专利名称：射频(rf)电力入口的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对具有接收无线能量并将能量转换成电流的能 量采集器的移动设备供电的系统。更具体地说，本发明涉及一种当具 有接收无线能量并将能量转换成电流的能量采集器的移动设备处在 为所述移动设备的能量采集器发送无线能量的入口中时，对所述移动 设备供电的系统。
背景技术：
随着处理器能力扩大和电力需求减小，完全独立于有线或电源线 工作的设备正在爆炸性增长。这些"无绳"设备从蜂窝式电话和无线键 盘到建筑传感器和有源射频识别(RFID)标签。
这些无绳设备的工程人员和设计人员依然不得不对付主要将电 池用作关键设计参数的便携式电源的局限性。虽然处理器和便携式设 备的性能按摩尔(Moore)定律推进，每18 - 24个月提高一倍，但电 池在容量方面的技术每年只提高不多的6%。即使使用电力可知设计 和最新电池技术，许多设备也不能满足像后勤和建筑自动化那样需要 大量无绳设备的应用的终身成本和维持要求。当今需要双向通信的设 备要求每3到18个月定期维护一次，以更换或再充电设备的电源(通 常是电池)。像公用事业仪表自动阅读器那样无需接收任何信号地简 单广播它们的状态的单向设备具有通常要求10年内更换的更长电池 寿命。对于这两种设备类型，定期电源维护是昂贵的，并且对设备的目的是监视和/或控制的整个系统是破坏性的。不定期维护行程甚至更 昂贵和更具破坏性。在宏观水平上，与内部电池有关的相对高成本也 降低或减少了可以部署的设备的实用性、经济可行性或数量。
无绳设备电力问题的理想解决方案是可以收集和利用来自环境 的有效能量的设备或系统。然后，被利用的能量将直接对无绳设备供 电或扩容电源。但是，由于环境中的低能量，这种理想解决方案未必 切实可行，以及地点的局限性可能限制了使用专用能量源的能力。本
供了解决方案。美国专利第6,127,799号公开了通过天线利用电磁场来无线地供 电和再充电的方法和装置。天线可以是组合在一起以形成偶极天线元 阵列的至少两个小组的一个或多个偶极天线，其中， 一个小组的取向 相对于至少一个其它小组可以是锐角或直角。公开在美国专利第 6，127，799号中的技术受限于天线阵列的电力转换效率依赖于偶极子 数量的事实。另外，美国专利第6,127,799号^^开了由于天线和天线 阵列的尺寸，可能不适用于大多数依靠电池工作的设备的偶极天线的 使用。这个在先公开文本阐述了偶极天线用于覆盖具有不适用于某些 i更备和电池尺寸的12.5 cm宽度的电池的不止一侧。由于电池内的金 属片往往吸收RF能量，可以在该在先公开文本中使用的电池也存在 局限性。本文公开的发明不存在所述天线和电池的局限性，并可用于 任何天线和电池类型。
美国专利第5，994，871号公开了一种利用发送的微波能量对蓄电 池充电的系统，但是，它只依靠作为充电器件的现有微波炉的使用。
美国专利第5,982,139号公开了一种能够通过无线能量束将电能 发送到储电设备的用于车辆的远程充电系统。引用的专利依靠能够跟 踪一台或多台车辆的能量束，在电力发送位置可用的能量束的数量限 制了设备(车辆)的数量。本文公开的发明不存在这种局限性，并且 能够利用单束将电力发送给许多设备。
美国专利第5，411，537、5，733，313和5,769,877号描述了通过利用使用电力发送和接收线圏的电磁感应技术将电力提供给可植入生物 医学设备的系统。这些专利中的设备受限于它们只能在感应或近场区 中接收电力的事实。另外，植入设备具有专用发送器以便将电力只供 应给单个植入设备。
发明内容
本发明涉及一种对具有接收无线能量并将能量转换成电流的能 量采集器的移动设备供电的系统。该系统包含第一入口，当设备处在 所述第一入口中时，为移动设备的能量采集器发送无线能量，以便接 收并将其转换成电流。该系统包含与第一入口分开的第二入口，在第 一入口与第二入口之间存在一个间隙，在设备经过所述第 一入口和所 述间隙并处在第二入口中之后，在所述第二入口中，为移动设备的能 量采集器发送无线能量，以便接收并将其转换成电流。
