射频传能装置、射频猎能装置及其射频传能方法与流程

文档序号:15022181发布日期:2018-07-25 01:11阅读:140来源:国知局

本公开是有关一种具极化追踪的射频传能装置、射频猎能装置及其射频传能方法,特别涉及一种应用追踪二次谐波反射的射频传能装置、射频猎能装置及其射频传能方法。



背景技术:

由于物联网(Internet of Things,IOT)的议题越来受重视,相关的感测器充电问也的议题越来越重要。相对而言,感测器所需的数量相较下又是物联网主体核心电路(数据处理中心)的倍数,所以极具商机。部分感测器在电路的功能简单而单纯(例如:只负责将周遭环境的单项特殊讯息-如温度或某物理量-传回数据处理中心),所以此类感测器的功耗基本上是可以非常小(从数微瓦起甚至小至数十奈瓦)。在这个思维上,从周遭环境取得感测器自己工作时所需的电能的猎能电子的概念将变成未来的主流。现有技术中,从热电转换、压电转换到磁波能量转换皆是讨论的主流技术。其中射频传能更是突破长距离能量传递的主流技术,可以节省感测器更换电池的人力成本。

传统应用电磁波能量转换的技术,多在开发可以猎取环境周遭现有无线广播(Radio)或无线基地台(Wifi Stations)的电磁波猎能器(Energy Harvesters)电路。然而,在能量传能器和猎能器间,两者天线的极化问题是一个挑战。基于应用上需求,为了讲究轻薄短小,大部分的感测器所使用的天线种类及数量经常受到限制。例如,在能量接收端的猎能器往往是采用制作于印刷电路板(PCB)上的平面型天线,然受限于电路简单化、低耗量及整合后体积小等需求,往往只有单一极化天线的设计选择。此外,就具能量传能器和猎能器的无线传能系统而言,往往传能器的摆置方位多会是固定的;但就猎能器本体而言,不管是固定或者可移动性,其相对于能量传能器而言,摆放的角度就可能使猎能器的天线极化方向无法与传能器的天线极化方向恰好相同,以致于猎能器的能量接受效能打折扣。虽然在猎能器端使用圆形极化天线或者是多根不同向天线可改善接收效率问题,但这样的解决方案需要较大天线占用面积。另一方面单就在能量传能器端使用圆形极化天线而接收端不使用圆形极化天线,往往猎能器只能接受到时大时小的无线传能能量。

因此,如何设计出一种具极化追踪的射频传能装置、具定位与极化追踪的射频传能装置、射频猎能装置及其射频传能方法有其重要性。在能量接收端增强反射谐波强度以利于正确定位能量接收端所在位置后,能量传能器便启动天线极化自动追踪的功能,以提高射频无线传能系统的整体转换效率,乃为本公开人所欲克服并加以解决的一大课题。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明是提供一种具极化追踪的射频传能装置,以克服现有技术的问题。因此,本发明具极化追踪的射频传能装置,应用于一射频猎能装置,具极化追踪的射频传能装置包括一功率雷达发射模块,以及一雷达控制模块。功率雷达发射模块接收一功率信号源,且通过一极化天线发射一电磁波源。雷达控制模块电性连接至功率雷达发射模块,并接收一反射波源。其中,反射波源的频率与电磁波源的频率不同;射频猎能装置接收电磁波源后,产生并发射反射波源;雷达控制模块接收反射波源后,判定射频猎能装置的反射波源的极化角度,并调整功率雷达发射模块极化天线的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度符合一预定角度,以达最佳接收能量大小。

于一实施例中,其中反射波源为电磁波源的二次谐波。

于一实施例中,其中功率雷达发射模块包括一功率分配单元、一第一调整单元、一极化天线:功率分配单元接收功率信号源。第一调整单元电性连接功率分配单元及雷达控制模块。极化天线电性连接至第一调整单元。其中,功率分配单元分配功率信号源至第一调整单元;雷达控制模块接收反射波源后,输出一第一调整信号至第一调整单元;第一调整单元接收第一调整信号后,调整功率信号源为一第一信号至极化天线,以改变极化天线的极化角度。

于一实施例中,其中第一调整单元包括一第一调整路径与一第二调整路径,第一调整路径与第二调整路径依据第一调整信号调整功率信号源的振幅为第一信号;或依据第一调整信号调整功率信号源的振幅后,再切换相位为第一信号。

于一实施例中,其中极化天线包括一垂直极化天线,以及一水平极化天线。垂直极化天线电性连接第一调整路径,而水平极化天线电性连接第二调整路径。其中,第一信号的一第一调整电压改变垂直极化天线的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整垂直极化天线的极化角度;第一信号的一第二调整电压改变水平极化天线的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整水平极化天线的极化角度。

于一实施例中,其中雷达控制模块包括一接收天线、一功率检测单元,以及一第一控制单元。接收天线接收反射波源,而功率检测单元电性连接接收天线。第一控制单元电性连接功率检测单元与第一调整单元之间。其中,功率检测单元判定反射波源的功率后,输出一第一控制信号至第一控制单元,第一控制单元依据第一控制信号调整第一调整单元。

于一实施例中,其中功率检测单元还包括一参数储存单元,其中参数储存单元储存射频猎能装置输出最大功率时,极化天线的一设定参数。

于一实施例中,其中设定参数至少包含预定角度的控制参数,预定角度的控制参数为射频猎能装置输出最大功率的极化角度。

于一实施例中,其中射频传能装置还包括一通信单元,是电性连接雷达控制模块。其中,通信单元是提供射频传能装置与其他的射频传能装置相互通信。

为了解决上述问题,本发明是提供一种具定位与极化追踪的射频传能装置,以克服现有技术的问题。因此,本发明具定位与极化追踪的射频传能装置,是应用于一射频猎能装置,此具定位与极化追踪的射频传能装置包括一功率雷达发射模块以及一雷达控制模块。功率雷达发射模块接收一功率信号源,且通过一天线阵列发射一电磁波源。雷达控制模块电性连接至功率雷达发射模块,并接收一反射波源。其中,反射波源的频率与电磁波源的频率不同;功率雷达发射模块发射电磁波源向一空间扫瞄;射频猎能装置接收电磁波源后,产生并发射反射波源;雷达控制模块接收反射波源后,判定射频猎能装置的反射波源的位置与极化角度,并调整电磁波源的方向朝向射频猎能装置后,再调整功率雷达发射模块天线阵列的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度符合一预定角度,以达最佳接收能量大小。

