专利名称：利用相位阵列式天线进行无线电能传输的制作方法
技术领域：
本发明涉及发射器和接收器之间的电能的无线传输。
背景技术：
电子装置通常利用电源线、直流电交流电适配器或类似装置通过商用或民用电力连线基础设施直接连线。由于这些装置是永久性安装的，因此移动这些装置具有挑战性。为了提供移动性，许多便携或手持装置通过常规或可充电电池供电。但是，使用电池常常要求电子装置具有更大的尺寸以容纳电池。为了缓和这个问题，某些低功率装置通 过太阳能供电，这需要用户将装置暴露至太阳能，但在需要时这可能无法实现。电池供电的装置需要更换电池。因此，需要进一步开发无线能源传输用于电能电子装置的能源采集。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种远程装置供电模块，所述远程装置供电模块适于与电源连接，以通过射频(RF)波向位于限定区域内的电子装置供电，所述装置包括发射器，所述发射器包括至少一个用于提供与所述电源的电连接的连接器、用于将来自所述电源的电能转换为具有基准相位的电信号的转换电路、用于移动所述电信号的所述基准相位的移相模块和安装在所述发射器上并具有适于在数个相位发射所述电信号的数个辐射元件的相位阵列式天线。根据本发明的第二方面，提供一种用于将来自电源的电能提供给位于限定区域内的电子装置的方法，所述方法包括将来自所述电源的电能转换为电信号；产生至少两个电信号，所述至少两个电信号具有基准相位；移动所述至少两个电信号中至少一个电信号的相位，并将所述至少两个电信号发送至相位阵列式天线的至少两个辐射元件；将来自所述相位阵列式天线的射频电传输至所述电子装置，所述射频电通过射频波传输。根据本发明的第三方面，提供一种用于通过射频(RF)波将来自电源的电能提供给位于限定区域内的电子装置的系统，所述系统包括适于连接至所述电源的远程装置供电模块，所述装置包括发射器，所述发射器包括至少一个用于提供与所述电源的电连接的连接器、用于将来自所述电源的电能转换为具有基准相位的电信号的转换电路、用于移动所述电信号的所述基准相位的移相模块、安装在所述发射器上并具有适于在数个相位发射所述电信号的数个辐射元件的相位阵列式天线和与所述电子装置连接用于侦测所述射频电并将所述射频电转换为直流电(DC)以提供给所述电子装置的接收器。在整篇说明书中，我们将引用“限定区域” 一词，“限定区域”是指包括发射器和接收器之间通过射频波传输射频电的确定限制的空间，而不应当被解释为被墙或其它物理屏障物理束缚的区域。
本发明的其它特点和优点随着下文结合附图的详细描述而凸显，所述附图包括 图I是根据在先技术向位于限定区域内的电子装置提供无线射频电的系统的框 图2是代表根据在先技术的标准天线所发射的所述射频电信号的图解；
图3是图I的限定区域内射频电信号发射的框 图4是根据本发明的一个具体实施方式
的用于在限定区域内向电子装置提供无线射频电的系统的框 图5A是根据本发明的一个具体实施方式
的具有配有移相模块的相位阵列式天线的发射器的框图； 图5B是图5A的框图的一个变形；
图6A是代表根据本发明的一个具体实施方式
通过两个辐射偶极天线发射所述射频电的图解；
图6B是代表根据本发明的一个具体实施方式
当所述天线之一的相位移动时通过两个辐射偶极天线发射所述射频电的图解；
图6C是代表根据本发明的一个具体实施方式
当所述射频信号的强度被集中在一小片区域内时通过所述辐射偶极天线发射所述射频电的图解；
图7是代表根据本发明的一个具体实施方式
的信号的移动相位示例的曲线 图8是根据本发明的一个具体实施方式
的频率扫描阵列式天线的框 图9A-9D是根据本发明的一个具体实施方式
的使用图6所示的所述频率扫描阵列式天线的移动相位的图示；
图10是根据本发明的一个具体实施方式
的矢量调制器的框 图11是根据本发明的一个具体实施方式
的使用图8所示的所述矢量调制器的被移动相位的图示；
图12A-12C是根据本发明的各种具体实施方式
的移相模块的示意 图13是根据本发明的一个具体实施方式
的接收器的框 图14A、14B、14C和14D是根据某些具体实施方式
的示例性天线的示意 图15是根据本发明的一个具体实施方式
的射频侦测器的示意 图16A、16B和16C是倍压器的示意图；以及
图17是根据本发明的一个具体实施方式
的用于在发射器和接收器之间利用射频波来提供无线电能的方法的流程图。应当注意的是，在所有的附图中，相同的特征通过相同的标号来区分。
具体实施例方式现在参见图1，图I是根据在先技术将来自电源的无线电能提供至限定区域105中的电子装置104的系统100的框图。所述系统100包括发射器110，所述发射器110用于将射频电发射至接收器120。所述发射器110和所述接收器120均包括天线130。所述系统100是一种常规系统，在该系统中，射频电可以从发射器110被发射至区域105内的接收器120。参见图2，所述辐射元件130发出均匀分布的辐射模式395。所述均匀分布的辐射模式395属常规福射。