本发明涉及对具有接收无线能量并将能量转换成电流的能量采 集器的移动设备供电的方法。该方法包含将设备移动到第一入口中的 步骤，当设备处在第一入口中时，为移动设备的能量釆集器发送无线 能量，以便接收并将其转换成电流。存在当设备处在第一入口中时， 由移动设备的能量采集器将在第一入口中发送的无线能量转换成电 流的步骤。存在通过第一入口与第二入口之间的间隙，将设备从第一 入口移动到与第一入口分开的第二入口的步骤，当设备处在第二入口 中时，为移动设备的能量采集器发送无线能量，以便接收并将其转换 成电流。存在当设备处在第二入口中时，由移动设备的能量采集器将 在第二入口中发送的无线能量转换成电流的步骤。
本发明涉及一种对具有接收无线能量并将能量转换成电流的能 量采集器的移动设备供电的方法。该方法包含将设备移动到一个入口 的步骤，当设备处在所述入口中时，为移动设备的能量采集器发送无 线能量，以便接收并将其转换成电流。存在当设备处在所述入口中时， 由移动设备的能量釆集器将在入口中发送的无线能量转换成电流的 步骤。存在将设备移动到入口之外的步骤。存在将设备移回到入口中，以便当设备处在所述入口中时，移动设备的能量采集器接收能量并将 能量转换成电流的步骤。存在当设备返回到入口中时，由移动设备的 能量采集器将在入口中发送的无线能量转换成电流的步骤。
图1示出了具有相关覆盖区的单个RF电力入口； 图2示出了具有相关覆盖区并被没有覆盖的区域分开的多个RF 电力入口；
图3示出了具有与多个设备相关的覆盖区的单个RF电力入口； 图4示出了具有与多个设备相关的覆盖区并被没有覆盖的区域
分开的多个RF电力入口；
图5示出了具有多个设备的相关覆盖区并且每一个都被没有覆
盖的区域分开的多个RF电力入口；
图6示出了在装载码头实现的RF电力入口；
图7示出了在装载码头实现的扩大RF电力入口；以及
图8示出了多装载码头例子的实现。
具体实施例方式
通过结合附图阅读如下描述，可以全面了解本发明，在附图中， 相同的标号自始至终表示相同的部分。
对于下文的描述，术语"上"、"下"、"左"、"右"、"垂直"、"水 平"、"顶部"、"底部，，以及它们的派生词将像附图中的取向那样与本 发明有关。但是，应该明白，除了明确相反指定之外，本发明可以采 用各种可替代变体和步骤序列。还应该明白，例示在附图中并描述在 如下说明书中的特定设备和进程只是本发明的示范性实施例。因此， 与本文公开的实施例有关的特定尺度和其它物理特性不应该认为是 限制性的。
现在参照相同标号在几个视图中表示相似或相同部分的附图，更 具体地说，参照其中的图1和2，图中示出了对具有接收无线能量并将能量转换成电流的能量采集器14的移动设备12供电的系统10。该 系统10包含第一入口 16，当设备12处在第一入口 16中时，为移动 设备12的能量采集器14发送无线能量，以便接收并将其转换成电流。 该系统10包含与第一入口 16分开的第二入口 18,在第一入口 16与 第二入口 18之间存在一个间隙20，在设备12经过第一入口 16和间 隙20并处在第二入口 18中之后，为移动设备12的能量采集器14发 送无线能量，以便接收并将其转换成电流。
在特此引用以供参考的美国临时专利申请第60/729,792号和美 国临时专利申请第11/584,983号中已经详细讨论了用于为适合接收通 过本发明分发的RF电力的各种负载(能量采集器和能量采集)高效 整流的方法和装置。
