用于经由无线电线路对电子设备供电的方法和系统的制作方法
【专利说明】用于经由无线电线路对电子设备供电的方法和系统
[0001 ] 分案申请的相关信息
[0002]本申请是国际申请号为PCT/US2007/001527，申请日为2007年I月18日，优先权日为2006年I月18日，发明名称为“用于经由无线电线路对电子设备供电的方法和系统”的PCT申请进入中国国家阶段后申请号为200780008636.9的中国发明专利申请的分案申请。
[0003]优先权
[0004]本申请要求发明名称相同、于2006年4月21日提交的美国专利申请第11/408,793号的优先权，美国专利申请第11/408,793号又要求了于2006年I月18日提交的、名称为“用于经由无线电线路对电子设备充电的方法和系统”的美国临时专利申请第60/760,064号的优先权，前述两件美国专利申请的每一个在此处全文引入作为参考。
技术领域
[0005]本发明大致涉及对电子设备供电或充电的方法和系统。
【背景技术】
[0006]最近的技术发展使得某些电子设备诸如笔记本电脑、便携式电话和TOA(个人数字助理)能够操作各种多媒体应用。然而，这些新的多媒体应用需要大量的电力来运转。不需要将电子设备插入电插座即可对这些电子设备充电的系统是应对这一挑战的好的方案。任何此类设备，例如便携式电话，无需连接至电源线便保持充分充电在便利性和安全性上有着显著优点。
【发明内容】
[0007]—方面，提供配置成经由无线电频率线路提供电力至可充电设备的系统。该系统包括发射机，该发射极配置成产生用于对可充电设备供电或充电的基本未调制的信号。该系统还包括发射天线，该发射天线配置成接收来自发射机的基本未调制信号，并发射基本未调制无线电频率(RF)信号至可充电设备。
[0008]另一方面，提供配置成经由无线电线路提供电力至可充电设备的系统。该系统还包括第一发射机，该发射机配置成经由第一天线发射第一信号用于对可充电设备供电或充电。该系统还包括第二发射机，该发射机配置成经由第二天线发射第二信号用于对可充电设备供电或充电，其中第一信号和第二信号的组合对可充电设备供电或充电。
[0009]另一方面，提供经由无线电频率线路对可充电设备提提供电力的方法。该方法还包括产生基本未调制信号的方法。该方法还包括基于基本未调制信号经由发射天线来发射基本未调制无线电频率(RF)信号至可充电设备的方法。该方法还包括用基本未调制RF信号所传送的电力对可充电设备供电或充电的方法。
[0010]另一方面，提供经由无线电频率线路对可充电设备提供电力的方法。该方法包括经由第一天线发射第一信号至可充电设备的方法。该方法还包括经由第二天线发射第二信号至可充电设备的方法。该方法还包括用第一信号和第二信号的组合所传送的电力对可充电设备供电或充电的方法。
【附图说明】
[0011]图1示出了经由无线电线路对电子设备供电或充电的系统的一个示例性实施例的概略图。
[0012]图2A、2B和2C示出了电信号的示例，该电信号可以被图1的发射机12用于传输电力。
[0013]图3示出了传达用于从天线携带和传送能量至设备的无线电频率信号的系统的一个示例性实施例的概况。
[0014]图4为示出图1所示的可充电设备14的一个实施例的方块图。
[0015]图5示出了经由无线电线路对设备供电或对电子设备充电的系统的另一示例性实施例的概况。
[0016]图6A、6B和6C示出了两个同向(in-phase)信号如何构造性地干涉(interfereconstructively)。
[0017]图7为示出发射两个无线电频率信号对可充电设备同时供电或充电的系统的实施例的方块图。
[0018]图8为描述经由无线电线路，使用携带能量的无线电信号对电子设备供电或充电的方法的流程图。
[0019]图9为描述经由无线电线路，使用两个携带能量的无线电频率信号对电子设备供电或充电的方法的流程图。
[0020]图10为描述调节两个无线电频率信号之间的相差，使得它们同相地到达电子设备的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021]以下的详细描述指向本发明的某些特定实施例。然而，本发明可以具体表现在如权利要求所定义和覆盖的许多不同方法中。在这一说明书中对附图进行引用，其中各图中相似部分用相同数字标明。
[0022]词“示例性的”在这里指“例子、例证或例示”。这里描述为“示例性”的任何实施例无需理解为比其他实施例更优选或更有利。
[0023]披露了一般涉及用于对诸如电池的电子设备便携式电源充电的方法和系统的某些实施例。更具体地，这些实施例涉及经由无线电线路，诸如通过使用无线电频率(RF)波，提供电力给所述电子设备。