于一实施例中,其中反射波源为电磁波源的二次谐波。

于一实施例中,其中功率雷达发射模块包括一功率分配单元、一第二调整单元、一第一调整单元,以及一天线阵列。功率分配单元接收功率信号源。第二调整单元电性连接功率分配单元与雷达控制模块。第一调整单元电性连接第二调整单元及雷达控制模块。天线阵列电性连接至第一调整单元。其中,功率分配单元分配功率信号源至第二调整单元;雷达控制模块接收反射波源后,输出一第二调整信号至第二调整单元,且输出一第一调整信号至第一调整单元;第二调整信号调整功率信号源相位后,输出一第二信号至第一调整单元;第一调整单元依据第一调整信号调整第二信号后,输出一第一信号至天线阵列,以改变天线阵列的方向朝向射频猎能装置,并改变天线阵列的极化角度。

于一实施例中,其中第一调整单元包括一第一调整路径与一第二调整路径,第一调整路径与第二调整路径依据第一调整信号调整第二信号的振幅为第一信号;或依据第一调整信号调整第二信号的振幅后,再切换相位为第一信号。

于一实施例中,其中天线阵列包括:至少一垂直极化天线,电性连接第一调整路径。至少一水平极化天线,电性连接第二调整路径。其中,第一信号的一第一调整电压改变至少一垂直极化天线的方向与极化角度;第一信号的一第二调整电压改变至少一水平极化天线的方向与极化角度。

于一实施例中,其中雷达控制模块包括一接收天线、一第一控制单元,以及第二控制单元。一接收天线,接收反射波源。功率检测单元电性连接接收天线。第一控制单元电性连接功率检测单元与第一调整单元之间。第二控制单元电性连接功率检测单元与第二调整单元之间。其中,功率检测单元判定反射波源的功率后,输出一第一控制信号至第一控制单元,且输出一第二控制信号至第二控制单元;第一控制单元依据第一控制信号调整第一调整单元,且第二控制单元依据第二控制信号调整第二调整单元。

于一实施例中,其中第二控制单元包括一位置判定单元以及一相位延迟控制单元。位置判定单元电性连接功率检测单元,而相位延迟控制单元电性连接位置判定单元与第二调整单元之间。其中,位置判定单元依据第二控制信号判定射频猎能装置的位置,并输出一位置信息至相位延迟控制单元;相位延迟控制单元依据位置信息调整第二调整信号。

于一实施例中,其中功率检测单元还包括一参数储存单元,其中参数储存单元储存射频猎能装置输出最大功率时,天线阵列的一设定参数。

于一实施例中,其中设定参数至少包含天线阵列的方向与预定角度的控制参数,预定角度的控制参数为射频猎能装置输出最大功率的极化角度。

于一实施例中,其中射频传能装置还包括:一通信单元,是电性连接雷达控制模块。其中,通信单元是提供射频传能装置与其他的射频传能装置相互通信。

为了解决上述问题,本发明是提供一种具极化追踪的射频传能装置,以克服现有技术的问题。因此,本发明的射频猎能装置,是应用于一具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置,其中射频猎能装置包括一波源收发模块、一功率模块以及一共振单元。波源收发模块接收一电磁波源,并发射一反射波源。功率模块电性连接波源收发模块。共振单元电性连接波源收发模块。波源收发模块接收电磁波源后,输出一交流源至功率模块,且产生一反射信号至共振单元;共振单元增强反射信号的信号强度为反射波源,并输出反射波源至波源收发模块;波源收发模块接收反射波源后,发射反射波源至具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置,以调整具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度符合一预定角度。

于第一实施例中,其中波源收发模块包括一收发天线、一循环器单元,以及一匹配单元。收发天线接收电磁波源并发射反射波源。循环器单元电性连接收发天线与共振单元之间。匹配单元电性连接循环器单元与共振单元之间。其中,收发天线接收电磁波源时,电磁波源通过循环器单元输出至匹配单元;匹配单元接收到电磁波源后,输出交流源至功率模块,且输出反射信号至共振单元;当共振单元增强反射信号的信号强度为反射波源时,经由循环器单元输出至波源收发模块,并通过波源收发模块将谐波辐射出去形成反射波源。

于第一实施例中,其中反射波源为电磁波源的二次谐波。

于第一实施例中,其中射频猎能装置还包括:一开关单元,电性连接匹配单元与共振单元之间。一储能单元,电性连接功率模块与开关单元。其中,当匹配单元接收电磁波源时,开关单元导通且匹配单元输出反射信号至共振单元,且功率模块输出一直流源对储能单元充电,并于储能单元产生偏压逐渐关闭开关单元,以逐渐关闭共振单元与匹配单元之间的电性连接;且当具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度符合预定角度后,储能单元充电至关闭开关单元,以关闭共振单元与匹配单元之间的电性连接。

于第一实施例中,其中功率模块包括一整流单元以及一处理单元。整流单元电性连接匹配单元与储能单元之间,而处理单元则电性连接整流单元。其中,当整流单元接收交流源时,转换交流源为一直流源,并对储能单元充电;且当具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度符合预定角度后,整流单元供应直流源至处理单元。

为了解决上述问题,本发明是提供一种具极化追踪的射频传能装置,以克服现有技术的问题。因此,本发明的射频猎能装置,是应用于一具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置,其中,射频猎能装置包括一波源收发模块、一功率模块以及一共振单元。波源收发模块接收一电磁波源,并发射一反射波源。功率模块电性连接波源收发模块。共振单元电性连接波源收发模块与功率模块。其中,波源收发模块接收电磁波源后,输出一交流源至功率模块,且功率模块产生一反射信号至共振单元;共振单元增强反射信号的信号强度为反射波源,并输出反射波源至波源收发模块;波源收发模块接收反射波源后,发射反射波源至具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置,以调整具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度符合一预定角度。

于第二实施例中,其中波源收发模块包括一收发天线、一循环器单元以及一匹配单元。收发天线接收电磁波源,并发射反射波源。循环器单元电性连接收发天线与共振单元之间。匹配单元电性连接循环器单元。其中,收发天线接收电磁波源时,电磁波源通过循环器单元输出至匹配单元;匹配单元接收到电磁波源后,输出交流源至功率模块,且功率模块输出反射信号至共振单元;当共振单元增强反射信号的信号强度为反射波源时,经由循环器单元输出至波源收发模块,并通过波源收发模块将谐波辐射出去形成反射波源。