最好，入口通过最小场强来限定。入口最好具有至少一个无线能 量发送器22，并可以具有多个无线发送器。最好，无线能量发送器 22产生能量脉冲。该系统10最好包括与第一入口 16和第二入口 18 分开的第三入口 24,在第三入口 24与第二入口 18之间存在第二间隙 26。在设备12经过第二入口 18和第二间隙26并处在第三入口 24中 之后，为移动设备12的能量采集器14发送无线能量，以便接收并将 其转换成电流。优选地，每个入口具有无线能量发送器。该设备可以 在该设备中包括电荷存储元件34,与能量采集器通信，以接收来自采 集器的电流以对存储元件34充电。
本发明涉及一种对具有接收无线能量并将能量转换成电流的能 量采集器14的移动设备12供电的方法。该方法包含将设备12移动 到第一入口 16的步骤，当设备12处在第一入口 16中时，为移动设 备12的能量采集器14发送无线能量，以便接收并将其转换成电流。 存在当设备12处在第一入口 16中时，由移动设备12的能量釆集器 14将在第一入口 16中发送的无线能量转换成电流的步骤。存在通过 第一入口 16与第二入口 18之间的间隙20，将设备12从第一入口 16 移动到与第一入口 16分开的第二入口 18的步骤，当设备12处在第 二入口 18中时，为移动设备12的能量采集器14发送无线能量，以便接收并其转换成电流。存在当设备12处在第二入口 18中时，由移 动设备12的能量采集器14将在第二入口 18中发送的无线能量转换 成电流的步骤。
可以存在利用通信收发器36与设备12通信的步骤。通信收发器 36可以与无线能量发送器22协同定位。可以存在对设备中的电荷存 储元件34充电的步骤。
最好，存在通过第二入口 18与第三入口 24之间的第二间隙26， 将设备12从第二入口 18移动到与第一入口 16和第二入口 18分开的 第三入口 24的步骤，当设备12处在第三入口 24中时，为移动设备 12的能量采集器14发送无线能量，以便接收并将其转换成电流。将 设备12移动到第一入口 16中的步骤最好包括将设备12移动到位 于装载码头28的第一入口 16中的步骤。
本发明涉及一种对具有接收无线能量并将能量转换成电流的能 量采集器14的移动设备12供电的方法。该方法包含将设备12移动 到一个入口的步骤，当设备处在所述入口中时，为移动设备12的能 量采集器14发送无线能量，以便接收并将其转换成电流。存在当设 备12处在所述入口中时，由移动设备12的能量采集器14将在所述 入口中发送的无线能量转换成电流的步骤。存在将设备12移动到所 述入口之外的步骤。存在将设备12移回到入口中，以便当设备12处 在入口中时，移动设备12的能量采集器14接收能量并将它转换成电 流的步骤。存在当设备12返回到入口中时，由移动设备12的能量采 集器14将在入口中发送的无线能量转换成电流的步骤。
最，入口通过最小场强来限定。入口最好具有无线能量发送器 22。可以存在利用通信收发器36与设备12通信的步骤。通信收发器 36可以与能量发送器22协同定位。
最好，无线能量发送器22产生能量脉沖。将设备12移动到入口 的步骤最好包括将设备12移动到位于装载码头28的入口中的步骤。 可替代地，设备12可以是RFID标签，以及可以存在将数据从RFID 标签传送到数据接收器38的步骤。将设备12移动到入口中的步骤包括将设备12移动到位于再充电 机拒的入口中的步骤。可以存在消除与其它仪器的干扰并利用再充电 机根中的屏蔽来保护人免受所述能量的步骤。
无绳设备12可以分类成两个类别静止的和移动的。静止设备 12定义成被设计成不移动的设备12，但不局限于此。移动设备12定 义成被设计成具有移动或被移动能力的设备12，但不局限于此。当试 图实现供电解决方案时，由于设备12位置不断变化，这些移动设备 会引起问题。在特此引用以供参考的发明名称为"电力输送网络，，的美 国临时专利申请第60/683,991号、发明名称为"电力输送网络"的美国 专利申请第11/438,508号、和发明名称为"电力输送网络和方法，，的美 国临时专利申请第60/763,582号中提出了用于移动设备的解决方案。 