参见图3，区域105包括障碍106 (例如墙、家具等)，其导致无效点(nulls)和反射点。所述发射器Iio发出射频电，例如沿路径10-13发出。在所述射频电的发射过程中，所述射频电在所述障碍106上的反射在区域14内生成相长反射点或相消无效点。所述区域14使由所述发射器110发射的所述射频电被改变或阻挡，从而导致无线电能损失。限定区域105中任意位置的信号强度可以通过下式获得
权利要求
1.一种远程装置供电模块，所述远程装置供电模块适于与电源连接，以通过射频波向位于限定区域内的电子装置供电，所述装置包括发射器；所述发射器包括 至少ー个连接器，用于提供与所述电源的电连接； 转换电路，用于将来自所述电源的电能转换为具有基准相位的电信号； 移相模块，用于移动所述电信号的所述基准相位；以及 相位阵列式天线，所述相位阵列式天线安装在所述发射器上，并具有适于在数个相位发射所述电信号的数个辐射元件。
2.根据权利要求I所述的系统，其中所述相位阵列式天线为频率扫描阵列式天线。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述发射器包括合成器，所述合成器用于生成用于所述电信号的数字频率。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述移相模块与所述发射器的所述合成器相连。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述移相模块是矢量调制器。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其中所述发射器包括数个放大器。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述数个辐射元件的每ー个都与所述数个放大器的ー个相连。
8.一种用于将来自电源的电能提供给位于限定区域内电子装置的方法，所述方法包括 将来自所述电源的电能转换为电信号； 生成至少两个电信号，所述至少两个电信号具有基准相位； 移动所述至少两个电信号中至少ー个电信号的相位，并将所述至少两个电信号发送至相位阵列式天线的至少两个辐射元件；以及 将来自所述相位阵列式天线的射频电传输至所述电子装置，所述射频电通过射频波传输。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述生成步骤包括由合成器生成应用于所述至少两个电信号的数字频率。
10.根据权利要求8或9所述的方法，进ー步包括放大所述至少两个电信号。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其中所述相位移动发生在所述至少两个电信号的生成步骤之前。
12.一种用于通过射频波将来自电源的电能提供给位于限定区域内的电子装置的系统，所述系统包括 适于连接至所述电源的远程装置供电模块，所述装置包括 发射器，所述发射器包括 至少ー个连接器，用于提供与所述电源的电连接； 转换电路，用于将来自所述电源的电能转换为具有基准相位的电信号； 移相模块，用于移动所述电信号的所述基准相位； 相位阵列式天线，所述相位阵列式天线安装在所述发射器上，并具有适于在数个相位发射所述电信号的数个辐射元件；以及 接收器，所述接收器与所述电子装置连接用于侦测所述射频电，并将所述射频电转换为直流电以提供给所述电子装置。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述发射器包括合成器，所述合成器用于生成用于所述电信号的数字频率。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述移相模块与所述发射器的所述合成器相连。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的系统，其中所述移相模块是矢量调制器。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的系统，其中所述发射器包括数个放大器。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述数个辐射元件的每ー个都与所述发射器的所述数个放大器的ー个相连。
全文摘要
一种远程装置供电模块、系统和方法，用于向位于限定区域内的电子装置提供射频电。所述远程装置供电模块包括相位阵列式天线并与电源连接，从而将电能转化为电信号并将相位基准应用于所述电信号。所述电信号被移相模块移动，包括数个辐射元件的相位阵列式天线使用所述相位基准和所述被移动相位，并通过射频波产生并传播射频电。所述射频电然后被接收器转化为直流电，以提供给所述电子装置。
文档编号H01Q21/00GK102859840SQ201080064506
公开日2013年1月2日 申请日期2010年12月10日 优先权日2009年12月23日
发明者路易斯·威格莱昂, 迪诺·梅森, 帕奥罗·普里米亚尼 申请人:维康尼克斯电子有限公司