專利名稱：使用寄生天線的無線功率射程增加的制作方法
使用寄生天線的無線功率射程增加本申請案主張2007年11月28日申請的第60/990，908號臨時(shí)申請案的優(yōu)先權(quán)， 所述揭示案的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
背景技術(shù)：
我們的先前申請案已描述磁機(jī)械系統(tǒng)。奈杰爾(Nigel)的先前申請案“功率 LLC (Power LLC) ”已描述使用發(fā)射器的無線供電和/或充電系統(tǒng)，所述發(fā)射器以大體未經(jīng)調(diào) 制的載波發(fā)送磁信號。接收器從發(fā)射器的輻射場提取能量。所提取的能量可經(jīng)整流并用于 對負(fù)載供電或?qū)﹄姵爻潆?。我們的先前申請案描述使用耦合的磁諧振的電能的非輻射傳遞。非輻射可意味著 接收和發(fā)射天線與波長相比均“較小”，且因此具有相對于赫茲波的低輻射效率?？稍诎l(fā)射 諧振器與接收諧振器之間獲得高效率。

發(fā)明內(nèi)容
本申請案描述使用寄生天線延長此功率發(fā)射可發(fā)生的射程。另一方面描述調(diào)諧寄生天線。


在圖式中
圖1展示使用主發(fā)射天線和寄生發(fā)射天線兩者的無線功率發(fā)射的框圖
圖2展示房間的邊緣周圍的天線；
圖3展示處于室內(nèi)的不同水平處以圍繞門和窗的天線；
圖4展示寄生天線的匹配電路；
圖5展示場強(qiáng)分布；
圖6展示寄生天線；
圖7展示開關(guān)電容器的示意圖8展示場強(qiáng)；
圖9展示可變區(qū)域天線；
圖10展示耦合回路和天線；
圖11展示去諧與耦合因子；
圖12A和12B展示傳遞效率。
具體實(shí)施例方式
非輻射能量傳遞的經(jīng)典原則基于法拉第的感應(yīng)定律。發(fā)射器形成一次線圈且接收 器形成二次線圈，所述一次線圈與二次線圈相隔發(fā)射距離。一次線圈表示產(chǎn)生交替磁場的 發(fā)射天線。二次線圈表示使用法拉第感應(yīng)定律從交替磁場提取電功率的接收天線。
-μο^ = νχΕ( Ot 其中▽ X對 )表示交替磁場產(chǎn)生的電場的旋度。然而，發(fā)明者認(rèn)識到，存在于一次線圈與二次線圈之間的弱耦合可視為雜散電感。 此雜散電感又增加電抗，所述電抗本身可妨礙一次線圈與二次線圈之間的能量傳遞。這種弱耦合系統(tǒng)的傳遞效率可通過使用調(diào)諧到操作頻率的電抗的精確對立物的 電容器來改進(jìn)。當(dāng)以此方式調(diào)諧系統(tǒng)時(shí)，所述系統(tǒng)變?yōu)樵谄洳僮黝l率下諧振的補(bǔ)償變壓器。 功率傳遞效率隨后僅受一次線圈和二次線圈中的損耗限制。這些損耗本身由其質(zhì)量或Q因 子界定。雜散電感的補(bǔ)償也可視為源和負(fù)載阻抗匹配的一部分以便使功率傳遞最大化。以 此方式進(jìn)行的阻抗匹配因此可增加功率傳遞量。根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，描述一種用于對可位于室內(nèi)任何地方的無線供電裝置進(jìn)行供電 的技術(shù)。實(shí)施例對整個(gè)房間供電并為室內(nèi)任何地方的接收器提供功率，而不管所述接收器 的確切位置如何。如本文揭示的技術(shù)在135kHz的頻率(所謂的ISM帶)下操作。然而，其它技術(shù)可 在其它頻率下操作。舉例來說，其它實(shí)施例可在13. 56MHz的頻率下操作。實(shí)施例使用無源轉(zhuǎn)發(fā)器(本文中稱為寄生天線)來延長無線功率的射程。功率從 無線發(fā)射器傳遞到射程內(nèi)的所有寄生天線。這些寄生天線形成形成最大功率發(fā)射的區(qū)域的 經(jīng)調(diào)諧諧振器。無線功率接收器處于寄生天線的射程內(nèi)。圖1說明框圖?？捎么蓬l率產(chǎn)生器105和放大器110向“遠(yuǎn)程”室內(nèi)天線100饋 送磁功率。磁產(chǎn)生器105可產(chǎn)生具有與天線100諧振的頻率的輸出。天線100由如圖所示 的感應(yīng)回路101和單獨(dú)電容器102形成。在另一實(shí)施例中，回路101的自身電容可充當(dāng)電 容器?；芈泛碗娙萜鞯腖C常數(shù)大體上與由產(chǎn)生器和放大器產(chǎn)生的頻率諧振。