于第二实施例中,其中反射波源为电磁波源的二次谐波。

于第二实施例中,其中射频猎能装置还包括一开关单元以及一储能单元。开关单元电性连接功率模块与共振单元之间,且接收一参考电压。储能单元电性连接功率模块。其中,当匹配单元接收电磁波源时,开关单元导通且功率模块输出反射信号至共振单元,且功率模块输出直流源对储能单元充电,并参考电压逐渐关闭共振单元与功率模块之间的电性连接;且当具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度符合预定角度后,参考电压关闭开关单元,以关闭共振单元与功率模块之间的电性连接。

于第二实施例中,其中功率模块包括一整流单元以及一处理单元。整流单元电性连接匹配单元、开关单元及储能单元之间。处理单元电性连接整流单元。其中,当整流单元接收交流源时,转换交流源为一直流源,并输出反射信号至共振单元,且输出直流源对储能单元充电;且当具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度符合预定角度后,开关单元关闭共振单元与整流单元之间的电性连接,整流单元供应直流源至处理单元。

为了解决上述问题,本发明是提供一种具极化追踪的射频传能方法,以克服现有技术的问题。因此,本发明的具极化追踪的射频传能方法包含下列步骤:(a)发射一电磁波源;(b)接收一射频猎能装置所发射的一反射波源,其中电磁波源的频率与反射波源的频率不同;(c)调整发射电磁波源的一极化天线的极化角度;以及(d)判定极化天线的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度是否符合一预定角度。其中,若极化天线的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度符合预定角度时,纪录符合预定角度的一设定参数,以提供极化天线正确的极化方向。

于一实施例中,其中若极化天线的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度不在预定角度内时,返回步骤(c)。

于一实施例中,其中反射波源为电磁波源的二次谐波。

于一实施例中,其中极化天线包括一垂直极化天线与一水平极化天线,步骤(c)还包括下列子步骤:(c1)调整一第一调整电压,以改变垂直极化天线的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整垂直极化天线的极化角度。(c2)调整一第二调整电压,以改变水平极化天线的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整水平极化天线的极化角度。

于一实施例中,其中设定参数至少包含预定角度的控制参数,预定角度的控制参数为射频猎能装置输出最大功率的极化角度。

为了解决上述问题,本发明是提供一种具定位与极化追踪的射频传能方法,以克服现有技术的问题。因此,本发明的具定位与极化追踪的射频传能方法包含下列步骤:(a)发射一电磁波源向一空间扫瞄;(b)接收一射频猎能装置所发射的一反射波源,其中电磁波源的频率与反射波源的频率不同;(c)调整发射电磁波源的一天线阵列的方向朝向射频猎能装置;(d)调整天线阵列的极化角度;以及(e)判定天线阵列的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度是否符合一预定角度。其中,若天线阵列的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度符合预定角度时,纪录符合预定角度的一设定参数,以提供极化天线正确的极化方向。

于一实施例中,其中若天线阵列的极化角度与射频猎能装置的反射波源的极化角度不在预定角度内时,返回步骤(d)。

于一实施例中,其中反射波源为电磁波源的二次谐波。

于一实施例中,其中天线阵列包括至少一垂直极化天线与至少一水平极化天线,步骤(d)还包括下列子步骤:(d1)调整一第一调整电压,以改变垂直极化天线的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整该些垂直极化天线的极化角度。(d2)调整一第二调整电压,以改变水平极化天线的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整该些水平极化天线的极化角度。

于一实施例中,其中设定参数至少包含天线阵列的方向与预定角度的控制参数,预定角度的控制参数为射频猎能装置输出最大功率的极化角度。

为了能更进一步了解本发明为实现预定目的所采取的技术、手段及技术效果,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,相信本发明的目的、特征与特点,当可由此得一深入且具体的了解,然而说明书附图仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1是为本发明具极化追踪的射频系统的电路方块示意图。

图2是为本发明具极化追踪的射频传能装置的电路方块示意图。

图3是为本发明具定位与极化追踪的射频传能装置的电路方块示意图。

图4是为本发明射频猎能装置第一实施例的电路方块示意图。

图5是为本发明射频猎能装置第二实施例的电路方块示意图。

图6是为本发明具极化追踪的射频传能方法流程图。

图7是为本发明具定位与极化追踪的射频传能方法流程图。

附图标记说明:

100…具极化追踪的射频系统

100’…具定位与极化追踪的射频系统

10、10’…射频传能装置

11…功率雷达发射模块

111…功率分配单元

112…第一调整单元

112A…第一调整路径

R11…第一振幅调整单元

R12…第一相位切换单元

112B…第二调整路径

R21…第二振幅调整单元

R22…第二相位切换单元

113…极化天线

113’…天线阵列

114…第二调整单元

114A…开关组

114B…相位延迟单元

AV…垂直极化天线

AH…水平极化天线

12…雷达控制模块

121…接收天线

122…功率检测单元

122A…参数储存单元

123…第一控制单元

124…第二控制单元

124A…位置判定单元

124B…相位延迟控制单元

13…通信单元

20…射频猎能装置

21…波源收发模块

211…收发天线

212…循环器单元

213…匹配单元

22…功率模块

222…第二整流单元

223…处理单元

23…共振单元

24…开关模块

242…开关单元

244…储能单元

A…第一端

B…第二端

C…第三端

Vin…功率信号源

Vac…交流源

Vdc…直流源

Vref…参考电压

F…电磁波源

2F…反射波源

θp…预定角度

θh…射频猎能装置的极化角度

θr…功率雷达发射模块的极化角度、极化天线的极化角度

θrv…垂直极化天线的极化角度

θrh…水平极化天线的极化角度

S1…第一信号

S2…第二信号

Va1…第一调整电压

Va2…第二调整电压

Sc1…第一控制信号

Sc2…第二控制信号

Sa1…第一调整信号

Sa2…第二调整信号

Ss…位置信号

Sr…反射信号

Ps…设定参数

(S100)~(S500)…步骤

具体实施方式

兹有关本发明的技术内容及详细说明,配合附图说明如下:

