專(zhuān)利名稱(chēng)：：無(wú)線能量傳輸?shù)闹谱鞣椒o(wú)線能量傳輸相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本臨時(shí)申請(qǐng)涉及到2007年3月27日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)60/908383、2006年7月7日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/481077以及2005年7月12曰提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/698442。在此通過(guò)引用將2006年7月7日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/481077和2005年7月12日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/698442中的每一個(gè)的全文并入本文。
背景技術(shù)：
：本申請(qǐng)涉及無(wú)線能量傳輸?？梢栽诶缦颡?dú)立電氣或電子裝置供電的應(yīng)用中使用無(wú)線能量傳輸。全向天線的輻射模式(用于信息傳輸效果很好)不適于這種能量傳輸，這是因?yàn)榻^大多數(shù)能量都浪費(fèi)到自由空間中了。即使對(duì)于長(zhǎng)距離(傳輸距離LTRANSLDEV，其中Ldev是裝置和/或源的特征尺寸)來(lái)說(shuō)，也可以將使用激光或高定向性天線的定向輻射模式有效地用于能量傳輸，但對(duì)于移動(dòng)物體而言，該定向輻射模式要求視線無(wú)遮擋和復(fù)雜的跟蹤系統(tǒng)。一些傳輸方案依賴(lài)于感應(yīng)，但一般都限于非常近范圍(Ltrans〈《dev)或小功率(mV)的能量傳輸。近年來(lái)獨(dú)立電子裝置的迅速發(fā)展(例如膝上型電腦、手機(jī)、家用機(jī)器人，它們一般都依賴(lài)于化學(xué)能量存儲(chǔ))已經(jīng)導(dǎo)致了越來(lái)越需要無(wú)線能量傳輸。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，可以將漸逝場(chǎng)模式限于局部區(qū)域的具有耦合諧振模式的諧振物體用于無(wú)線非輻射能量傳輸。盡管與其它非諧振的周?chē)矬w交互很微弱，但諧振物體往往會(huì)與周?chē)矬w耦合。通常，利用下述技術(shù)，隨著耦合增強(qiáng)，傳輸效率也增大。在一些實(shí)施例中，利用以下技術(shù)，能量45傳輸率(速率)可以大于能量損耗率(速率)。因此，可以在諧振物體之間實(shí)現(xiàn)高效的無(wú)線能量交換，同時(shí)僅有適度的能量會(huì)傳輸和耗散到其他非諧振物體中。近場(chǎng)的幾乎全向但穩(wěn)定(無(wú)損耗)的性質(zhì)使這種機(jī)制適于移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)。因此，各實(shí)施例具有很多可能的應(yīng)用，例如包括將源(例如連接到有線電網(wǎng)的源)放置于工廠房間的頂棚上，而裝置(機(jī)器人、車(chē)輛、計(jì)算機(jī)等)在房間內(nèi)自由漫游。其它應(yīng)用包括用于電動(dòng)公共汽車(chē)和/或混合動(dòng)力車(chē)和植入性醫(yī)療裝置的電源。在一些實(shí)施例中，諧振模式是所謂的磁諧振，對(duì)于磁諧振而言，諧振物體周?chē)拇蟛糠帜芰看鎯?chǔ)于磁場(chǎng)中，即在諧振物體外部?jī)H有非常小的電場(chǎng)。由于大部分日常材料(包括動(dòng)物、植物和人)都是非磁性的，因此它們與磁場(chǎng)的交互最小。這對(duì)于安全性以及減少與無(wú)關(guān)的周?chē)矬w交互而言都是重要的。在一個(gè)方面中，公開(kāi)了一種用于無(wú)線能量傳輸?shù)脑O(shè)備，其包括第一諧振器結(jié)構(gòu)，用于在大于第二諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L2的距離D上與第二諧振器結(jié)構(gòu)以非輻射方式傳輸能量。所述非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部(evanescenttail)和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的(mediated)。在一些實(shí)施例中，D還大于如下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)第一諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L,、第一諧振器結(jié)構(gòu)的特征寬度以及第一諧振器結(jié)構(gòu)的特征厚度。該設(shè)備可以包括以下特征中的任何特征，該任何特征指的是以下特征中的單個(gè)特征或以下特征中的特征的組合。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成向所述第二諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成從所述第二諧振器結(jié)構(gòu)接收能量。在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備包括所述第二諧振器結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率co。Q因數(shù)<^和諧振寬度rP所述第二諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率co2、Q因數(shù)Q2和諧振寬度r2，并且非輻射傳輸具有速率k。在一些實(shí)施例中，所述頻率co!和co2大約位于所述諧振寬度八和r2中的較窄者之中。在一些實(shí)施例中，〉100且Q2>100;>200且Q2>200;>500且Q2>500;>1000且Q2>1000。在一些實(shí)施例中，Q,>200或Q2>200;Q,〉500或Q2〉500;Q，H000或Q2〉1000。在一些實(shí)施例中，耦合損耗比(couplingtolossratio);>0.5，+>1，_^>2或+>5。Vr'r:Vr,r2Vr,r2在一些實(shí)施例中，D/L2可以大到等于2，大到等于3，大到等于5，大到等于7，大到等于IO。在一些實(shí)施例中，QplOOO，Q2〉1000且耦合損耗比；〉10。在一些實(shí)施例中，Q,〉1000，(^2>1000且耦合損耗比;>25。在一些實(shí)施例中，Q一IOOO，02>1000且耦合損耗比;>40。V廠^在一些實(shí)施例中，所述能量傳輸?shù)男蔜^比大約1%大，比大約10%大，比大約20%大，比大約30%大，或比大約80%大。在一些實(shí)施例中，所述能量傳輸?shù)妮椛鋼p耗i^d比大約10%小。在一些這樣的實(shí)施例中，所述耦合損耗比一》0.i。