這形成天線100附近的磁場區(qū)域。在一實(shí)施例中，天線100可橫越房間的周長。然 而，由于天線100在環(huán)形天線內(nèi)部產(chǎn)生與其在回路外部產(chǎn)生的信號一樣多的信號，所以將 天線放置成更加朝房間的中心可能較有效。因此，一個(gè)實(shí)施例可將天線放置在(例如)地 板中，或沿著桌子的邊緣放置。例如125等任何接收器可從室內(nèi)天線100直接接收功率，且 還可從天線120接收再輻射功率。寄生天線120從天線100接收磁場功率且再輻射到接近120的區(qū)域。接收器125 可為磁功率的接收器。展示為126、127的其它接收器也可以相同方式接收功率，從主天線100接收其功 率的一部分或全部，以及另一寄生天線130再輻射的功率的一部分?；蛘?，且在此實(shí)施例 中，展示接收器126和127僅從寄生天線130接收功率。又一接收器128不在寄生天線附 近，且僅從主天線100相應(yīng)地接收磁發(fā)射功率。環(huán)形天線可均具有相對于磁場的相同定向，或可每一者具有相對于磁場的不同定 向。接收器天線中繼功率的能力可主要取決于接收器天線與室內(nèi)天線之間的耦合。此 耦合又取決于許多因素，包含接收器天線與室內(nèi)天線之間的面積比。然而，接收器天線可在 尺寸上受并入有其的便攜式裝置的尺寸限制。寄生天線可具有足夠大的面積以允許其在需要時(shí)接收和再發(fā)射功率。另一重要特征是天線的質(zhì)量因子。寄生天線可具有較高的Q因子，因?yàn)槠淇杀浑[ 藏且具有任何尺寸。使用低頻率的實(shí)施例一般來說可比高頻率下使用的電感器使用更多匝電感器。一 個(gè)實(shí)施例可在作為天線100以及寄生天線的一部分的天線材料上使用多匝。一個(gè)實(shí)施例可 使用絞合線(例如，“利茲線”)來補(bǔ)償增加數(shù)目的匝所引起的增加的歐姆損耗。可使用低 電阻線來減少歐姆損耗。利茲線是一種特殊的絞合線，其中每一單一股與另一股電隔離。利茲線增加線的 有效橫截面面積，且借此部分補(bǔ)償集膚和鄰近效應(yīng)。更一般來說，一實(shí)施例可使用增加用于天線的線的有效橫截面面積的任何材料， 而不增加線的實(shí)際橫截面面積。以下說明常規(guī)線與利茲線之間的差異。 基于計(jì)算和模擬，申請人已發(fā)現(xiàn)，利茲線的AC電阻比具有相同的相當(dāng)?shù)某Ｒ?guī)線的 AC電阻低約50-80%。最終天線的電感可為天線的操作效率的極其重要的因素。電感可表達(dá)為 因子Ka取決于天線的形狀。對于矩形天線，Ka由下式給出
w =天線的寬度[mi h =天線的高度 叫 對于圓形天線，Ka由下式給出 環(huán)形天線的輻射電阻由下式給出
操作頻率的波長[m](對于135kHz,為2206. 8 m)也可使用這些公式來計(jì)算有源天線的特性。此天線的總電阻由歐姆損耗Rac、輻射 電阻Rrad和媒介損耗電阻Rmed形成。媒介損耗電阻模型化來自安裝有天線的房間的損耗。 房間內(nèi)的金屬零件如同媒介那樣作用。此媒介可根據(jù)其復(fù)磁導(dǎo)率來界定
μ；-相對磁導(dǎo)率的實(shí)部 μ^=相對磁導(dǎo)率的虛部基于此，媒介損耗電阻經(jīng)界定為 其中u" r可作為媒介的相對磁導(dǎo)率而經(jīng)測量，例如為 此值可針對不同房間而改變，其中每一房間將界定其自身的媒介。
圖2說明室內(nèi)天線，也稱為遠(yuǎn)程天線。此天線可由于其尺寸而為遠(yuǎn)程的。此類型 的較大天線通常具有較好的將磁功率耦合到接收者的能力。實(shí)施例使用具有近似12mx5. 5m 的尺寸的特殊試驗(yàn)室。天線可安裝在上面將定位有物件的桌子的高度處，但也可位于地板 上，其中其可較容易被隱藏。一個(gè)實(shí)施例由RG 213 U同軸電纜建立試驗(yàn)天線。僅使用此同軸電纜的外部導(dǎo)體。 在此實(shí)施例中，由于天線較大，所以可使用自身電容系統(tǒng)。圖2的實(shí)施例在圍繞房間的整個(gè)周長的地面上使用四匝。所測量的值為 其它實(shí)施例可具有不同值。在此實(shí)施例中，Q由于房間的特性而低于預(yù)期。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上此媒介中的單匝天線提供與多匝天線相同的性能。舉例來 說，針對不同高度的不同參數(shù)產(chǎn)生類似值。 0. 4m 處 4 匝 1.3111處1匝還可從墻壁移除天線約lm，且放置在離開地面的不同高度上。以下展示針對與墻 壁間隔Im的天線的結(jié)果。 0. 8m 處 1 匝 2. Om 處 1 匝