请参阅图1是为本发明具极化追踪的射频系统的电路方块示意图。具极化追踪的射频系统100包括一射频传能装置10与一射频猎能装置20。射频传能装置10包括一功率雷达发射模块11与一雷达控制模块12。功率雷达发射模块11接收一功率信号源Vin,且发射一电磁波源F。雷达控制模块12电性连接功率雷达发射模块11,且通过接收一反射波源2F调整功率雷达发射模块11。射频猎能装置20接收由功率雷达发射模块11发射电磁波源F后,产生并发射反射波源2F至雷达控制模块12。雷达控制模块12接收反射波源2F后,判定射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh,并调整功率雷达发射模块11的极化角度θr,以达最佳接收能量大小。

请参阅图2,其是为本发明具极化追踪的射频传能装置的电路方块示意图。复配合参阅图1,功率雷达发射模块11包括一功率分配单元111、一第一调整单元112以及一极化天线113。第一调整单元112电性连接功率分配单元111、极化天线113以及雷达控制模块12之间。功率分配单元111接收功率信号源Vin,且经由第一调整单元112调整后,通过极化天线113发射电磁波源F。第一调整单元112包括一第一调整路径112A与一第二调整路径112B。第一调整路径112A包含一第一振幅调整单元R11与一第一相位切换单元R12。第一振幅调整单元R11电性连接功率分配单元111与第一相位切换单元R12之间。第二调整路径112B包含一第二振幅调整单元R21与一第二相位切换单元R22。第二振幅调整单元R21电性连接功率分配单元111与第二相位切换单元R22之间。极化天线113包括一垂直极化天线AV与一水平极化天线AH,垂直极化天线AV电性连接第一相位切换单元R12,且水平极化天线AH电性连接第二相位切换单元R22。值得一提,以图2为例,极化天线113是以一根垂直摆放半波长线性天线AV与一根水平摆放半波长线性天线AH所构成的线性极化天线,但不以此为限。换言之,只要可调整极化角度的天线,皆应包含在本实施例的范畴当中。

如图2所示,并配合参阅图1。雷达控制模块12包括一接收天线121、一功率检测单元122以及一第一控制单元123。功率检测单元122电性连接接收天线121与第一控制单元123之间,且第一控制单元123电性连接第一调整单元112。接收天线接收反射波源2F后,功率检测单元122是检测反射波源2F的功率大小。功率检测单元122还包括一参数储存单元122A,参数储存单元122A是记录极化天线113调整时的一设定参数Ps,以提供极化天线113正确的极化方向。

如图2所示,并配合参阅图1。功率分配单元111接收到功率信号源Vin后,是分配功率信号源Vin至第一调整单元112。第一调整单元112调整功率信号源Vin的振幅大小为一第一信号S1;或调整功率信号源Vin的振幅后,再切换相位为一第一信号S1,并输出第一信号S1至极化天线113。其中第一信号S1是为调整极化天线113极化方向的极化调整信号,极化天线113接收到第一信号S1后,发射电磁波源F至射频猎能装置20。当射频猎能装置20接收到电磁波源F后,是发射反射波源2F。其中反射波源2F为电磁波源F的二次谐波,因此反射波源2F的频率为电磁波源F的2倍。当接收天线121接收到反射波源2F后,功率检测单元122是检测反射波源2F的功率大小,并输出一第一控制信号Sc1至第一控制单元123。此时,功率检测单元122是储存反射波源2F的功率值于参数储存单元122A。第一控制单元123接收到第一控制信号Sc1后,是得知射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh。此时,第一控制单元123是输出一第一调整信号Sa1,以调整功率信号源Vin的振幅及相位,进而调整极化天线113的极化角度θr。于本实施例中,参数储存单元122A旨在记录极化天线113调整时的一设定参数Ps,以提供极化天线113正确的极化方向。因此,于本实施例中,不限定参数储存单元122A需设置于功率检测单元122之中。例如,但不限于,参数储存单元122A可独立于功率检测单元122之外,且电性连接功率检测单元122与第一控制单元123之间。值得一提,于本实施例中,电磁波源F的频率为915MHz,且由于反射波源2F是为电磁波源F的二次谐波,因此反射波源2F的频率是为1830MHz,但不以此为限。因此,只要可达发射电磁波源F后,接收到电磁波源F的谐波的频率,皆应包含在本实施例的范畴当中。

如图2所示,并配合参阅图1。第一信号S1包含一第一调整电压Va1与一第二调整电压Va2。极化角度θr包含垂直极化天线AV的极化角度θrv,以及水平极化天线AH的极化角度θrh。功率分配单元111是分配功率信号源Vin至第一调整单元112的第一调整路径112A与第二调整路径112B。第一调整路径112A中的第一振幅调整单元R11与第一相位切换单元R12是通过第一调整信号Sa1调整功率信号源Vin的振幅,且由第一相位切换单元R12切换振幅调整后的功率信号源Vin相位,以输出第一调整电压Va1。因此,第一信号S1的第一调整电压Va1改变垂直极化天线AV的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整垂直极化天线AV的极化角度θrv。第二调整路径112B中的第二振幅调整单元R21与第二相位切换单元R22是通过第一调整信号Sa1调整功率信号源Vin的振幅,且由第二相位切换单元R22切换振幅调整后的功率信号源Vin相位,以输出第二调整电压Va2。因此,第一信号S1的第二调整电压Va2改变水平极化天线AH的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整水平极化天线AH的极化角度θrh。第一调整单元112通过变动的第一调整电压Va1改变垂直极化天线AV的极化角度θrv,且通过变动的第二调整电压Va2改变水平极化天线AH的极化角度θrh。通过改变垂直极化天线AV的极化角度θrv与改变水平极化天线AH的极化角度θrh,以调整功率雷达发射模块11的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh于一预定角度θp内。预定角度θp为调整射频传能装置10的极化角度θr至射频猎能装置20可输出最大功率的极化角度θr。进一步而言,第一振幅调整单元R11与第二振幅调整单元R12主要是调整功率信号源Vin,以改变垂直极化天线AV与水平极化天线AH的振幅大小。第一相位切换单元R12与第二相位切换单元R22主要是提供固定180度的相位。但若是功率雷达发射模块11与射频猎能装置20所设置的环境所需,第一相位切换单元R12与第二相位切换单元R22可提供180度与360度的相位切换。因此,第一调整路径112A与第二调整路径112B可依据第一调整信号Sa1调整功率信号源Vin的振幅(固定180度的相位)为第一信号S1;或依据第一调整信号Sa1调整功率信号源Vin的振幅后,再切换相位(180度或360度)为第一信号S1。例如,但不限于,极化角度θr可由0°至180°角,因此于0°至180°角中找出最大输出功率的角度既可。例如,但不限于,当水平极化天线固定在0°相位时,当垂直相位也是对应到0°时,控制两路的放大器电路信号的振幅大小可得0°到90°的极化电场向量。且当垂直相位为180°时,则可获得0°到-90°的极化电场。若当水平相位改为180°时,则可以获得90°至270°的极化电场向量。

