[發(fā)明專利]智能RF透鏡效應(yīng)：高效、動(dòng)態(tài)和移動(dòng)無線功率傳輸

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810343399.1
• 申請(qǐng)日: 2013-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN108390160B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 考希克·森古普塔;賽義德·阿里·哈吉米里
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 加州理工學(xué)院
• 主分類號(hào): H01Q21/22
• 分類號(hào): H01Q21/22;H02J50/23;H02J50/80
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;楊明釗

本申請(qǐng)涉及智能RF透鏡效應(yīng)：高效、動(dòng)態(tài)和移動(dòng)無線功率傳輸。提供了一種RF透鏡，其包括大量輻射體，該大量輻射體適于發(fā)送其相位被調(diào)制為使輻射的功率集中于小的空間容積中以便給位于該空間中的電子設(shè)備供電的射頻電磁EM波。因此，致使由輻射體發(fā)射的波在該空間中相長干涉。大量輻射體可選擇地形成于一維或二維陣列中。由輻射體輻射的電磁波具有相同的頻率但可變的振幅。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2013年11月12日，申請(qǐng)?zhí)枮?01380069301.3，發(fā)明名稱為“智能RF透鏡效應(yīng)：高效、動(dòng)態(tài)和移動(dòng)無線功率傳輸”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2012年11月9日提交的題為“智能RF透明效應(yīng)：高效、動(dòng)態(tài)和移動(dòng)無線功率傳輸(Smart RF Lensing:Efficient,Dynamic And Mobile Wireless PowerTransfer)”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/724,638根據(jù)美國法典第35條119條的權(quán)益，其內(nèi)容通過引用全部并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及無線通信，并更具體地涉及無線功率傳輸。

發(fā)明背景

用于給電子設(shè)備供電的電能主要來自有線源。傳統(tǒng)的無線功率傳輸依賴于彼此放置非常靠近的兩個(gè)線圈之間的磁感應(yīng)效應(yīng)。為了增大其效率，線圈尺寸被選擇為小于所輻射的電磁波的波長。所傳輸?shù)墓β孰S著源和充電設(shè)備之間的距離增大而劇烈地減小。

發(fā)明簡(jiǎn)述

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的RF透鏡部分地包括大量輻射體，其適于輻射電磁波以給遠(yuǎn)離RF透鏡定位的設(shè)備供電。大量輻射體中的每個(gè)以相同頻率進(jìn)行操作。由大量輻射體中的每個(gè)輻射體輻射的電磁波的相位被選擇為表示該輻射體和設(shè)備之間的距離。

在一個(gè)實(shí)施例中，大量輻射體形成于陣列中。在一個(gè)實(shí)施例中，陣列為一維陣列。在另一個(gè)實(shí)施例中，陣列為二維陣列。在一個(gè)實(shí)施例中，由輻射體輻射的電磁波的振幅為可變的。在一個(gè)實(shí)施例中，大量輻射體中的每個(gè)輻射體部分地包括可變延時(shí)元件、控制電路、放大器和天線，其中控制電路適于將由輻射體輻射的電磁波的相位或頻率鎖定到參考信號(hào)的相位或頻率。

在一個(gè)實(shí)施例中，大量輻射體形成于第一輻射體瓦(tile)中，該第一輻射體瓦適于容納其中放置有另一大量輻射體的第二輻射體瓦。在一個(gè)實(shí)施例中，RF透鏡進(jìn)一步適于追蹤設(shè)備的位置。在一個(gè)實(shí)施例中，輻射體的第一子集中的每個(gè)包括電路，以用于接收由設(shè)備發(fā)送的電磁波，從而使RF透鏡能夠根據(jù)由輻射體的第一子集所接收的電磁波的相位來確定設(shè)備的位置。

在一個(gè)實(shí)施例中，輻射體的至少第一子集中的每個(gè)包括電路，以用于接收由設(shè)備發(fā)送的電磁波，從而使RF透鏡能夠根據(jù)從設(shè)備到輻射體的第一子集中的每個(gè)輻射體的電磁波的傳播時(shí)間以及從RF透鏡發(fā)送到設(shè)備的響應(yīng)電磁波的傳播時(shí)間來確定設(shè)備的位置。在一個(gè)實(shí)施例中，RF透鏡形成于半導(dǎo)體基板中。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例給設(shè)備無線供電的方法部分地包括，從大量輻射體將具有相同頻率的大量電磁波發(fā)送到設(shè)備；根據(jù)輻射體和設(shè)備之間的距離來選擇大量輻射體中的每個(gè)輻射體的相位；以及使用由設(shè)備所接收的電磁波對(duì)設(shè)備充電。

在一個(gè)實(shí)施例中，方法進(jìn)一步部分地包括，在陣列中形成輻射體。在一個(gè)實(shí)施例中，輻射體形成于一維陣列中。在另一個(gè)實(shí)施例中，輻射體形成于二維陣列中。在一個(gè)實(shí)施例中，方法進(jìn)一步部分地包括，改變由每個(gè)輻射體所輻射的電磁波的振幅。

在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)輻射體部分地包括，可變延時(shí)元件、控制鎖定電路、放大器和天線，其中控制鎖定電路適于將由輻射體輻射的電磁波的相位或頻率鎖定到參考信號(hào)的相位或頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，輻射體形成于第一輻射體瓦中，該第一輻射體瓦適于容納其中放置有另一大量輻射體的第二輻射體瓦。