圖3所示的另一實(shí)施例包含升離地面某一量且還在區(qū)域305、310處升高以圍繞門 和窗的天線。針對此天線的所測量的值如下 1.3111處1匝(在窗處升高1.8m，且在門上方升高2. Im)遠(yuǎn)程天線100可攜載較高功率。圖4中展示提供LC值和50歐姆匹配的用于天線 的電路。根據(jù)一實(shí)施例，向天線使用特殊電容器組和耦合變壓器。此裝置的值可為· C1-C6 :22nF/900VAC 電容器來自瑞華士瑞法公司(Revox Rifa)的型號PHE450· P1/P2 母 UHF-連接器，針對RG 213U電纜而設(shè)計(jì)·Ρ3:母N-連接器·Τ1 :2χ變壓器1 :7，每一者具有型號B64290-L659-X830的2個(gè)鐵素體磁心，其由 Ν30材料制成，二次繞組由3mm HF利茲線(120x0.1 mm 0 )制成。在一實(shí)施例中，天線可攜載約150W的額定功率。然而，在接近此額定功率的功率 電平處，電容器組攜載12安培的電流，400V的總電壓。這對應(yīng)于4. SkVA的無功電壓。因此，在一實(shí)施例中，電容器組提供在變壓器的二次側(cè)上。將電容器組放置在變壓 器的一次側(cè)上需要無功功率穿過變壓器并借此在電感與電容之間振蕩。這將增加變壓器尺 寸。許多房間包含許多金屬物體，且因此固有地有損耗。天線還既定具有相對較大的 尺寸。因此，此系統(tǒng)的特性使其固有地不受人們的靠近和移動影響。本質(zhì)上，這是因?yàn)槿魏?人覆蓋的面積通常較小，例如小于天線的面積的10%。由于這些固有特征的緣故，不對此天 線進(jìn)行調(diào)諧通常將是必要的。在一實(shí)施例的操作中，遠(yuǎn)程天線的固定安裝形成貫穿于整個(gè)試驗(yàn)室的磁場，從而 形成約60W的發(fā)射功率。所測量到的實(shí)際結(jié)果在圖5中展示。此三維曲線圖展示由于門周 圍以及峰值點(diǎn)處的電纜回路而引起的沿著墻壁的峰值。場強(qiáng)還朝后壁增加，因?yàn)榇吮谂c其 它壁相比具有試驗(yàn)室中的較少金屬零件。場強(qiáng)歸因于雙層玻璃窗的金屬框架而在窗邊處減一個(gè)實(shí)施例可通過沿著某些壁(例如，在需要較多信號或僅一般的房間的區(qū)域 中)放置天線的回路而利用此效應(yīng)。天線回路的適當(dāng)設(shè)計(jì)可能使這些熱點(diǎn)最少化或向這些熱點(diǎn)提供補(bǔ)充天線。在房間 的中心部分中，場強(qiáng)常接近恒定。功率根據(jù)發(fā)射功率的平方根而縮放。因此，使發(fā)射功率加倍可將房間中的功率密 度增加V 2.。房間中的磁場也經(jīng)測量，且在60瓦的所發(fā)射功率下在所有點(diǎn)處保持在安全限度 內(nèi)。
圖6說明根據(jù)一實(shí)施例使用的寄生天線。第一實(shí)施例使用14匝回路600，其由 120x0. Imm直徑高頻率利茲線形成。所述回路的電感受包含逐匝間隔的若干因素影響，其中 匝之間的較小間隔導(dǎo)致較高電感和因此的較高質(zhì)量因子。在所述實(shí)施例中，用熱膠填充匝以固定確切位置。還可使用導(dǎo)引件。匝到匝的間 隔的下限是天線的必需承受電壓。舉例來說，在20W處，可存在IK無功電壓，從而導(dǎo)致75V 的匝與匝的電壓。圖6所示的天線包含形成電感的14匝回路600和未連接到主回路600 的單匝“耦合回路”606。圖6展示內(nèi)建到畫框中的天線。寄生天線的電容由主體電容600和可變電容形成。在此實(shí)施例中，可變電容由控 制電容器組603的開關(guān)的步進(jìn)開關(guān)604形成。圖7說明可用于調(diào)諧寄生天線的電容器組。主體電容602可與經(jīng)由多觸點(diǎn)開關(guān)700 連接的可調(diào)諧電容603并聯(lián)。開關(guān)位置1為無額外電容，且僅提供主體電容。根據(jù)一實(shí)施 例，這提供137kHz的諧振頻率。可通過改變到不同開關(guān)位置而添加更多電容與電容器組并 聯(lián)。位置2提供例如90pf電容，且位置3提供160pF。