 소형화를 가능하게 하지만 코일의 크기가 줄어듦에 따라 송신 가능한 거리 또한 줄어든다는 단점을 동시에 가지게 된다. 현재 자기 유도 방식은 대부분의 휴대기기의 무선충전에 적용되고 있으며 일부 전기자동차 무선충전에 이용되고 있는 방식이다.

다음으로, 자기 공명 방식은 코일 사이의 공명 현상을 이용하여 에너지를 송신하는 방식이다. 자기공명 방식은 1차 코일에 흐르는 전류로부터 발생하는 자기장들이 2차 코일을 통과하여 유도 전류가 발생하는 것은 자기 유도 방식과 유사하지만 1차 코일의 공진주파수와 2차 코일의 공진주파수가 모두 동일하게 제작되어 코일 간의 공진모드 에너지 결합을 통해 1차 코일에서 발생한 에너지가 2차 코일로 전달되는 방식이다. 자기공명 방식은 각 코일의 공진주파수와 에너지 송신주파수가 동일하게 제작되어야 하며 공진기의 높은 양호도(Quality Factor)를 이용하여 자기 유도 방식에 비해 송신거리 측면에서 유리하지만 높은 양호도를 확보하기 위해 각 코일의 크기가 자기 유도 방식에 비해 크게 제작되어야 한다는 단점이 있다.

마지막으로, 전자기파 방식은 안테나의 방사현상을 이용하여 에너지를 송신하는 방식이다. 전자기파 방식은 송신단에서 송신한 무선 주파수의 전자기파를 수신단에서 수신하고 수신된 전자기파를 직류 전류로 변환함으로써 송신단의 에너지가 수신단으로 송신되는 방식이다. 전자기파 방식은 수 km의 원거리에서도 전력 송수신을 할 수 있다는 장점을 갖지만 전력 변환 효율이 낮고 높은 전력을 송신하는 경우에는 인체에 미칠 전자기파의 유해성을 고려하여 전파 강도에 대한 제한 규약을 갖고 있어 주로 인공위성에서 태양 전지로 전기를 발생 저장한 후 마이크로파를 이용해 무인도나 사람의 인체 유해성이 없는 곳에서 전기를 수집하여 전기 에너지를 공급하려는 대형 및 대전력 에너지 공급 시스템 사업에 관련된 것이 대부분이었다.

근래에는 휴대폰이나 멀티미디어 플레이어, 노트북 등 많은 휴대기기들과 유비쿼터스 센서 네트워크의 각종 센서 기기, 홈 네트워크의 각종 클라이언트 기기들이 전력 공급선 없이 이동성 및 편리성을 강조한 휴대용으로 사용될 필요성이 크게 대두됨에 따라 전자기파 방식을 이용한 무선 전력 송신 시스템의 소형화가 이루어지고 있다.

그러나, 전자기파 방식을 이용한 무선 전력 송신 시스템은 송신단이 동일한 전력을 송신하여도 수신단의 공간 상의 위치에 따라 수신단의 수신 전력이 크게 차이가 날 수 있다. 그러므로, 무선 전력 송신 효율을 증대시키기 위하여 송신단이 무선 주파수의 위상을 제어함으로써 수신단이 위치하는 공간 상의 무선 전력 송신 효율을 극대화시키는 알고리즘이 필요하다.