该申请描述了如何建立射频(RF)电力采集网络，以便将电力提供给 特定区域内的设备。但是，移动设备未必总是在覆盖区内。在这种状 况下， 一旦设备12离开该区域，它就不再接收到电力，使设备12只 依靠它的电源，如果电源存在的话。本文提出的发明通过创建RF电 力入口解决了这个问题。电力入口的目的是将足够的工作电力提供给 设备12，使得设备12处在覆盖区之外时也能起作用，直到它需要返 回到电力入口以获得附加电力。这种方法与对蜂窝式电话再充电类 似。 一旦电池充电器已经对电池充电，蜂窝式电话就可以从充电器上 移开。然后，蜂窝式电话可以自由地离开充电器并工作，直到它用完 了存储在电池中的电荷。此刻，蜂窝式电话必须返回到电池充电器上 以获取更多的电力。在本例中，RF电力入口类似于蜂窝式电话电池 充电器。
在前例中，蜂窝式电话必须直接与充电器连接(有线)以便传送 电荷。本文提供的发明不需要有线连接来传送电荷。最好以电磁波或 RF能量的形式将电荷从RF电力入口传送到设备12。设备12包含最 好用于将天线捕获的电磁波转换成诸如直流电(DC)的可用电流的 能量采集器14。不应该将本发明与通过电感耦合的电力传送混淆，通 过电感耦合的电力传送要求设备12与电力输送源相对接近。作者Klaus Finkenzeller所著的RFID手册将电感耦合区定义为发送器与接 收器之间小于0.16xX的距离，其中，X是RF波的波长。本文提出的
远场区是大于0.16xX的距离。这意味着RF电力入口可以覆盖诸如整 个房间的大区域，或可以局部化为诸如办公桌周围的房间的一部分。 在特此引用以供参考的发明名称为"用于电力输送的方法、装置和系 统，，的美国临时专利申请第60/656,165号、发明名称为"用于电力输送 的方法、装置和系统"的美国专利申请第11/356,892号、和发明名称 为"脉冲发送方法"的美国临时专利申请第60/758,018号中描述了发送 RF能量的一种方法，其中，发明名称为"脉冲发送方法"的美国临时 专利申请第60/758,018号描述了使用RF能量脉冲来提高接收设备12 中的能量釆集器14的效率。脉沖化方法也可以与本文提出的发明一 起用于提供比连续波(CW)实现获得的那些更大的覆盖区。覆盖区 可以通过相对于电力发送器的瞬时、最大、或平均场强或功率密度来 限定。例如，能量采集器14可能要求1伏特每米的电场强度，以便 以可接受的效率将电磁能转换成DC。对于CW电力发送器，这个场 强可能对应于离电力发送器六英尺的距离。但是，设备12可以位于 十英尺的地方，这意味着它在CW覆盖区之外。如果使用脉冲化，那 么，可以以特定占空比来发送更大功率量，以便平均成与CW情况相 同的功率量，但是，尽管平均值相同，但在六英尺处峰值电场将大于 CW情况。然后，在十英尺处的电场强度将具有使能量采集器14能 够捕获并转换能量的大于1伏特每米的峰值。
RF电力入口可以以许多方式配置。现在给出这些配置的几种， 但不应该认为是限制性的，而只是本发明的例子。RF电力入口的第 一实施例是具有单个覆盖区AREA1的单个发送器。覆盖区(或体积) 是通过最小电场、磁场和/或电磁场强度来限定的，在所有图形中被表 示成虚线。应该注意到，这些图形例示了圆形覆盖区，但是，对于不 同的天线类型和环境，覆盖区的形状可以釆取其它形状。例如，图1 中的区域1可以定义成发送器1 (TX1)所产生的电场强度大于2伏特每米(2V/m)的区域。应该注意到，图1中的TX1最好包含RF 发送器和天线。随后的图形可以使用相同的发送器块或可以分开发送 器和天线。在这些图形中，发送器将用诸如TX、 TX1、 TX2等带有 或不带尾号的TX块来表示。