值得一提的是,射频猎能装置20可输出最大功率的极化角度θr具有一误差值,因此预定角度θp为射频猎能装置20可输出最大功率的极化角度θr的10%以内为最佳。此外,第一调整单元112旨在调整第一信号S1的第一调整电压Va1与第二调整电压Va2的振幅以及相位的切换。因此,于本实施例中,不限定以振幅调整单元与相位切换单元实现调整振幅和相位的手段,举凡可实现调整振幅和相位的元件或装置,皆应包含在本实施例的范畴当中。再者,于本实施例中,雷达控制模块12所接收的反射波源2F旨在得知射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh。因此,于本实施例中,不限定反射波源2F需为二次谐波,举凡可得知射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh的谐波,皆应包含在本实施例的范畴当中。

复参阅图2,并配合参阅图1。射频传能装置10还包括一通信单元13,通信单元13是电性连接雷达控制模块12中的第一控制单元123,以提供射频传能装置10与外部接口或其他的射频传能装置(图未示)相互通信。例如,但不限于,提供一射频传能系统(图未示),射频传能系统包含多个射频传能装置10,每个射频传能装置10包括电性连接雷达控制模块12中第一控制单元123的通信单元13,每个射频传能装置10通过通信单元13彼此相互通信。当其中有射频传能装置10检测到射频猎能装置20时,是通过通信单元13通知其他的射频传能装置10,以避免射频传能装置10受限于视线范围(Line-of-sight)的影响,而无法有效的发射电磁波源F至射频猎能装置20。

请参阅图3,其是为本发明具定位与极化追踪的射频传能装置的电路方块示意图。复配合参阅图1~2,具定位与极化追踪的射频传能装置100’包含一射频传能装置10’,射频传能装置10’与图2的射频传能装置10差异之一为:功率雷达发射模块11还包括一第二调整单元114,第二调整单元114电性连接功率分配单元111与第一调整单元112之间,且接收并调整经功率分配单元111分配后的功率信号源Vin。此外,第一调整单元112电性连接一天线阵列113’。天线阵列113’包含多个极化天线(例如由多个极化天线113构成的极化天线阵列)。极化天线113包含一垂直极化天线AV与一水平极化天线AH。雷达控制模块12还包括一第二控制单元124,第二控制单元124电性连接功率检测单元122与第二调整单元114之间。由于天线阵列113’是由多个极化天线113所构成的极化天线阵列,因此功率雷达发射模块11可发射电磁波源F向一空间(图未示)扫瞄,以得知射频猎能装置20的位置,因此具有定位功能。当射频传能装置10’定位射频猎能装置20后,使得射频猎能装置20所在的位置有较高的能量密度,以便射频猎能装置20能撷取较大的能量。且射频传能装置10’定位射频猎能装置20的位置后,再通过调整些极化天线113的极化角度θr,以调整射频传能装置10’的极化角度θr至射频猎能装置20可输出最大功率的极化角度θr。

如图3所示,并配合参阅图1~2。第二控制单元124包括一位置判定单元124A与一相位延迟控制单元124B。位置判定单元124A电性连接功率检测单元122与相位延迟控制单元124B之间,相位延迟控制单元124B电性连接第二调整单元114。位置判定单元124A是通过反射波源2F确定射频猎能装置20的位置,相位延迟控制单元124B是控制第二调整单元114调整调经功率分配单元111分配后功率信号源Vin的相位。

复参阅图3,并配合参阅图1~2。功率分配单元111接收到功率信号源Vin后,是分配功率信号源Vin为多数功率信号至第二调整单元114。第二调整单元114调整多数功率信号的相位后,再输出一第二信号S2(包含多数经相位调整的功率信号)至第一调整单元112。其中第二信号S2是为调整天线阵列113’发射电磁波源F朝向一特定空间位置的定位信号,因此通过第二信号S2可调整并定位天线阵列113’的方向。第一调整单元112调整第二信号S2的振幅大小为一第一信号S1;或调整功率信号源Vin的振幅后,再切换相位为第一信号S1,并输出第一信号S1至天线阵列113’,天线阵列113’接收到第一信号S1后,发射电磁波源F向一空间(图未示)扫瞄。当射频猎能装置20接收到电磁波源F后,是发射反射波源2F。其中反射波源2F为电磁波源F的二次谐波,因此反射波源2F的频率为电磁波源F的2倍。

当接收天线121接收到反射波源2F后,功率检测单元122是检测反射波源2F的功率大小,并输出第一控制信号Sc1至第一控制单元123,且输出一第二控制信号Sc2至第二控制单元124。此时,功率检测单元122是储存反射波源2F的功率值于参数储存单元122A。第二控制单元124接收到第二控制信号Sc2后,是得知射频猎能装置20的位置。第二控制单元124内的位置判定单元124A通过接收功率检测单元122输出的第二控制信号Sc2,判断射频猎能装置20的位置,且确定射频猎能装置20的位置之后,再输出一位置信号Ss至相位延迟控制单元124B。相位延迟控制单元124B依据位置信号Ss输出第二调整信号Sa2至第二调整单元114,以调整经功率分配单元111分配后功率信号源Vin的相位。第二调整单元114调整经功率分配单元111分配后功率信号源Vin的相位后,输出一第二信号S2至第一调整单元112,此时第二信号S2是对应射频猎能装置20的位置。第一调整单元112调整第二信号S2为第一信号S1,并输出第一信号S1至天线阵列113’,以改变天线阵列113’发射电磁波源F的方向当天线阵列113’发射电磁波源F的方向朝向射频猎能装置20后,再次发射电磁波源F至射频猎能装置20。值得一提,第二控制单元124是以一数字式的调变控制模式控制第二调整单元114,或是当第二控制单元124改为一模拟式的调变控制模式单元时,可将第二调整单元114改为一模拟连续可调式相位调整单元,第二控制单元124是以一模拟式的调变控制模式控制。