본 발명에 따른 무선 전력 송신 장치 및 이의 동작 방법은 직전에 선택된 위상 그룹에 따른 직전의 수신 신호 강도와 사전 설정된 기준 수신 신호 강도를 비교하고, 비교 결과 및 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 상기 위상 그룹들 중에서 하나의 위상 그룹을 현재의 위상 그룹으로 선택하고, RF(Radio Frequency) 전력을 각각 수신하는 다수의 위상 조절기들이 현재의 위상 그룹에 포함된 송신 위상들 중 대응하는 송신 위상에 기초하여 상기 RF 전력의 위상을 조절하며, 다수의 위상 조절기들 각각으로부터 상기 위상이 조절된 RF 전력을 수신하는 다수의 안테나들이 상기 위상이 조절된 RF 전력을 무선 전력 수신 장치에 송신함으로써, 무신 전력 수신 장치가 위치하는 공간 상의 무선 전력 송신 효율을 극대화하고자 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치는 사전 구획된 다수의 공간들 각각에 대응하는 위상 그룹들 및 링크 연결 횟수들을 저장하고 있는 정보 저장부, 직전에 선택된 위상 그룹에 따른 직전의 수신 신호 강도와 사전 설정된 기준 수신 신호 강도를 비교하고, 비교 결과 및 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 상기 위상 그룹들 중에서 하나의 위상 그룹을 현재의 위상 그룹으로 선택하는 위상 선택부, RF(Radio Frequency) 전력 생성부에서 생성된 RF 전력을 각각 수신하는 다수의 위상 조절기들을 포함하고, 상기 다수의 위상 조절기들 각각이 현재의 위상 그룹에 포함된 송신 위상들 중 대응하는 송신 위상에 기초하여 상기 RF 전력의 위상을 조절하도록 제어하는 위상 조절부, 다수의 위상 조절기들 각각으로부터 상기 위상이 조절된 RF 전력을 수신하는 다수의 안테나들을 포함하고, 상기 다수의 안테나들이 상기 위상이 조절된 RF 전력을 무선 전력 수신 장치에 송신하도록 제어하는 무선 전력 송신부 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 현재의 위상 그룹에 기초하여 상기 위상이 조절된 RF 전력의 현재의 수신 신호 강도를 수신하는 신호 강도 수신부를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법은 사전 구획된 다수의 공간들 각각에 대응하는 위상 그룹들 및 링크 연결 횟수들을 저장하고 있는 정보 저장부를 유지하는 단계, 직전에 선택된 위상 그룹에 따른 직전의 수신 신호 강도와 사전 설정된 기준 수신 신호 강도를 비교하고, 비교 결과 및 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 상기 위상 그룹들 중에서 하나의 위상 그룹을 현재의 위상 그룹으로 선택하는 단계, RF(Radio Frequency) 전력 생성부에서 생성된 RF 전력을 각각 수신하는 다수의 위상 조절기들 각각이 현재의 위상 그룹에 포함된 송신 위상들 중 대응하는 송신 위상에 기초하여 상기 RF 전력의 위상을 조절하도록 제어하는 단계, 다수의 위상 조절기들 각각으로부터 상기 위상이 조절된 RF 전력을 수신하는 다수의 안테나들이 상기 위상이 조절된 RF 전력을 무선 전력 수신 장치에 송신하도록 제어하는 단계 및 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 현재의 위상 그룹에 기초하여 상기 위상이 조절된 RF 전력의 현재의 수신 신호 강도를 수신하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치를 포함하는 무선 전력 송신 시스템의 구조를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 공간 분할을 예시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치 위상 조절부 및 무선 전력 송신부의 구조를 상세하게 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법을 도시한 순서도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 이러한 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였으며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서 상에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)를 포함하는 무선 전력 송신 시스템(10)의 구조를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신 시스템(10)은 무선 전력 송신 장치(100) 및 무선 전력 수신 장치(200)를 포함한다.

먼저, 무선 전력 송신 장치(100)는 정보 저장부(110), 위상 선택부(120), RF(RADIO FREQUENCY) 전력 생성부(130), 위상 조절부(140), 무선 전력 송신부(150) 및 수신 신호 강도 수신부(160)를 포함한다.

