斯圆图是专为 电气和电子工程师专注于射频(RF)技术来帮助解决输电线路和匹配电路的问题的图形援 助或图案设计。史密斯圆图的使用仍在广泛使用，不仅可W作为解决问题的助手，也作为各 种RF参数在一个或多个频率如何表现的图形演示。在史密斯圆图可用于显示多个参数，包 括阻抗，导纳，反射系数，Snn散射参数，噪声图圈，无条件稳定性的恒定增益轮廓和区域，包 括机械振动分析。史密斯圆图最常使用在或统一半径区域内。
[0150] 在图8和10中，Zta阻抗1421表示发送天线110的阻抗且化a阻抗1441表示根据图1 所示的设定的接收天线120的阻抗。假设此时发送单元101和接收单元102被设计为匹配W 图形显示的阻抗，史密斯圆图描述用于适当能量传输和充电的史密斯圆图的中屯、点ZO 1401，由于当两个天线位于内充电区时被获得，所W在天线之间发生禪合和相互影响。然 而，当接收天线位于充电区之外时，Zta阻抗1421可被表征为针对给定频带的短路。此外，如 图8和10分别所示，Zra阻抗1441可被表征为在给定频带的开放电路。运些天线的阻抗条件 表明在发送天线110和发送子单元112之间存在失配条件W及在接收天线120和接收子单元 122之间存在另一种失配。
[0151] 图9示出在发送天线110和发送子单元112之间发送单元101中的失配条件。由于发 送天线110和发送子单元112之间的阻抗失配用于特定频带，发送单元回波损耗Sll 1425W 图形方式W分贝单位显示为从发送天线反射的反射功率与由所述发送单元发送的入射功 率之间的比值。
[0152] 图11示出在接收天线120和接收子单元122之间接收单元102内的失配条件。由于 接收天线120和接收子单元122之间的阻抗失配用于特定频带，接收单元1445的回波损耗 S22W图形方式W分贝单位显示为从接收单元反射的反射功率与由接收天线输送的入射功 率之间的比值。
[0153] 图12-16是表示天线阻抗的史密斯圆图和表示图2充电系统设置的单元回波损耗 的图表，其中正在充电的装置(DUC)300位于充电区130内。图12示出发送天线110和接收天 线120的条件。如图12所示，Z化142表示发送天线110的输入阻抗，而Zra 144表示接收天线 120的输入阻抗。每个天线的阻抗W图形方式由史密斯圆图显示。Zta阻抗1421是发送天线 110的阻抗的图形显示。所述Zra阻抗1441是在同一系统设置中的接收天线120的阻抗的图 形显示。假设该发送单元101和接收单元102被设计为匹配为适当的能量传输和单元之间充 电的阻抗值Z0, W图形方式由史密斯圆图的中屯、点ZO 1401描述，并且在发射和接收天线之 间发生禪合和相互影响。因此，Zta阻抗1421表征为匹配到给定频带（图13)的史密斯圆图的 中屯、点ZO 1401，且化a阻抗1441表征为匹配到给定频带（图15)的史密斯圆图的中屯、点ZO 1401。对于图13和15的天线阻抗条件(基于该假设运两个单元101和102被设计为匹配特定 阻抗，其由史密斯圆图的中屯、点ZO 1401图形显示），发生在发送天线110到发送子单元112 之间的匹配条件和在接收天线120和接收子单元122之间的匹配条件。
[0154] 发送单元101中的匹配由W分贝单位表示的回波损耗Sll 1425值（图14)表示。由 于在发送天线110和发送子单元112之间的阻抗匹配，所W回波损耗是从发送天线反射回的 反射功率与由发送子单元输送的入射功率之间的比值。
[0155] 接收单元102内的匹配由W分贝为单位表示的回波损耗(S22H445的值（图16)表 示，并由于接收天线120和接收子单元122之间的阻抗匹配，表示从接收子单元返回的反射 功率到由接收天线传送的入射功率之间的比值。