当射频猎能装置20再次接收到电磁波源F后,是再次发射反射波源2F。当接收天线121再次接收到反射波源2F后,功率检测单元122是检测反射波源2F的功率大小,并输出第一控制信号Sc1至第一控制单元123。此时,功率检测单元122是储存反射波源2F的功率值于参数储存单元122A。第一控制单元123接收到第一控制信号Sc1后,是得知射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh。此时,第一控制单元123是输出第一调整信号Sa1至第一调整单元112。第一调整单元112依据第一调整信号Sa1调整第二信号S2的振幅或调整第二信号S2的振幅以及相位的切换后,输出第一信号S1至天线阵列113’。天线阵列113’依据第一信号S1调整些极化天线113的极化角度θr,以调整射频传能装置10’的极化角度θr至射频猎能装置20可输出最大功率的极化角度θr。值得一提,于本实施例中,第一调整单元112与图2的第一实施例差别在于,第一实施例的第一信号S1仅为调整极化天线113的振幅或振幅及相位。而本实施例的射频传能装置100’因具有定位功能,因此第一信号S1除了可调整极化天线113的振幅或振幅及相位外,还具有调整天线阵列113’的功能。

如图3所示,并配合参阅图1~2。第二调整单元114包含一开关组114A与一相位延迟单元114B,且第二调整单元114是调整经功率分配单元111分配后功率信号源Vin的相位。开关组114A是包含多个开关(图未示),且开关组114A电性连接功率分配单元111。相位延迟单元114B是包含相位角为0度至-360度的相位延迟,且电性连接开关组114A与第一调整单元112之间。第二调整单元114通过第二调整信号Sa2控制开关组114A导通或不导通,以使经功率分配单元111分配后的功率信号源Vin产生相位角为0度至-360度的相位延迟为第二信号S2。值得一提的是,天线阵列113’可为一维或二维排列(例如2x2的极化天线113所构成的天线阵列或是2x2以上的极化天线113构成的极化天线阵列),通过第二调整信号Sa2控制第二调整单元114,以产生相位角为0度、+90度或-90度的相位延迟的第二信号S2,进而使得天线阵列113’所产生的电磁波源F具有不同的方向,且电磁波源F的最佳方向是由射频猎能装置20的反射波源2F的位置所决定。此外,第二调整单元114旨在通过切换相位角为0度、+90度或-90度的相位延迟,以调整经功率分配单元111分配后功率信号源Vin的相位。因此,于本实施例中,不限定以开关组与相位延迟单元实现切换相位角的手段,举凡可实现切换相位角的元件或装置,皆应包含在本实施例的范畴当中。

复参阅图3,并配合参阅图1~2。射频传能装置10’还包括一通信单元13,通信单元13是电性连接雷达控制模块12中的第二控制单元124,以提供射频传能装置10’与外部接口或其他的射频传能装置(图未示)相互通信。例如,但不限于,提供一射频传能系统(图未示),射频传能系统包含多个射频传能装置10’,每个射频传能装置10’包括电性连接雷达控制模块12中第二控制单元124的通信单元13,每个射频传能装置10’通过通信单元13彼此相互通信。当其中有射频传能装置10’检测到射频猎能装置20时,是通过通信单元13通知其他的射频传能装置10’,以避免射频传能装置10’受限于视线范围(Line-of-sight)的影响,而无法有效的发射电磁波源F至射频猎能装置20。值得一提,通信单元13旨在与外部接口或其他的射频传能装置相互通信,因此不限定通信单元13需电性连接第二控制单元124。换言之,通信单元13可如同图2电性连接第一控制单元123或电性连接雷达控制模块12,且实现与外部接口或其他的射频传能装置相互通信即可。

请参阅图4,其是为本发明射频猎能装置第一实施例的电路方块示意图。复配合参阅图1~3,射频猎能装置20包括一波源收发模块21、一功率模块22以及一共振单元23。波源收发模块接收电磁波源F,并发射反射波源2F。功率模块22电性连接波源收发模块21,且共振单元23电性连接波源收发模块21。波源收发模块21包括一收发天线211、一循环器单元212及一匹配单元213,收发天线211接收电磁波源F,并发射反射波源2F。循环器单元212电性连接收发天线211与共振单元23之间,且匹配单元213电性连接循环器单元212与共振单元23之间。功率模块22包括一第二整流单元222与一处理单元223,第二整流单元222电性连接匹配单元213与处理单元223之间。值得一提,于本实施例中,处理单元223为感测器电路或具有个别标签的应用功能电路,但不以此为限。换言之,只要可供给后端应用装置(图未示)能量的处理单元223皆应包含在本实施例的范畴当中。此外,于本实施例中,收发天线211为一双频天线,因此可接收与发射不同频率的波源,但不以此为限。因此,只要可接收与发射不同频率波源的天线,皆应包含在本实施例的范畴当中。

循环器单元24包含一第一端A、一第二端B以及一第三端C,第一端电性连接收发天线211,第二端B电性连接匹配单元213,第三端C连接共振单元23。循环器单元24的电力或信号传输路径可为第一端A传输至第二端B、第二端B传输至第三端C或第三端C传输至第一端A。但不可由第二端B传输至第一端A、第三端C传输至第二端B或第一端A传输至第三端C。值得一提,于本实施例中,循环器单元24是为一循环器或为一能量耦合器,但不以此为限。换言之,只要可达到上述信号传输路径的循环器单元212,皆应包含在本实施例的范畴当中。

复参阅图4,并配合参阅图1~3。当收发天线211接收到电磁波源F时,电磁波源F通过循环器单元212输出至匹配单元212做阻抗匹配。匹配单元212输出一交流源Vac至第二整流单元222,且输出一反射信号Sr(二次谐波)至共振单元23。共振单元23增强反射信号Sr的信号强度为反射波源2F,并输出反射波源2F至收发天线211。收发天线211接收反射波源后2F,发射反射波源2F至具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置10,以调整具极化追踪或定位与极化追踪的射频传能装置10的极化天线113的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh符合预定角度θp。第二整流单元222接收交流源Vac,且转换交流源Vac为一直流源Vdc,并供应直流源Vdc至处理单元223。