정보 저장부(110)는 사전 구획된 다수의 공간들 각각에 대응하는 위상 그룹들 및 링크 연결 횟수들을 저장한다. 여기에서, 위상 그룹은 위상 조절부(140)에 포함된 위상 조절기들의 개수와 동일한 다수의 위상들을 포함한다. 또한, 위상 그룹은 무선 전력 송신 장치(100)가 사전 결정된 출력으로 무선 전력을 송신할 때 무선 전력 수신 장치(200)가 사전 구획된 다수의 공간들 중 위상 그룹에 대응하는 공간에서 최대의 무선 전력을 수신하게 하는 무선 전력의 위상이다. 링크 연결 횟수들은 무선 전력 송신 장치(100)가 사전 결정된 출력 및 링크 연결 횟수들에 대응하는 위상 그룹으로 무선 전력을 송신하였을 때 무선 전력 수신 장치(200)가 사전 결정된 제1 수신 신호 강도 이상의 무선 전력을 수신한 횟수이다.

도 2에 예시된 바와 같이, 무선 전력 송신 장치(100)의 무선 전력이 수신되는 공간(111)은 다수의 공간들(11 내지 44)로 사전 구획되어 있으며, 정보 저장부(110)는 사전 구획된 다수의 공간들(11 내지 44) 각각에 대응하는 위상 그룹들과 링크 연결 횟수들을 저장할 수 있다.

공간 정보	위상 그룹	링크 연결 횟수
공간 1	위상 그룹 1	98
공간 2	위상 그룹 2	40
공간 3	위상 그룹 3	31
공간 4	위상 그룹 4	62
공간 5	위상 그룹 5	60
공간 6	위상 그룹 6	78
공간 7	위상 그룹 7	51
공간 8	위상 그룹 8	21
공간 9	위상 그룹 9	23
공간 10	위상 그룹 10	39
공간 11	위상 그룹 11	65
공간 12	위상 그룹 12	45
공간 13	위상 그룹 13	63
공간 14	위상 그룹 14	15
공간 15	위상 그룹 15	9
공간 16	위상 그룹 16	7

표 1을 참조하면, 정보 저장부(110)에는 공간 1(11)의 위상 그룹이 위상 그룹 1이고 링크 연결 횟수가 98회이며, 공간 2(12)의 위상 그룹이 위상 그룹 2이고 링크 연결 횟수가 40회인 데이터가 저장되어 있음을 알 수 있다. 마찬가지로, 공간 3 내지 16(13 내지 44)의 위상 그룹은 위상 그룹 3 내지 위상 그룹 16에 각각 대응하고, 링크 연결 횟수는 31, 62, 60, 78, 51, 21, 23, 39, 65, 45, 63, 15, 9 및 7회에 각각 대응함을 알 수 있다. 여기에서, 도 3에 예시된 바와 같이, 위상 조절부(140)에 포함된 위상 조절기들(141 내지 149)의 개수가 9개인 경우, 위상 그룹들 각각에 포함된 위상들은 9개일 수 있다. 예를 들어, 위상 그룹 1에 포함된 위상은 9개일 수 있으며, 위상 그룹 1에 포함된 9개의 위상들은 0, 10, 20, 3, 13, 23, 6, 16 및 26도(°)일 수 있다.

위상 선택부(120)는 상기 링크 연결 횟수들 및 수신 신호 강도에 기초하여 상기 위상 그룹들 중에서 위상 그룹을 선택할 수 있다. 위상 선택부(120)이 위상 그룹을 선택하는 방법은 아래에서 상술한다.

RF 전력 생성부(130)는 RF 전력을 생성한 후 위상 조절부(140)의 다수의 위상 조절기들(141 내지 149) 각각에 전달한다.

위상 조절부(140)는, 도 3에 예시된 바와 같이, RF 전력 생성부(130)에서 생성된 사전 결정된 주파수의 RF 전력을 각각 수신하는 다수의 위상 조절기들(141 내지 149)을 포함하고, 다수 개의 위상 조절기들(141 내지 149)이 RF 전력 생성부(130)로부터 전달되는 사전 결정된 주파수의 RF 전력의 위상을 선택된 위상 그룹에 포함된 다수의 위상들 중 대응하는 송신 위상에 기초하여 조절한 후 무선 전력 송신부(150)에 전달하도록 제어한다.