在位置三處實(shí)現(xiàn)135kHz諧振頻率。 位置6(330pf)可將頻率調(diào)諧為132khz。天線可由附近的金屬物體去諧，且可通過添加更多電容來校正頻率移位。額外電 容可降低質(zhì)量因子，因?yàn)橹C振電路的LC比降低。天線的所產(chǎn)生的磁場內(nèi)部的每一金屬物體補(bǔ)償天線的總電感的一部分，因此導(dǎo)致 天線的升高的諧振頻率。天線不具有實(shí)質(zhì)電場。因此，電介質(zhì)材料的存在對天線具有非常 小的影響。因此，一實(shí)施例中所述類型的低頻率天線具有歸因于去諧效應(yīng)而向上移位的諧 振頻率。根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的調(diào)諧補(bǔ)償系統(tǒng)因此可始終下拉諧振以提供非對稱調(diào)諧范圍。一實(shí)施例的寄生天線具有以下特性 另一實(shí)施例可使用相加在一起以增加總電容的多個(gè)小電容器。又一實(shí)施例可使用半導(dǎo)體開關(guān)或中繼器來改變電容。圖8中展示另一補(bǔ)償系統(tǒng)。這提供寄生天線600的場內(nèi)的短路回路部分800。這 導(dǎo)致H場的一部分得以補(bǔ)償，借此降低寄生天線的電感。較低的電感在恒定電容的情況下 導(dǎo)致較高諧振頻率。因此，此技術(shù)還可用于調(diào)諧天線的諧振頻率。諧振頻率的補(bǔ)償量取決于 主發(fā)射天線600的面積與補(bǔ)償天線800的面積之間的比率。短路回路的面積界定影響量，其中較小回路比較大回路具有更少影響。此技術(shù)的可想象的缺點(diǎn)是短路回路降低寄生天線的總Q因子。另一實(shí)施例可實(shí)施面積機(jī)械可變的短路回路。圖9說明其中回路由于移動其特性 的能力而具有可變面積的實(shí)施例。圖9中的回路是具有鍍銅條的三角形回路。第一條902 和第二條904經(jīng)由例如903等中心可旋轉(zhuǎn)耦合件而連接在一起。條902、904還經(jīng)由可移動 部分906、907而連接在一起。部分906、907可相對于彼此變化，且在部分910、911、912上 樞轉(zhuǎn)。彈簧915可輔助折疊和伸展天線。在所述實(shí)施例中，主條902、904具有長度X，且折 疊條906、907具有長度X/2。通過拉動三角形的上部隅角使三角形變形。然而，當(dāng)拉力變小 時(shí)，彈簧915使三角形靠攏且形成較小面積。包含矩形和梯形的不同形狀也可用于此目的。圖10中說明接收器天線。根據(jù)此實(shí)施例，接收器天線可由高頻率利茲線的70匝 回路形成。接收器天線1000可具有纏繞為五層的匝，其中每一層上具有14匝。這可形成 矩形構(gòu)型，其中本質(zhì)上線堆疊1002界定可集成在移動裝置的邊緣周圍的周長。天線參數(shù)展 示為 此系統(tǒng)還可使用與接收天線完全分離的耦合回路。所述耦合回路可為例如三匝回 路 1005。天線去諧可在天線之間的耦合增加且天線開始影響彼此的電感且因此影響諧振 頻率時(shí)發(fā)生。這導(dǎo)致天線的強(qiáng)去諧。因此，當(dāng)無線接收器變得過于接近寄生回路時(shí)，可發(fā)生 去耦。模擬和測量產(chǎn)生圖11的曲線圖，其展示耦合因子對兩個(gè)天線之間的功率傳遞的影 響。天線之間的可調(diào)節(jié)耦合可用于避免此去諧?？蓪⒍鄠€(gè)分接頭添加到天線匝并用作 耦合回路。耦合的強(qiáng)度可通過在分接頭之間切換來改變。系統(tǒng)效率界定系統(tǒng)如何將功率傳遞到接收器。系統(tǒng)效率由遠(yuǎn)程天線與寄生回路之 間的傳遞效率、遠(yuǎn)程天線與接收器之間的傳遞效率，以及遠(yuǎn)程天線到寄生回路到接收器之 間的傳遞效率界定。圖12A和12B中針對本文描述的特定試驗(yàn)設(shè)置而展示示范性結(jié)果。圖12A展示單 跳傳遞效率，而圖12B展示雙跳傳遞效率。上文給出的測量確認(rèn)寄生天線的使用可補(bǔ)償原本歸因于房間邊界將發(fā)生的損耗。 寄生天線允許更好地使用現(xiàn)有材料。此外，這些可處于IEEE和NATO定義的在130kHz下每 米125. 4安培的暴露限度內(nèi)，其可使用寄生天線在60W的發(fā)射功率下在房間內(nèi)的任何點(diǎn)處 兩足。