[0156] 图17A和17B是曲线图，示出了根据图1和2中分别示出的两个设置的图3的充电系 统的发送单元101和接收单元102之间的能量传输效率。（即位于充电区130外的DUC 300(失 配系统（图17A))和位于充电区130内的DUC 300(匹配系统（图17B))。如运些图所示，作为插 入损耗(S21)1450的能量传输效率提供所接收的功率和发射功率之间的比值的指示，也就 是由接收单元102接收到的能量数量相对于由所述发送单元101发送的功率数量。在失配条 件下，在发送天线110和接收天线120之间没有禪合和相互影响条件，插入损耗1450值非常 高，如图17A图形显示。即，能量传输效率S21极低。然而，在匹配条件下，在发送天线110和接 收天线120之间存在连接和相互影响的条件，插入损耗1450值非常低（如图17B所示），即能 量转换效率S21极高。
[0157] 图18至22是表示天线阻抗的史密斯圆图和表示图5的充电系统设置的单元回波损 耗的图表。示出充电系统具有两个发送天线110和11〇/的发送天线阵列。还示出，由阵列中 每个发送单元的操作获得的插入损耗的值(图27A和27B)。为了实现导致正在充电的装置的 最高效的充电能量传输，如所描述的当前的主题的充电系统的发送单元是可变的。应该理 解，发送天线阵列可W包括各种数量的发送单元和类型。
[0158] 在图5提供的设置中，根据图5设置的发送天线110,发送天线11〇/，接收天线120的 条件在图18中示出。如图18示出，Ztal 142表示发送天线110的输入阻抗，Z化2 142^表示发 送天线110的输入阻抗，且化a 144表示接收天线120的输入阻抗，其中接收单元位于充电区 130 内。
[0159] 图19和21是每个天线阻抗的史密斯圆图，其中，Ztal阻抗1421-1表示匹配到史密 斯圆图的中屯、点的发送天线110的阻抗用于特定的频带，W及Zra阻抗1441-1表示匹配到史 密斯圆图的中屯、点ZO 1401的接收天线120的阻抗用于相同的特定频带，根据图5描述的该 系统设置，假定发送和接收单元两者被设计成匹配到由史密斯圆图的中屯、点ZO 1401描述 的阻抗用于进行适当的能量传输和充电，也就是当两个单元位于充电区内，在发射和接收 天线之间发生禪合和相互影响。
[0160] 对于该设置的天线的阻抗条件，基于该假设，即所有的单元被设计成匹配到W图 形方式显示的史密斯圆图的中屯、点ZO 1401的特定阻抗，在到发送子单元112的天线阵列的 发射天线110和接收天线120W及接收子单元122之间产生不合适的匹配条件。在发送天线 110和发送子单元112之间发送单元101内的匹配条件，示于图20。由于发送天线110和发送 子单元112之间不合适的阻抗匹配，W分贝为单位测量的回波损耗(Sll)1425-1是从发送天 线反射回的反射功率与由发送单元传送的入射功率之间的比值。由于在接收天线120和子 接收单元122之间不合适的阻抗匹配，如图22所示的接收单元的回波损耗(S22H445-1是从 接收子单元反射回的反射功率和由接收天线传送的入射功率之间的比值。
[0161] 图23和25分别表示发送天线110'Zta2 1421-2和接收天线120 Zra 1441-2的阻抗 史密斯圆图，假定运两个单元，发送单元10和接收单元102,被设计为匹配由史密斯圆图的 中屯、点ZO 1401描述阻抗图形，用于适当的能量传输和充电，即当两个单元都位于充电区 内，在天线之间发生禪合和相互影响。换句话说，对于图5所示的设置，Zta2阻抗1421-2的特 征为匹配到给定频带的史密斯圆图的中屯、点ZO 1401，而化a阻抗1441-2的特征为匹配到给 定频带的史密斯圆图的中屯、点ZO 1401，如图23和25分别所示。根据图5描述的该方案，图23 和25的天线的阻抗条件基于如下假设:两个单元101/和102被设计成匹配W图形形式显示 的史密斯圆图的中屯、点ZO 1401的特定阻抗，匹配条件发生在到发送子单元112/的发送天 线11〇/和接收天线120W及接收子单元122之间。
[0162] 在发送天线11〇/和发送子单元112/之间的发送单元101/内的匹配条件在图24中 描述。由于发送天线11〇/和发送子单元112/之间的阻抗匹配，发送单元101/的回波损耗 1425-2(分贝为单位)是从发送天线反射回的反射功率与由发送单元传送的入射功率之间 的比值。由于接收天线120和接收子单元122之间的阻抗匹配如图26描述的单元回波损耗 1445-2(分贝为单位)是从接收单元反射回的反射功率和由接收天线传送的入射功率之间 的比率。