예를 들어, 위상 그룹 1이 위상 그룹으로 선택된 경우, 위상 조절부(140)는 다수의 위상 조절기들(141 내지 149) 각각이 위상 그룹 1에 포함된 9개의 위상들(즉, 0, 10, 20, 3, 13, 23, 6, 16 및 26도(°))에 각각 상응하도록 사전 결정된 주파수의 RF 전력의 위상을 조절한 후 무선 전력 송신부(150)에 전달하도록 제어한다. 이에 따라, 위상 조절기 1(141)로부터 출력되는 RF 전력은 0도(°)의 위상을 가지고, 위상 조절기 2(142)로부터 출력되는 RF 전력은 10도(°)의 위상을 가지며, 마찬가지로, 위상 조절기 3 내지 9(143 내지 149) 각각으로부터 출력되는 RF 전력은 20, 3, 13, 23, 6, 16 및 26도(°)의 위상을 가진다.

무선 전력 송신부(150)는 다수의 위상 조절기들(141 내지 149) 각각으로부터 상기 위상이 조절된 RF 전력을 수신하는 다수의 안테나들(151 내지 159)을 포함하고, 상기 다수의 안테나들(151 내지 159)이 상기 위상 그룹에 기초하여 상기 위상이 조절된 RF 전력을 무선 전력 수신 장치(200)에 송신하도록 제어한다. 구체적으로, 무선 전력 송신부(150)는 안테나 1(151)이 위상 조절기 1(141)로부터 상기 위상이 조절된 RF 전력을 수신한 후 무선 전력 수신 장치(200)에 송신하도록 제어하며, 안테나 2(152)가 위상 조절기 2(142)로부터 상기 위상이 조절된 RF 전력을 수신한 후 무선 전력 수신 장치(200)에 송신하도록 제어하며, 마찬가지로, 안테나 3 내지 9(153 내지 159) 각각이 위상 조절기 3 내지 9(143 내지 149) 각각으로부터 상기 위상이 조절된 RF 전력을 수신한 후 무선 전력 수신 장치(200)에 송신하도록 제어한다.

이후, 수신 신호 강도 수신부(160)는 무선 전력 수신 장치(200)로부터 상기 위상 그룹에 기초하여 상기 위상이 조절된 RF 전력의 수신 신호 강도를 수신한다.

다음으로, 무선 전력 수신 장치(200)는 무선 전력 수신부(210), RF-DC 변환기(220), DC-DC 변환기(230), 배터리(240), 수신 신호 강도 연산부(250) 및 수신 신호 강도 송신부(260)를 포함한다.

무선 전력 수신부(210)는 안테나로 구현되며, 무선 전력 송신부(150)로부터 송신된 상기 위상이 조절된 RF 전력을 수신한다.

RF-DC 변환기(220)는 상기 수신된 RF 전력을 직류 전력으로 변환하며, DC-DC 변환기(230)는 상기 변환된 직류 전력을 배터리(240)에 적합한 전압의 직류 전력으로 변환한 후 상기 배터리(240)에 공급한다. 이에 따라, 배터리(240)는 전력이 공급되어 충전된다.

이후, 수신 신호 강도 연산부(250)는 RF-DC 변환기(220)에서 변환된 직류 전력의 전압 레벨에 따른 수신 신호 강도를 연산하며, 수신 신호 강도 송신부(260)는 수신 신호 강도 연산부(250)에서 연산된 수신 신호 강도를 무선 전력 송신 장치(100)에 송신한다.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 동작을 설명하기로 한다.

먼저, 위상 선택부(120)는 위상 그룹들에서 링크 연결 횟수가 가장 높은 하나의 위상 그룹을 현재의 위상 그룹으로 선택 할 수 있다.