如图4所示,并配合参阅图1~3。若射频猎能装置20未有任何大容量的电池维持电力;当射频传能装置10的极化天线113的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh符合预定角度θp时,可以关闭共振单元23,以节省射频传能装置10所消耗的电力。因此射频猎能装置还包括一开关模块24,开关模块24包括一开关单元242与一储能单元244。开关单元242电性连接匹配单元213与共振单元23之间,且储能单元244电性连接功率模块22的第二整流单元222与开关单元242。第二整流单元222将交流源Vac整流为一直流源Vdc,并对储能单元244充电。由于第二整流单元222开始输出直流源Vdc时,储能单元244尚未充电,因此储能单元244为短路,且无法供给处理单元223运作所需的电能。由于储能单元244为短路,因此开关单元242的控制端(栅极端)为低电位,此时开关单元242为导通状态。因此,当开关单元242导通时,共振单元23是增强反射信号Sr的信号强度为反射波源2F后,经由循环器单元212将反射波源2F由收发天线211发射至射频传能装置10。且由于直流源Vdc持续对储能单元244充电,因此于储能单元244上产生偏压而逐渐关闭开关单元242,以逐渐关闭共振单元23与匹配单元213之间的电性连接。值得一提,由于匹配单元213与第二整流单元222内含两倍频响应的反射信号Sr(二次谐波),且通过共振单元23增强两倍频的反射信号Sr为反射波源2F,使得射频传能装置10在检测射频猎能装置20时,有较强的灵敏度。

当射频传能装置10接收到反射波源2F,并调整极化天线113的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh于预定角度θp内之后,储能单元244已通过直流源Vdc充电至可稳定供给处理单元223运作所需的电能。且由于储能单元244已建立一电位,因此开关单元242的控制端(栅极端)为高电位,此时开关单元242为关断状态。因此通过直流源Vdc对储能单元244充电至关闭开关单元242,进而关闭共振单元23。此时,收发天线211所接收的电磁波源F经由循环器单元212、匹配单元213、第二整流单元222的路径供给处理单元223运作。通过开关模块24控制共振单元23开启或关断,可节省射频猎能装置20运作时,缩消耗的电力。值得一提,由于储能单元244建立一电位而关断开关单元242时,极化天线113的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh可能还未调整于预定角度θp内,造成射频猎能装置20未能输出最大功率。

因此,可于储能单元244与开关单元242之间,或第二整流单元222与储能单元233之间加入一延迟单元(图未示)。延迟单元(图未示)是延迟开关单元242关断的时间,以延长极化天线113调整极化角度θr的时间。以达到极化天线113的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh于预定角度θp内,进而使射频猎能装置20能够输出的最大功率。此外,于本实施例中,是以PMOS晶体管作为开关单元242,但不以此为限。换言之,只要可达开启/关断功能的开关皆应包含在本实施例的范畴当中。

请参阅图5,其是为本发明射频猎能装置第二实施例的电路方块示意图。复配合参阅图1~4,本实施例与第一实施例的差异在于,开关模块24包括开关单元242与储能单元2244,开关单元242与储能单元2244电性连接第二整流单元222。开关单元242接收一参考电压Vref,且通过一参考电压Vref控制开关单元242的开启/关断。第二整流单元222输出反射信号Sr至共振单元23,且共振单元23增强反射信号Sr为反射波源2F至循环器单元212。

复参阅图5,并配合参阅图1~4。当收发天线211接收到电磁波源F时,电磁波源F通过循环器单元212输出至匹配单元213做阻抗匹配,且匹配单元213输出一交流源Vac至第二整流单元222。第二整流单元222将交流源Vac整流为一直流源Vdc,并输出一反射信号Sr(二次谐波)至共振单元23,且供应直流源Vdc对储能单元244充电。。

如图5所示,并配合参阅图1~4。若射频猎能装置20未有任何大容量的电池维持电力;当射频传能装置10的极化天线113的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh符合预定角度θp时,可关闭共振单元23,以节省射频传能装置10所消耗的电力。因此第二整流单元222开始输出直流源Vdc时,储能单元244尚未充电,因此储能单元244为短路,且无法供给处理单元223运作所需的电能。此时,参考电压Vref无法开启/关断开关单元244或未有参考电压Vref输入至开关单元244,因此开关单元244的控制端(栅极端)为低电位,此时开关单元244为导通状态。当开关单元244导通时,共振单元23是增强反射信号Sr的信号强度为反射波源2F后,经由循环器单元212将反射波源2F由收发天线211发射至射频传能装置10。且由于直流源Vdc持续对储能单元244充电,以建立偏压而供应后端的处里单元223运作所需的电力。且于直流源Vdc持续对储能单元244充电时,参考电压Vref逐渐关闭共振单元23与功率模块22的第二整流单元222之间的电性连接。

当射频传能装置10接收到反射波源2F,并调整极化天线113的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh于预定角度θp内之后,储能单元244已通过直流源Vdc充电至可稳定供给处理单元223运作所需的电能。当储能单元244已建立一电位,且可供给处理单元223运作所需的电能时,参考电压Vref是关断开关单元242,进而关闭共振单元23。此时,收发天线211所接收的电磁波源F由循环器单元212、匹配单元213、第二整流单元222的路径供给处理单元223运作。值得一提,本实施例如同上述第一实施例,可于第二整流单元222与储能单元233之间加入一延迟单元(图未示)。延迟单元(图未示)是延迟开关单元242关断的时间,以延长极化天线113调整极化角度θr的时间。以达到极化天线113的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh于预定角度θp内,进而使射频猎能装置20能够输出的最大功率。此外,参考电压Vref旨在储能单元244充电至可稳定供给处理单元223运作所需的电能时,关闭共振单元23。因此,参考电压Vref的来源由射频猎能装置20所供给既可。例如,但不限于,参考电压Vref由处理单元223所提供。当处理单元223可稳定运作时,发送参考电压Vref,以关闭开关单元242。