[0163] 如上所述，图27A和27B示意性地描述了发送单元101和接收单元102之间的能量传 输效率，W及用在图5所示的充电系统的设置中的发送单元101/和接收单元102之间的能量 传输效率。能量传输效率W图形方式做为插入损耗152-1示出，其指示有关发射功率的接收 功率之间的比率，也就是由接收单元102分别接收的能量与由所述发送单元101发射的功率 数量。根据在图20和22描述的不合适匹配条件，其中在发送天线110和接收天线120之间不 存在适当禪合和相互影响的条件，如图27A所示，插入损耗152-1不是很低，即能量传输效率 S21不是很高。
[0164] 根据图23和25描述的匹配条件，发送天线11〇/和接收天线120之间存在禪合和相 互影响的条件，如图27B所示插入损耗152-巧自常低。即，能量传输效率S21极高。在运种情况 下，充电系统500将确定发送单元101/将RF能量传送到接收单元102。
[0165] 图28至32示出了史密斯圆图表示的天线阻抗和图6的充电系统设置的单元回波损 耗的图表。图28示出图6设置中的发送天线110"和接收天线120的条件。根据接收单元102位 于充电区130内的方案，Ztaai 146表示在特定调整阻抗状态中的发送天线110"的输入阻 抗，Zra 144表示接收天线120的输入阻抗。
[0166] 图29和31分别是史密斯圆图的各天线的阻抗，其中，所述Ztaai阻抗1461是根据参 考图6描述的方案的发送天线110"多阻抗调整状态的图形显示。所述Zraai阻抗1441是分别 根据图6描述的方案的发送天线110"的状态的接收天线120阻抗状态的图形显示，假定两 者，发送单元101和接收单元102,被设计为匹配由图形方式描述的史密斯圆图的中屯、点ZO 1401的阻抗用W进行适当的能量传输和充电，即当两者定位在充电区内时，天线之间发生 禪合和相互影响。
[0167] Ztaai阻抗1461的特征是在特定天线自适应阻抗状态下对于给定的频带匹配到史 密斯圆图的中屯、点ZO 1401，Zraai阻抗1441表征为匹配到分别对应发送天线110"的自适应 阻抗状态的给定的频带的史密斯圆图的中屯、点ZO 1401。
[0168] 根据图6的设置，图29和图31的天线阻抗状态，基于运两个单元被设计成匹配图形 显示的史密斯圆图的中屯、点ZO 1401的特定阻抗，到发送子单元112的发送天线110"和接收 天线120W及接收子单元122之间产生几个匹配条件。
[0169] 在发送天线110"和发送子单元112之间，发送单元101内的几个匹配条件在图30中 描述。由于发送天线110"和发送子单元112之间的若干阻抗匹配状态，发送单元(Txaai)回 波损耗152aai是从发送天线反射回的反射功率和由发送单元输送的入射功率之间的比率。 接收单元回波损耗1445是从接收单元反射回的反射功率与由所述接收天线传送的入射功 率之间的比值，由于几个阻抗匹配状态分别对应在接收天线120和接收单元122(图32)之间 的发送天线110"的自适应阻抗状态。
[0170] 根据图6描述的充电方案，图33是示出了在发送单元101和接收单元102之间分别 对应发送天线110"的自适应阻抗状态的能量传输效率。能量传输效率S21W图形方式显示 为插入损耗1448,表示发射功率和接收功率之间的比率，也就是在发送天线110"的几个自 适应阻抗状态中由接收单元102接收能量分别对应由所述发送单元101发射的功率数量。根 据图29和31描述的几个匹配状态的条件，其中在发送天线110"和接收天线120之间存在几 个禪合和相互影响的条件，分别对应发送天线110"的自适应阻抗状态，W图形方式显示在 图33中的用于发送天线110"的自适应阻抗的特定状态的插入损耗1448非常低，即，能量传 输效率S21非常高。充电系统600的控制器将确定提供最高能量转换效率S21值的修改的天 线101/的组合将