예를 들어, 표 1을 참조하면, 위상 선택부(120)는 상기 다수의 위상 그룹들 중 가장 높은 링크 연결 횟수(98회)를 가지는 위상 그룹 1을 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 수신 장치(200)가 공간 1(11)에서 최대의 RF 전력을 수신하도록 위상 그룹 1에 기초하여 위상이 조절된 RF 전력을 송신하며, 무선 전력 수신 장치(200)는 수신된 위상 그룹 1에 기초하여 위상이 조절된 RF 전력에 기초하여 수신 신호 강도를 연산한 후 무선 전력 송신 장치(100)에 송신한다.

이후 무선 전력 수신 장치(200)로부터 직전에 선택된 위상 그룹에 따른 직전의 수신 신호 강도가 수신되면, 위상 선택부(120)는 직전의 수신 신호 강도와 사전 설정된 기준 수신 신호 강도를 비교하고, 비교 결과 및 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 상기 위상 그룹들 중에서 하나의 위상 그룹을 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다.

구체적으로, 상기 위상 선택부(120)는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 이상이면 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 중심 위상 그룹으로 설정한 후 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 직전에 선택된 위상 그룹 1에 따른 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 이상이면 상기 위상 선택부(120)는 상기 직전에 선택된 위상 그룹 1을 중심 위상 그룹으로 설정한 후 상기 직전에 선택된 위상 그룹 1을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택한다. 그러나, 직전에 선택된 위상 그룹 1에 따른 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이면 상기 위상 선택부(120)는 상기 직전에 선택된 위상 그룹 1을 중심 위상 그룹으로 설정하지 아니한다.

상기 위상 선택부(120)는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이면 상기 중심 위상 그룹이 존재하는지 판단한 후 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 제외한 위상 그룹들 중에서 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 하나의 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 위상 선택부(120)는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이고 상기 중심 위상 그룹이 존재하지 않으면 상기 직전에 선택된 위상 그룹의 링크 연결 횟수 다음으로 링크 연결 횟수가 높은 하나의 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다.

예를 들어, 직전에 선택된 위상 그룹 1에 따른 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이고, 중심 위상 그룹이 존재하지 않으면 상기 위상 선택부(120)는 상기 직전에 선택된 위상 그룹 1의 링크 연결 횟수 다음으로 링크 연결 횟수가 높은 위상 그룹 6을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다. 이에 따라, 무선 전력 송신 장치(100)는 무선 전력 수신 장치(200)가 공간 6(22)에서 최대의 RF 전력을 수신하도록 위상 그룹 6에 기초하여 위상이 조절된 RF 전력을 송신하며, 무선 전력 수신 장치(200)는 수신된 위상 그룹 6에 기초하여 위상이 조절된 RF 전력에 기초하여 수신 신호 강도를 연산한 후 무선 전력 송신 장치(100)에 송신한다. 이후, 직전에 선택된 위상 그룹 6에 따른 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 이상이면 상기 위상 선택부(120)는 상기 직전에 선택된 위상 그룹 6을 중심 위상 그룹으로 설정한 후 상기 직전에 선택된 위상 그룹 6을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택한다. 그러나, 직전에 선택된 위상 그룹 6에 따른 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이면 상기 위상 선택부(120)는 상기 중심 위상 그룹이 존재하는지에 따라 상기 직전에 선택된 위상 그룹 6을 제외한 위상 그룹들 중에서 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 하나의 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다.

또한, 상기 위상 선택부(120)는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이고 상기 중심 위상 그룹이 존재하면 상기 중심 위상 그룹에 대응하는 공간의 이웃 공간들 각각에 대응하는 위상 그룹들 중 상기 중심 위상 그룹이 설정된 후 선택되지 않은 위상 그룹들에서 링크 연결 횟수가 가장 높은 하나의 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다. 여기에서, 이웃 공간은 사전 결정되어 정보 저장부(110)에 저장되어 있다. 이하에서는, 공간들(11 내지 44) 각각의 이웃 공간은 도 2를 기준으로 공간들(11 내지 44) 각각의 상 방향, 하 방향, 좌 방향, 우 방향 및 대각선 방향들에 위치하는 공간들인 것으로 가정한다. 예를 들어, 공간 6(22)의 이웃 공간들은 공간 1(11), 공간 2(12), 공간 3(13), 공간 5(21), 공간 7(23), 공간 9(31), 공간 10(32) 및 공간 11(33)인 것으로 가정한다.