盡管上文已詳細(xì)揭示僅幾個(gè)實(shí)施例，但其它實(shí)施例是可能的且發(fā)明者希望這些包 含在本說明書內(nèi)。說明書描述特定實(shí)例以實(shí)現(xiàn)可以另一方式實(shí)現(xiàn)的較一般的目標(biāo)。本發(fā)明 希望是示范性的，且權(quán)利要求書希望涵蓋所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可能可預(yù)測的任何修改 或替代方案。舉例來說，可使用其它尺寸、材料和連接。可使用其它結(jié)構(gòu)來接收磁場。一般 來說，可使用電場代替磁場，作為主要耦合機(jī)制。可使用其它種類的磁體和其它陣列形狀。并且，發(fā)明者希望僅那些使用詞語“用于...的裝置”的權(quán)利要求既定依據(jù) 35USC112，第六章進(jìn)行解釋。此外，不希望將來自說明書的限制曲解到任何權(quán)利要求中，除 非權(quán)利要求中明確包含那些限制。在本文提及特定數(shù)值的情況下，應(yīng)認(rèn)為所述值可增加或減小20%，同時(shí)仍保持在 本申請案的教示內(nèi)，除非明確地提及某一不同范圍。在使用指定邏輯含義的情況下，也希望 包含相反的邏輯含義。
權(quán)利要求
一種系統(tǒng)，其包括第一系統(tǒng)，其包含具有第一尺寸的發(fā)射天線，所述發(fā)射天線以磁場發(fā)射無線功率；以及寄生天線，其具有小于所述第一尺寸的第二尺寸，所述寄生天線在一區(qū)域中轉(zhuǎn)發(fā)所述無線功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述寄生天線由感應(yīng)回路和電容形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述感應(yīng)回路由具有彼此電隔離的若干股的絞合 線形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述感應(yīng)回路由增加用于所述天線的線的有效橫 截面面積而不增加所述線的實(shí)際橫截面面積的材料形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射天線圍繞房間的周長。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射天線處于所述房間內(nèi)的不同水平處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一系統(tǒng)包含頻率產(chǎn)生器和匹配系統(tǒng)，所述 匹配系統(tǒng)包含耦合變壓器，以及在所述變壓器的一次側(cè)上的電容器。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述寄生天線包含可調(diào)節(jié)以改變所述寄生天線的 諧振頻率的調(diào)諧部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)諧部分包含可變電容。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述部分僅在向下方向上調(diào)節(jié)所述諧振頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)諧部分包含使所述感應(yīng)回路的一部分短 路的部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述部分具有可變尺寸以改變其使所述感應(yīng)回 路短路的面積。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述部分為三角形。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述可變電容為開關(guān)電容。