对于图1中的配置，设备12，即，RX1在它处在覆盖区AREA1 内时，从RF电力发送器TX1所产生的RF场接收工作和再充电电力。 设备12,即，RX1，在图1中的时间tl不仅接收工作电力，而且接 收可以存储在诸如(但不局限于)电池和/或电容器的电荷存储元件或 其它电荷存储元件中的附加电荷，以便在设备12离开覆盖区AREA1 时使用。例如，在图l中的时间t2，在它处在覆盖区中时捕获的电力 使设备12工作。当在时间tl捕获的电荷耗尽时，以前存储在电荷存 储元件中的电荷使设备12工作。通过审查图1可以看出，如果设备 12周期性地返回到覆盖区以获取附加电力，则设备12可以连续地工 作。例如，设备12可能获取1焦耳的能量来工作24个小时。然后， 如果设备12在24小时之后返回到覆盖区，它可能通过在覆盖区中待 一个小时就能够捕获相当于在24小时内使用的电量，即，l焦耳的电 量。在本例中，设备12可以从RF电力发送器TX1捕获工作所需的 所有电荷。但是，可能存在设备12远离覆盖区比24小时更长的时间 间隔的应用，这可以通过增加设备12必须待在覆盖区内的时间来解 决。也可能存在设备12的寿命是已知有限值，因此，设备12可能不 需要捕获在远离覆盖区的时间内使用的总电荷量的情况。而是，设备 12需要捕获小于使用的电荷但足以保证工作长达设备的电池或其它 存储元件的寿命的量。也可能存在i殳备12可能离开覆盖区长达未知 更长时间段的情形。在这种情况下，RF电力发送器必须将设备12充 满到电荷存储元件的峰值容量，以保证设备12可以工作到它能够返 回到RF电力入口。
RF电力入口的另一个实施例显示在图2中。图2示出了分开距 离D的多个覆盖区。在这种情况下，设备12在时间tl可以在第一覆 盖区AREA1内从RF电力发送器TX1获取电力，以便有足够的电力行进距离D到达第二覆盖区AREA2，在第二覆盖区AREA2内，在 时间t3，设备12能够从RF电力发送器TX2捕获电荷，以补充在它 处在覆盖区AREA1和AREA2之外的时间t2内使用的电荷。例如， 设备12可能花费24个小时以行进第 一覆盖区与第二覆盖区之间的距 离D，并在它处在覆盖区之外时，可能使用10焦耳的能量。因此， 第一 RF电力发送器TX1必须将10焦耳的能量供应给设备12，以便 行进两个覆盖区之间的距离D。一旦设备12到达第二覆盖区AREA2， 它就可以通过留在该覆盖区内达给定时间段来捕获相当于在24小时 内使用的电量，即，IO焦耳的电量。
应该注意到，图1和图2中的发明可以分别与显示在图3和图4 中的不止一个设备12 —起使用。
应该注意到，本发明可以推广到包括每个都具有相关覆盖区的多 个RF电力发送器，每个覆盖区具有可以移入和移出RF电力发送器 所提供的覆盖区的任意数量设备。本发明的推广形式显示在图5中。
如果发现有利，在设备12处在覆盖区之内或之外的同时，设备 12可以与位于覆盖区之内或之外的通信收发器36通信。通信收发器 36被定义成利用无线通信技术来传送数据的发送器和/或接收器。本 发明通过通信收发器36的实际实现将使得RF电力发送器与通信收发 器36协同定位，并使得设备12在它处在覆盖区内时进行通信。覆盖 区内的通信使设备12可以使用附加电力来发送/接收数据，因为RF 电力发送器将附加电力供应给设备12以便对它的存储元件再充电， 然后该存储元件可用于供应附加电力以打开通信收发器36。设备12 可以发送在它处在通信收发器36的范围之外时收集的多个数据读数。
具体地说，RF电力入口是设备12可以接收和存储工作电力供覆 盖区之内或之外的当前和以后使用的限定区(或体积)。更具体地说， RF电力入口可以包含带有至少一个相关天线的至少一个RF电力发 送器，至少一个相关天线限定带有能量采集器14的移动设备可能位 于其中的覆盖区。入口被设计成设备12能够从发送器捕获足够在它 远离RF电力入口的时间工作的电力。为了进一步深入了解所述发明，下面将给出几个实现例子。入口可以具有多个无线能量发送器，它们 可以都相同，或其中的一些在它们输出的能量的幅度和/或极化、频率 或输出的脉冲方面不同。