예를 들어, 직전에 선택된 위상 그룹 6에 따른 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이고, 상기 위상 그룹 6이 중심 위상 그룹이면, 상기 위상 선택부(120)는 상기 중심 위상 그룹(즉, 위상 그룹 6)에 대응하는 공간 6(22)의 이웃 공간들에 각각 대응하는 위상 그룹들(즉, 위상 그룹 1, 위상 그룹 2, 위상 그룹 3, 위상 그룹 5, 위상 그룹 7, 위상 그룹 9, 위상 그룹 10 및 위상 그룹 11) 중 상기 중심 위상 그룹이 설정된 후 선택되지 않은 위상 그룹들에서 링크 연결 횟수가 가장 높은 위상 그룹 11을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다. 이후, 직전에 선택된 위상 그룹 11에 따른 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이면, 상기 위상 선택부(120)는 공간 6(22)의 이웃 공간들 각각에 대응하는 위상 그룹들 중 상기 중심 위상 그룹이 설정된 후 선택되지 않은 위상 그룹들에서 링크 연결 횟수가 가장 높은 위상 그룹 5를 상기 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다. 직전에 선택된 위상 그룹 11에 따른 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 이상이면, 상기 위상 선택부(120)는 상기 직전에 선택된 위상 그룹 11을 중심 위상 그룹으로 설정한 후 상기 직전에 선택된 위상 그룹 11을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)는 직전에 선택된 위상 그룹에 따른 직전의 수신 신호 강도와 사전 설정된 기준 수신 신호 강도를 비교하고, 비교 결과 및 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 상기 위상 그룹들 중에서 하나의 위상 그룹을 현재의 위상 그룹으로 선택하고, RF(Radio Frequency) 전력을 각각 수신하는 다수의 위상 조절기들(141 내지 149)이 현재의 위상 그룹에 포함된 송신 위상들 중 대응하는 송신 위상에 기초하여 상기 RF 전력의 위상을 조절하며, 다수의 위상 조절기들(141 내지 149) 각각으로부터 상기 위상이 조절된 RF 전력을 수신하는 다수의 안테나들(151 내지 159)이 상기 위상이 조절된 RF 전력을 무선 전력 수신 장치에 송신함으로써, 무신 전력 수신 장치(200)가 위치하는 공간 상의 무선 전력 송신 효율을 극대화할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)는 정보 갱신부(170)를 더 포함할 수 있다.

정보 갱신부(170)는 상기 위상 선택부(120)가 상기 직전에 선택된 위상 그룹에 따른 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 이상인 것으로 판정하면, 상기 직전에 선택된 위상 그룹에 대응하는 링크 연결 횟수를 1 증가시킨다. 이에 따라, 정보 저장부(110)에는 링크 연결 횟수가 갱신될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)는 링크 연결 횟수를 갱신함으로써 링크 연결이 원활한 공간에 상응하는 위상 그룹을 이용하여 RF 전력을 송신함으로써 무신 전력 수신 장치(200)가 위치하는 공간 상에 RF 전력을 보다 빠르게 송신할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)의 상기 위상 선택부(120)는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 보류 수신 신호 강도 이하이면 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 직전에 선택된 위상 그룹 1에 따른 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 보류 수신 신호 강도 이하이면 상기 위상 선택부(120)는 상기 직전에 선택된 위상 그룹 1을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택한다. 여기에서, 상기 사전 설정된 보류 수신 신호 강도는 상기 사전 설정된 기준 수신 강도보다 낮을 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치(100)는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 보류 수신 신호 강도보다 낮은 경우, 무선 전력 송신 장치(100)와 무선 전력 수신 장치(200) 간에 이동 장애물이 있는 것으로 판단하여, 한번 더 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 이용하여 RF 전력을 송신하여 직전에 선택된 위상 그룹과 다른 위상 그룹들에 따른 RF 전력을 송신하는 것을 방지할 수 있다.