15.一種系統(tǒng)，其包括寄生天線，其經(jīng)調(diào)諧以在所述寄生天線的一區(qū)域中接收并轉(zhuǎn)發(fā)以磁方式產(chǎn)生的無線功率。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述寄生天線由感應(yīng)回路和電容形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述感應(yīng)回路由增加用于所述寄生天線的線的 有效橫截面面積而不增加所述線的實(shí)際橫截面面積的材料形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述感應(yīng)回路由具有彼此電隔離的若干股的絞 合線形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括發(fā)射磁能的發(fā)射天線。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述寄生天線包含可調(diào)節(jié)以改變所述寄生天線 的諧振頻率的調(diào)諧部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)諧部分包含可變電容。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)諧部分僅在向下方向上調(diào)節(jié)所述諧振頻率。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)諧部分包含使所述感應(yīng)回路的一部分短路的部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)諧部分具有可變尺寸以改變其使所述感 應(yīng)回路短路的面積。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述部分的外部形狀為三角形。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述可變電容為開關(guān)電容。
27.—種系統(tǒng)，其包括寄生天線，其由與電容串聯(lián)的感應(yīng)回路形成，所述感應(yīng)回路由增加用于所述寄生天線 的線的有效橫截面面積而不增加所述線的實(shí)際橫截面面積的材料形成，所述感應(yīng)回路和電 容的LC值界定指定頻率下的諧振頻率，以在所述寄生天線的一區(qū)域中接收并轉(zhuǎn)發(fā)所述指 定頻率的以磁方式產(chǎn)生的無線功率。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述感應(yīng)回路由具有彼此電隔離的多股線的絞 合線形成。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中所述絞合線為利茲線。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括在所述指定頻率下發(fā)射磁能的發(fā)射天線。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述寄生天線包含可調(diào)節(jié)以改變所述寄生天線 的諧振頻率的調(diào)諧部分。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)諧部分包含可變電容。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)諧部分僅在向下方向上調(diào)節(jié)所述諧振頻率。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)諧部分包含使所述感應(yīng)回路的一部分短 路的部分。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)諧部分具有可變尺寸以改變其使所述感 應(yīng)回路短路的面積。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述可變電容為開關(guān)電容。