RF电力入口的一种实现是电池再充电才几拒。该才几拒可以是一个 或多个RF发送器位于其中以便向一个或多个设备提供电力的新的或 现有的结构。视其环境而定，可以屏蔽或可以不屏蔽该机拒或结构以 最小化RF干扰。电池再充电机柜的一个特例是为医院环境设计的。 该机拒被屏蔽以消除与医院仪器的干扰，并被设计成对病人跟踪设备 12中的一个或多个电池再充电。该屏蔽还使电力可被升高，而没有将 人暴露于美国联邦通信委员会(FCC)和其它标准体所管制的不安全 RF能量水平的风险。该再充电机柜被设计成不需要硬连线的再充电 设备12，并使护士和其它工作人员可以简单地在任何方向上将跟踪设 备12放置在机拒内，而不是放置在再充电机座中。在预定充电周期 之后，设备12可以从机拒移开以便用在医院中。机拒的门与开关连 接以控制发送器的操作，但未必是这种情况。当门被打开时，切断发 送器的电力以消除与医院仪器的任何干扰。也可以减小电力而不是切 断它。设备12在需要再充电之前需要工作好几天。机拒内的发送器 的输出电力被设计成将足够的电荷提供给电池，以便将病人的平均停 留时间内所需的电力供应给设备12。选择平均病人停留时间是因为如 果需要，设备12可以工作得更长。例如，平均病人停留时间可能是 两天，这意味着电池再充电机拒将把两天的电荷供应给电池。但是， 病人可能在医院中停留五天。这并不意味着设备12在第二天之后就 无法工作。在第二天之后，设备12将消耗掉存储在电池中的预留电 荷，以及电池将开始排放到基准水平以下。当设备12在第五天之后 返回到机拒时，它将接收足够工作另外两天的电荷。但是，下一个病 人可能只停留一天。可以看出，通过使用平均值，存储在电池中的电 力将平均成使设备12可以没有任何问题地工作的基准水平。
在医院内的现有结构中实现如上所述的系统10也可能是有利 的。开发的一种现有结构是杀菌仪器。病人跟踪设备12在每次使用之后都需要被杀菌。杀菌可以在高压灭菌器中通过环氧乙烷进行或通
过另一种杀菌系统进行。在任何情况下，杀菌系统10都处在设备因 特殊原因而放置的预定位置。本文提出的概念是使用杀菌系统10来
杀菌和再充电病人跟踪设备。该方法省却了在杀菌之后将设备放在机 拒中的步骤。而是在对设备杀菌的同时可对它们再充电。
RF电力入口的另一种实现可以在装载码头28中构成。RF电力 入口可以用于当设备从码头出来到运输卡车或从运输卡车进入码头 时将电荷提供给设备。在这种情况下，与其它仪器的干扰可能不是问 题，因此，RF电力入口可能不需要屏蔽，这意味着可以打开RF电力 入口，以便让设备12通过，但不妨碍装载码头28的正常工作。应该 注意到，本发明具有通过使移动设备12保持移动而不是为了再充电 而要求它们停止给定时间段，而对用户透明的能力。例如，可以将设 备12附在伊车32所移动的货盘上。如图6所示，伊车32可以简单 地驶过RF电力入口 ，然后RF电力入口将所需电力供应给设备12。 设备12可以是(但不局限于)有源RFID标签。有源RFID标签被定 义成带有储电器的设备12，其使用反向散射、变换器阻抗反射、或标 准天线到天线链路与数据接收器38通信。有源RFID标签可以用于 测量产品的温度或可以与货物集装箱连接，以监视内容和诸如篡改的 其它环境因素。
为了更好地例示RF电力入口的工作，考虑需要l焦耳能量以便 以每小时1次的取样速率来发送温度的典型温度传感器。如果设备12 远离RF电力入口达12小时，则设备12将需要从RF电力入口获取 供12小时行程使用的0.5焦耳。如果假设设备12处在入口区中达60 秒，则入口必须提供的功率量是0.5焦耳除以60秒，即，8.3毫焦耳 每秒或8.3毫瓦的连续功率。设备12处在入口区中达60秒可能是不 利的，因此，可以将入口区扩大到包括卡车，由于要装载，卡车30 将处在入口区中达远长于60秒的时间。RF电力入口的扩大使设备12 不仅可以在装载码头28中充电，而且可以在卡车30内充电。扩大的 RF电力入口可以在图7中看到。在如图8所示的类似例子中，有源RFID标签或其它感测设备 12可以在第一装载码头28获取足够的电荷，以保证它在行进到可以 再次接收电力的第二装载码头28的持续时间内工作。在本应用中， 在分立位置对设备12充电保证了设备12在设备12的整个寿命或持 续时间内无需有线电池再充电或电池更换就可以工作。应该注意到， 设备12可以具有诸如(但不局限于)电容器的除了电池之外的储电 设备12。