도 4를 참조하면, 단계(S410)에서는 사전 구획된 다수의 공간들 각각에 대응하는 위상 그룹들 및 링크 연결 횟수들을 저장하고 있는 정보 저장부를 유지한다.

단계(S420)에서는 직전에 선택된 위상 그룹에 따른 직전의 수신 신호 강도와 사전 설정된 기준 수신 신호 강도를 비교하고, 비교 결과 및 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 상기 위상 그룹들 중에서 하나의 위상 그룹을 현재의 위상 그룹으로 선택한다.

또한, 단계(S420)에서는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 이상이면 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 중심 위상 그룹으로 설정한 후 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다.

또한, 단계(S420)에서는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이면 상기 중심 위상 그룹이 존재하는지 판단한 후 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 제외한 위상 그룹들 중에서 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 하나의 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다.

또한, 단계(S420)에서는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이고 상기 중심 위상 그룹이 존재하면 상기 중심 위상 그룹에 대응하는 공간의 이웃 공간들 각각에 대응하는 위상 그룹들 중 상기 중심 위상 그룹이 설정된 후 선택되지 않은 위상 그룹들에서 링크 연결 횟수가 가장 높은 하나의 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택할 수 있다.

단계(S430)에서는 RF(Radio Frequency) 전력 생성부에서 생성된 RF 전력을 각각 수신하는 다수의 위상 조절기들 각각이 현재의 위상 그룹에 포함된 송신 위상들 중 대응하는 송신 위상에 기초하여 상기 RF 전력의 위상을 조절하도록 제어 한다.

단계(S440)에서는 다수의 위상 조절기들 각각으로부터 상기 위상이 조절된 RF 전력을 수신하는 다수의 안테나들이 상기 위상이 조절된 RF 전력을 무선 전력 수신 장치에 송신하도록 제어한다.

단계(S450)에서는 상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 현재의 위상 그룹에 기초하여 상기 위상이 조절된 RF 전력의 현재의 수신 신호 강도를 수신한다.

이상, 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법에 대해 설명하였다. 여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법은 도 1 내지 도 3를 이용하여 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작에 대한 구성과 대응될 수 있으므로, 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법은 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 송신 장치의 동작 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims

사전 구획된 다수의 공간들 각각에 대응하는 위상 그룹들 및 링크 연결 횟수들을 저장하고 있는 정보 저장부;

직전에 선택된 위상 그룹에 따른 직전의 수신 신호 강도와 사전 설정된 기준 수신 신호 강도를 비교하고, 비교 결과 및 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 상기 위상 그룹들 중에서 하나의 위상 그룹을 현재의 위상 그룹으로 선택하는 위상 선택부;

RF(Radio Frequency) 전력 생성부에서 생성된 RF 전력을 각각 수신하는 다수의 위상 조절기들을 포함하고, 상기 다수의 위상 조절기들 각각이 현재의 위상 그룹에 포함된 송신 위상들 중 대응하는 송신 위상에 기초하여 상기 RF 전력의 위상을 조절하도록 제어하는 위상 조절부;

다수의 위상 조절기들 각각으로부터 상기 위상이 조절된 RF 전력을 수신하는 다수의 안테나들을 포함하고, 상기 다수의 안테나들이 상기 위상이 조절된 RF 전력을 무선 전력 수신 장치에 송신하도록 제어하는 무선 전력 송신부; 및

상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 현재의 위상 그룹에 기초하여 상기 위상이 조절된 RF 전력의 현재의 수신 신호 강도를 수신하는 신호 강도 수신부