[0024]图1示出了经由无线电线路对电子设备供电或充电的系统的示例性实施例的概况。在不例性实施例中，系统包括一个或多个发射机12，每一个发射机12与一个或多个发射天线18通信。图1不出一个或多个电子设备14与一个或多个发射机12通信。
[0025]发射机12产生携带电力或能量的信号，通过连接发射机至天线的馈线(未示出)将这些信号发送至发射天线18。在某些实施例中，携带电力或能量的信号可以包括无线电频率(RF)信号。在一个实施例中，发射机12可以包括无线电频率信号源和放大器。无线电频率信号源以指定的频率产生限定功率的无线电频率信号。然后放大器放大信号源所产生的信号，通过适合的接口(例如RF电缆)将放大信号馈送至发射天线。
[0026]在一个实施例中，发射天线18可以为全向天线或定向天线。全向天线基本上向天线的周围发射无线电信号，而定向天线将无线电信号集中在特别的角度，例如小于180度的角度。天线所提供的信号角度覆盖范围通常用波速宽度来衡量。在另一实施例中，希望使用定向天线作为发射天线18，诸如带有在0.1-20度之间的波速宽度的定向天线。例如，可以在大约0.05度、0.1度、0.2度、0.25度、0.3度、0.5度、0.75度、I度、2度、3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度、10度、11度、12度、13度、14度、15度、16度、17度、18度、19度或20度或更多处选择波速宽度。此外，发射天线18选择成在适当增益内所发射的信号的频率处运转。
[0027]在某些实施例中，希望选择具有高功率增益的天线作为发射天线18，使得传输足够的电力至可充电设备14(参见图1)。在一个实施例中，发射天线18的功率增益可以为大约5分贝、6分贝、7分贝、8分贝、9分贝、10分贝、11分贝、12分贝、13分贝、14分贝、15分贝或16分贝(dBd)或更多。在这一文件中，dBd术语描述波速中心处功率密度相对其他可比半波偶极子天线功率密度的公知对数比。当使用带有12分贝功率增益的天线时，例如，发射天线18可以集中它所接收的信号，使得功率增益为来自简单的半波偶极子天线的功率增益的大约16倍。
[0028]如上述提到的，发射天线18接收来自发射机12的携带功率或能量的无线电频率信号，经由无线电线路16将这些信号发射至电子设备14。电子设备14可以为包括媒体播放机、个人数字助理(PDA)、便携式电脑(例如个人笔记本电脑)、移动电话或便携式电话、时钟、电子显示器或利用任选自诸如可充电电池的可携带放射源的电力的其它任何设备中的至少一个的任何可充电设备或不可充电设备。典型系统的说明和使用所接收的能量对电子设备14供电或充电的方法至少可以在美国专利申请第2005/0194926号和美国专利第6，127,799号和第7，012，405号中找到，这些在此作为参考并入。
[0029 ]图2A、2B和2(:示出了可以被图1的发射机12用来传输电力的信号波形的示例。图2A为纯(例如基本未调制)正弦波信号的二维图形。纵轴表示纯正弦波信号的幅值而横轴表示时间。对于这里所讨论的波形的任何一种，根据上下文，幅值可以表示电压(以伏特衡量)、电场强度(以伏特每米衡量)、电流(以安培衡量)或磁场强度(以安培每米衡量)。如所示，纯正弦波信号为时间的周期函数。图2B为方波信号的二维图形。纵轴表示方波信号的幅值而横轴表示时间。如所示，方波信号为时间的周期函数。图2C为调频正弦波信号的二维图形。纵轴表示调频正弦波信号的幅值而横轴表示时间。调频正弦波信号示为时间的周期函数。在图2C中，(Kt1期间的调频信号的频率不同于^-^期间的频率。其它波形的信号包括例如连续波(CW)单频信号、调制正弦波信号而不是图2C所示的调频信号，其它周期信号也可以用于携带和发送电力至电子设备14(参见图1)。
[0030]应当注意，调制指的是变化载波信号(例如正弦信号)的可测量特性(诸如幅值、频率或相位或者它们的一些组合)以传达信息的过程。由此引起的变化信号称为调制信号。
[0031]在某些实施例中，发射机12配置成产生基本未调制信号，经由无线电线路16以携带充电能量(参见图1)。基本未调制信号的示例可以为但不局限于图2A中如上所示的纯正弦波信号。在一个实施例中，纯(例如基本未调制)正弦波信号用于携带和发送充电电力。纯正弦波信号的特点是集中在基本单一的基频上的相对窄的带宽。在另一实施例中，其它周期波信号诸如方波信号、脉冲信号、三角信号、锯齿信号或不规则信号由基本正弦波(basesinusoidal wave)组成，可以使用至少一种谐波正弦波(harmonic sinusoida