请参阅图6,其是为本发明具极化追踪的射频传能方法流程图。复配合参阅图1~5,极化追踪的射频传能方法包含:首先,发射电磁波源(S100)。通过一射频传能装置10发射电磁波源F至一射频猎能装置20。然后,接收射频猎能装置所发射的反射波源(S200)。射频猎能装置20接收到电磁波源F后,是发射反射波源2F至射频传能装置10,且反射波源2F为电磁波源F的二次谐波。然后,调整极化天线的极化角度(S300)。射频传能装置10接收到反射波源2F后,是通过反射波源2F产生一第一调整信号Sa1调整射频传能装置10内的一第一信号S1,以调整射频传能装置10内的极化天线113的极化角度θr。其中第一信号S1包含一第一调整电压Va1与一第二调整电压Va2,第一调整电压Va1是改变垂直极化天线AV的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整垂直极化天线AV的极化角度θrv,第二调整电压Va2是改变水平极化天线AH的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整水平极化天线AH的极化角度θrh。值得一提,当射频传能装置10通过第一信号S1调整极化天线113的极化角度θr后,是可纪录设定参数Ps于参数储存单元122A中。设定参数Ps例如,但不限于,极化天线113调整后的极化角度θr值、所对应的射频猎能装置20所输出的功率与最大功率(dB值)、第一调整电压Va1与第二调整电压Va2的电压值、以及极化天线113调整后的阻抗值(Ω)。然后,判定极化天线与射频猎能装置的极化角度是否符合预定角度(S400)。预定角度θp为调整射频传能装置10的极化角度θr至射频猎能装置20可输出最大功率的极化角度θr,射频传能装置10是判定极化天线113的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh是否于预定角度内θp。

复参阅图6,并配合参阅图1~5。若极化天线113的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh于一预定角度θp内时,代表射频猎能装置20所输出反射波源2F的功率为最大功率。因此于参数储存单元122A记录符合预定角度θp的参数为设定参数Ps,以提供极化天线113正确的极化方向。所记录的设定参数Ps为预定角度θp的控制参数,且预定角度θp的控制参数包括目前的极化角度值θr、射频猎能装置20所输出的功率、第一调整电压Va1与第二调整电压Va2的电压值、以及极化天线113调整后的阻抗值(Ω)。若极化天线113的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh不在预定角度θp内时,返回步骤(S300),并继续调整极化天线113的极化角度θr直到求得射频猎能装置20可输出最大功率的极化角度θr止。

请参阅图7,其是为本发明具定位与极化追踪的射频传能方法流程图。复配合参阅图1~6,极化追踪的射频传能方法包含:首先,发射电磁波源向空间扫瞄(S100)。通过一射频传能装置10’发射电磁波源F向至一空间(图未示)扫瞄,以尝试得知射频猎能装置20的位置。然后,接收射频猎能装置所发射的反射波源(S200)。射频猎能装置20接收到电磁波源F后,是发射反射波源2F至射频传能装置10’。射频传能装置10’接收到反射波源2F后,是得知射频猎能装置20的位置,其中反射波源2F为电磁波源F的二次谐波。然后,调整发射电磁波源F的方向朝向射频猎能装置(S300)。射频传能装置10’是通过检测反射波源2F以产生一第二调整信号Sa2并调整射频传能装置10’内的一第二信号S2,以调整射频传能装置10’内的一天线阵列113’发射电磁波源F的方向。射频传能装置10’得知射频猎能装置20的位置后,调整天线阵列113’发射电磁波源F的方向朝向射频猎能装置20,使得射频猎能装置20所在的位置有较高的能量密度,以便射频猎能装置20能撷取较大的能量。然后,调整天线阵列的极化角度(S400)。射频传能装置10’调整天线阵列113’发射电磁波源F朝向射频猎能装置20且再次收到反射波源2F后,是通过检测反射波源2F产生一第一调整信号Sa1并调整射频传能装置10’内的一第一信号S1,以调整天线阵列113’内的多个极化天线113的极化角度θr。极化天线113是包含一垂直极化天线AV与一水平极化天线AH。其中第一信号S1包含一第一调整电压Va1与一第二调整电压Va2,第一调整电压Va1是改变垂直极化天线AV的的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整垂直极化天线AV的极化角度θrv,第二调整电压Va2是改变水平极化天线AH的的振幅大小或振幅大小及相位,进而调整水平极化天线AH的极化角度θrh。值得一提,当射频传能装置10’通过第一信号S1调整天线阵列113’的极化角度θr后,是可纪录设定参数Ps于参数储存单元122A中,以提供极化天线113正确的极化方向。设定参数Ps例如,但不限于,天线阵列113’的方向、天线阵列113’调整后的极化角度θr值、所对应的射频猎能装置20所输出的功率与最大功率(dB值)、第一调整电压Va1与第二调整电压Va2的电压值、以及天线阵列113’调整后的阻抗值(Ω)。然后,判定天线阵列与射频猎能装置的极化角度是否符合预定角度(S500)。预定角度θp为调整射频传能装置10’的极化角度θr至射频猎能装置20可输出最大功率的极化角度θr,射频传能装置10’是判定天线阵列113’的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh是否于预定角度内θp。

复参阅图7,并配合参阅图1~6。若天线阵列113’的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh于一预定角度θp内时,代表射频猎能装置20所输出反射波源2F的功率为最大功率。因此于参数储存单元122A记录符合预定角度θp的参数为设定参数Ps,以提供极化天线113正确的极化方向。所记录的设定参数Ps为预定角度θp的控制参数,且预定角度θp的控制参数包括目前的天线阵列113’的方向、极化角度值θr、射频猎能装置20所输出的功率、第一调整电压Va1与第二调整电压Va2的电压值、以及天线阵列113’调整后的阻抗值(Ω)。若天线阵列113’的极化角度θr与射频猎能装置20的反射波源2F的极化角度θh不在预定角度θp内时,返回步骤(S300),并继续调整天线阵列113’的极化角度θr直到求得射频猎能装置20可输出最大功率的极化角度θr为止。

综上所述,本发明是具有以下的优点:

1、利用共振单元提供较大反射系数的反射波源来提供射频传能装置做调控极化天线的相位,以呼应射频猎能装置幅射电磁场能量。

2、仅通过电磁波源供应后端处理单元的能量,且通过反射波源调整极化天线的角度,因此可减少辨识通信模块耗电需求。

3、通过反射波源可自动追踪天线极化方向,以改善射频无线传能技术的传能效率。

4整合天线阵列定位功能及自动追踪天线极化方向,以达射频传能装置无须搭配额外的定位系统,即可实现定位与追踪极化方向的技术效果。

5、利用一共振单元、一功率单元与双频天线整合架构,完成同时具有整流及反射倍频频率特性的射频猎能装置,因此可降低电路的复杂度以及成本。

而,以上所述,仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与附图,而本发明的特征并不局限于此,并非用以限制本发明,本发明的所有范围应以下述的权利要求为准,凡合于本发明权利要求的精神与其类似变化的实施例,皆应包括于本发明的范畴中,任何熟悉项技艺者在本发明的领域内,可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在以下本案的专利范围。

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