37.一種系統(tǒng)，其包括寄生天線，其由與電容串聯(lián)的感應(yīng)回路形成，所述感應(yīng)回路和電容的LC值被調(diào)諧到指 定頻率下的諧振頻率，以在所述寄生天線的一區(qū)域中接收并轉(zhuǎn)發(fā)所述指定頻率的以磁方式 產(chǎn)生的無線功率，所述寄生天線包含可調(diào)節(jié)以通過使所述感應(yīng)回路的一部分上短路而改變 所述寄生天線的諧振頻率的調(diào)諧部分。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述感應(yīng)回路由增加用于所述天線的線的有效 橫截面面積而不增加所述線的實(shí)際橫截面面積的材料形成。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括在所述指定頻率下發(fā)射磁能的發(fā)射天線。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述部分具有可變尺寸以改變其使所述感應(yīng)回 路短路的面積。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中所述部分為三角形。
42.一種系統(tǒng)，其包括無線功率發(fā)射器，其包含磁場產(chǎn)生器，所述磁場產(chǎn)生器在指定頻率下產(chǎn)生磁場；以及 發(fā)射天線，所述發(fā)射天線通過產(chǎn)生具有所述指定頻率的磁場而發(fā)射無線功率，所述發(fā)射天3線具有電感，且具有電容，從而形成大體上與所述指定頻率諧振的LC值，所述電感由圍繞 回路延伸的天線回路形成，且形成所述回路的區(qū)域具有至少兩個(gè)不同平面截面，其中所述 平面截面的第一者在第二平面截面上方。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括寄生天線，所述寄生天線小于所述發(fā) 射天線的所述回路且在一區(qū)域中轉(zhuǎn)發(fā)所述無線功率。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的系統(tǒng)，其中所述天線具有第一平面中的第一面積，和水平 位于所述第一平面上方的第二平面中的第二面積。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括在所述第一與第二平面之間延伸的第 三部分。
46.一種方法，其包括從形成磁諧振器的第一部分且產(chǎn)生作為磁場的無線功率的第一天線產(chǎn)生無線功率； 使用寄生天線在所述第一天線的射程內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)所述無線功率；以及 將已由所述寄生天線轉(zhuǎn)發(fā)的所述磁功率以無線方式接收到便攜式裝置中并使用所述 功率來向所述裝置供電。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中所述第一天線具有大于所述第二天線的外部尺等。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其進(jìn)一步包括使用增加用于所述天線的線的有效橫 截面面積而不增加所述線的實(shí)際橫截面面積的材料。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中所述產(chǎn)生使用圍繞房間的周長的發(fā)射天線。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述發(fā)射天線處于所述房間內(nèi)的不同高度水平處。
51.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其進(jìn)一步包括調(diào)諧所述寄生天線的諧振頻率。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中所述調(diào)諧包括改變可變電容的值。
53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中所述調(diào)諧包括使所述感應(yīng)回路的一部分短路。
全文摘要
使用作為磁諧振器的一部分的第一天線形成無線功率傳遞，以在所述第一天線的一區(qū)域中形成磁場。一個(gè)或一個(gè)以上寄生天線轉(zhuǎn)發(fā)所述功率以形成更有效地接收所述功率的局部區(qū)域。
文檔編號H01Q3/24GK101911387SQ200880124486
公開日2010年12月8日 申請日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者盧卡斯·西貝爾, 奈杰爾·P·庫克, 漢斯彼得·威德默 申請人:高通股份有限公司