RF电力入口的概念可以不受限制地推广到包括多于两个的区 域。数量增加的RF电力入口将通过缩短入口之间的距离，从而降低 每个区域在设备12在RF电力入口之间行进期间必须供应给设备12 的电量，来降低对每个各自RF电力入口的要求。
举另一个例子来说，多个RF电力入口可位于不同环境中，例如， 在桌上、在汽车中、在家里厨拒上和/或在咖啡店里。包含设备12的 蜂窝式电话当蜂窝式电话处在每个电力入口覆盖区内时，从每个或任 何一个RF电力入口接收电力。例如，用户可能在工作时带着蜂窝式 电话。当处在桌面电力入口的发送器的覆盖区内时，蜂窝式电话从桌 上的电力入口接收电力。然后，当用户进入他的汽车中时，蜂窝式电 话将从汽车中的电力入口接收电力。当用户将他的蜂窝式电话放在厨 柜上时，蜂窝式电话将从厨拒上的电力入口接收电力。当用户去咖啡 店时，蜂窝式电话将从咖啡店里的电力入口接收电力。蜂窝式电话在 电力入口之间的旅程期间，从将电力提供给蜂窝式电话的每个电力入 口收集电力。
尽管为了例示的目的，在上面的实施例中详细描述了本发明，但 应该明白，这样的细节只是为了那个目的，本领域的普通技术人员可 以作出各种各样的改变，而不偏离如所附权利要求书限定的本发明的
精神和范围。
权利要求
1.一种对具有接收无线能量并将能量转换成电流的能量采集器的移动设备供电的系统，包含第一入口，当设备处在所述第一入口中时，为移动设备的能量采集器发送无线能量，以便接收并将无线能量转换成电流；和与第一入口分开的第二入口，在第一入口与第二入口之间存在一个间隙，在设备经过所述第一入口和所述间隙并处在所述第二入口中之后，在所述第二入口中，为移动设备的能量采集器发送无线能量，以便接收并将无线能量转换成电流。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中，每个入口通过最小场强 来限定。
3. 根据权利要求1所述的系统，其中，每个入口具有无线能量 发送器。
4. 根据权利要求3所述的系统，其中，无线能量发送器产生能 量脉冲。
5. 根据权利要求1所述的系统，包括与第一入口和第二入口分 开的第三入口，在第三入口与第二入口之间存在第二间隙，在设备经 过第二入口和第二间隙并处在第三入口中之后，为移动设备的能量采 集器发送无线能量，以便接收并将所述无线能量转换成电流。
6. 根据权利要求5所述的系统，其中，每个入口具有无线能量 发送器。
7. —种对具有接收无线能量并将能量转换成电流的能量采集器 的移动设备供电的方法，包含如下步骤将设备移动到第一入口中，当设备处在所述第一入口中时，为移 动设备的能量采集器发送无线能量，以便接收并将无线能量转换成电 流；当设备处在第一入口中时，由移动设备的能量釆集器将在第一入 口中发送的无线能量转换成电流；通过第 一入口和第二入口之间的间隙，将设备从第 一入口移动到 与第一入口分开的第二入口，当设备处在第二入口中时，为移动设备的能量采集器发送无线能量，以便接收并将无线能量转换成电流；以 及当设备处在第二入口中时，由移动设备的能量采集器将在第二入 口中发送的无线能量转换成电流。
8. 根据权利要求7所述的方法，包括如下步骤通过第二入口 与第三入口之间的第二间隙，将设备从第二入口移动到与第一入口和 第二入口分开的第三入口，当设备处在第三入口中时，为移动设备的能量采集器发送无线能量，以便接收并将无线能量转换成电流。