를 포함하는 무선 전력 송신 장치.
제1항에 있어서,

상기 위상 선택부는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 이상이면 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 중심 위상 그룹으로 설정한 후 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택하는

무선 전력 송신 장치.
제2항에 있어서,

상기 위상 선택부는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이면 상기 중심 위상 그룹이 존재하는지 판단한 후 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 제외한 위상 그룹들 중에서 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 하나의 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택하는

무선 전력 송신 장치.
제3항에 있어서,

상기 위상 선택부는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이고 상기 중심 위상 그룹이 존재하지 않으면 상기 직전에 선택된 위상 그룹의 링크 연결 횟수 다음으로 링크 연결 횟수가 높은 하나의 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택하는

무선 전력 송신 장치.
제4항에 있어서,

상기 위상 선택부는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이고 상기 중심 위상 그룹이 존재하면 상기 중심 위상 그룹에 대응하는 공간의 이웃 공간들 각각에 대응하는 위상 그룹들 중 상기 중심 위상 그룹이 설정된 후 선택되지 않은 위상 그룹들에서 링크 연결 횟수가 가장 높은 하나의 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택하는

무선 전력 송신 장치.
사전 구획된 다수의 공간들 각각에 대응하는 위상 그룹들 및 링크 연결 횟수들을 저장하고 있는 정보 저장부를 유지하는 단계;

직전에 선택된 위상 그룹에 따른 직전의 수신 신호 강도와 사전 설정된 기준 수신 신호 강도를 비교하고, 비교 결과 및 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 상기 위상 그룹들 중에서 하나의 위상 그룹을 현재의 위상 그룹으로 선택하는 단계;

RF(Radio Frequency) 전력 생성부에서 생성된 RF 전력을 각각 수신하는 다수의 위상 조절기들 각각이 현재의 위상 그룹에 포함된 송신 위상들 중 대응하는 송신 위상에 기초하여 상기 RF 전력의 위상을 조절하도록 제어하는 단계;

다수의 위상 조절기들 각각으로부터 상기 위상이 조절된 RF 전력을 수신하는 다수의 안테나들이 상기 위상이 조절된 RF 전력을 무선 전력 수신 장치에 송신하도록 제어하는 단계; 및

상기 무선 전력 수신 장치로부터 상기 현재의 위상 그룹에 기초하여 상기 위상이 조절된 RF 전력의 현재의 수신 신호 강도를 수신하는 단계

를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법.
제6항에 있어서,

상기 현재의 위상 그룹 선택 단계는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 이상이면 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 중심 위상 그룹으로 설정한 후 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택하는

무선 전력 송신 장치의 동작 방법.
제7항에 있어서,

상기 현재의 위상 그룹 선택 단계는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이면 상기 중심 위상 그룹이 존재하는지 판단한 후 상기 직전에 선택된 위상 그룹을 제외한 위상 그룹들 중에서 상기 링크 연결 횟수들에 기초하여 하나의 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택하는

무선 전력 송신 장치의 동작 방법.
제8항에 있어서,

상기 현재의 위상 그룹 선택 단계는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이고 상기 중심 위상 그룹이 존재하지 않으면 상기 직전에 선택된 위상 그룹의 링크 연결 횟수 다음으로 링크 연결 횟수가 높은 하나의 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택하는

무선 전력 송신 장치의 동작 방법.
제9항에 있어서,

상기 현재의 위상 그룹 선택 단계는 상기 직전의 수신 신호 강도가 상기 사전 설정된 기준 수신 신호 강도 미만이고 상기 중심 위상 그룹이 존재하면 상기 중심 위상 그룹에 대응하는 공간의 이웃 공간들 각각에 대응하는 위상 그룹들 중 상기 중심 위상 그룹이 설정된 후 선택되지 않은 위상 그룹들에서 링크 연결 횟수가 가장 높은 하나의 위상 그룹을 상기 현재의 위상 그룹으로 선택하는

를 포함하는 무선 전력 송신 장치의 동작 방법.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터로 하여금 수행하도록 하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.