9. 根据权利要求7所述的方法，其中，将设备移动到笫一入口 中的步骤包括将设备移动到位于装载码头的第 一入口中的步骤。
10. —种对具有接收无线能量并将能量转换成电流的能量采集器 的移动设备供电的方法，包含如下步骤将设备移动到一个入口中，当设备处在所述入口中时，为移动设 备的能量采集器发送无线能量，以便接收并将无线能量转换成电流；当设备处在所述入口中时，由移动设备的能量采集器将在所述入 口中发送的无线能量转换成电流；将设备移动到所述入口之外；将设备移回到所述入口中，以便当设备处在所述入口中时，移动 设备的能量采集器接收能量并将能量转换成电流；以及当设备返回到所述入口中时，由移动设备的能量采集器将在所述 入口中发送的无线能量转换成电流。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中，所述入口通过最小场 强来限定。
12. 根据权利要求10所述的方法，其中，所述入口具有无线能 量发送器。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述无线能量发送器 产生能量脉沖。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中，将设备移动到入口中 的步骤包括将设备移动到位于装载码头的入口中的步骤。
15. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述设备是RFID标签。
16. 根据权利要求15所述的方法，包括将数据从RFID标签传 送到数据接收器的步骤。
17. 根据权利要求7所述的方法，包括利用通信收发器与所述设 备通信的步骤。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中，所述通信收发器与无 线能量发送器协同定位。
19. 根据权利要求10所述的方法，其中，将设备移动到入口中 的步骤包括将设备移动到位于再充电机拒的入口中的步骤。
20. 根据权利要求19所述的方法，包括消除与其它仪器的干扰 并利用再充电机拒中的屏蔽来保护人免受所述能量的步骤。
21. 根据权利要求10所述的方法，包括利用通信收发器与所述 设备通信的步骤。
22. 根据权利要求21所述的方法，其中，所述通信收发器与无 线能量发送器协同定位。
23. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述入口具有多个无 线能量发送器。
24. 根据权利要求6所述的系统，其中，所述入口具有多个无线 能量发送器。
25. 根据权利要求6所述的方法，包括对设备中的电荷存储元件 充电的步骤。
26. 根据权利要求10所述的方法，包括对设备中的电荷存储元 件充电的步骤。
27. 根据权利要求l所述的系统，其中，所述设备包括电荷存储 元件，在该设备中，所述电荷存储元件与能量采集器通信，以接收来 自采集器的电流以对存储元件充电。
全文摘要
对具有接收无线能量并将能量转换成电流的能量采集器的移动设备供电的系统包括第一入口，当设备处在所述第一入口中时，为移动设备的能量采集器发送无线能量，以便接收并将其转换成电流。该系统包含与第一入口分开的第二入口，在第一入口与第二入口之间存在一个间隙，在设备经过第一入口和所述间隙并处在所述第二入口中之后，为移动设备的能量采集器发送无线能量，以便接收并将其转换成电流。还公开了对具有接收无线能量并将能量转换成电流的能量采集器的移动设备供电的方法。
文档编号H02J13/00GK101317322SQ200680043403
公开日2008年12月3日 申请日期2006年11月17日 优先权日2005年11月21日
发明者丹尼尔·W·哈里斯特, 查尔斯·E·格林, 约翰·G·希勒 申请人:鲍尔卡斯特公司