在一些實(shí)施例中，所述能量傳輸?shù)妮椛鋼p耗TW)比大約1%小。在一些這樣的實(shí)施例中，所述耦合損耗比一》1。在一些實(shí)施例中，在距任一諧振物體的表面超過(guò)3cm的距離處有人的情況下，所述能量傳輸由于人而造成的損耗ilh比大約1%小。在一些這樣的實(shí)施例中，所述耦合損耗比一》1。在一些實(shí)施例中，在距任一諧振物體的表面超過(guò)10cm的距離處有人的情況下，所述能量傳輸由于人而造成的損耗Tih比大約0.2X小。在一些這樣的實(shí)施例中，所述耦合損耗比；》1。打2在一些實(shí)施例中，在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括所述功率源。在一些實(shí)施例中，/大約是最佳效率頻率。在一些實(shí)施例中，/約為50GHz或更低，約為1GHz或更低，約為100MHz或更低，約為10MHz或更低。在一些實(shí)施例中，約為lMHz或更低，約為100KHz或更低，或約為10kHz或更低。在一些實(shí)施例中，/約為50GHz或更高，約為lGHz或更高，約為100MHz或更高，約為10MHz或更高，或約為lMHz或更高，約為100kHz或更高，或約為10kHz或更高。在一些實(shí)施例中，在工作期間，所述諧振器結(jié)構(gòu)之一從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收可用功率Pw。在一些實(shí)施例中，Pw比大約0.01瓦大，比大約0.1瓦大，比大約1瓦大，或比大約10瓦大。在一些實(shí)施例中，Qk-co/2k比大約50小，比大約200小，比大約500小，或比大約1000小。在一些實(shí)施例中，D/L2大到等于3，大到等于5，大到等于7，或大到。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)之一包括帶電容負(fù)載的導(dǎo)電線圈(capacitivelyloadedconductivecoil)。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括帶電容負(fù)載的導(dǎo)電線圈。在一些這樣的實(shí)施例中，在工作期間，所述諧振器結(jié)構(gòu)之一從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收可用功率Pw，且在向所述另一諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)小。在一些實(shí)施例中，在工作期間，所述諧振器結(jié)構(gòu)之一從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收可用功率Pw，在所述第一諧振器結(jié)構(gòu)Vs的電容負(fù)載兩端出現(xiàn)電壓差Vs，且比值;比大約2000Foto/_小或比大約4000/~~小。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括帶電容負(fù)載的導(dǎo)電線圈，Q戶200且Q^200。在一些實(shí)施例中，從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸Lk比大約lcm小，所述物體的所述導(dǎo)電線圈的寬度比大約lmm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。在一些這樣的實(shí)施例中，/大約為380MHz。在一些實(shí)施例中，所述耦合損耗比一》14.9，~^=》3.2，^^》1.2或"^》0.4。V1^2在一些實(shí)施例中，從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸Lr比大約10cm小，所述物體的導(dǎo)電線圈的寬度比大約2mm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率/驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，/大約為43MHz。在一些實(shí)施例中，所述耦合損耗比；》15.9，一》4.3，一》1.8或+》0.7。Vr,r2V廠,匸在一些實(shí)施例中，從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸U比大約30cm小，所述物體的導(dǎo)電線圈的寬度比大約2cm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率/驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。在一些這樣的實(shí)施例中，/大約為9MHz。在一些實(shí)施例中，所述耦合損耗比一》67.4,一》17.8，+》7.1或+》Vr'1^打22.7。在一些實(shí)施例中，從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸U比大約30cm小，所述物體的導(dǎo)電線圈的寬度比大約2mm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率/驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，/大約為17MHZ。在一些實(shí)施例中，所述耦合損耗比；》6.3，；》1.3，；》0.5或；》0.2。在一Vr,r^#,「打2打2些實(shí)施例中，從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸LR比大約lm小，所述物體的導(dǎo)電線圈的寬度比大約2mm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，/大約為5MHz。在一些實(shí)施例中，所述耦合損耗比；》6.8，；》1.4，；》0.5，；》0.2。在一些這樣的Vr,r2Vr,r2Vr,r2Vr,r2實(shí)施例中，Z)/Lw大到約為3，約為5，約為7，或約為IO。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)之一或兩者包括電介質(zhì)盤(pán)。在一些實(shí)施例中，從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸為L(zhǎng)R，且所述諧振器結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)e的實(shí)數(shù)部分比大約150小。在一些這樣的實(shí)施例中，所述耦合損耗比一》42.4，;》6.5，；》2.3，；》0.5。在一些實(shí)施例中，從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸為L(zhǎng)R，且所述諧振器結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)s的實(shí)數(shù)部分比大約小。在一些實(shí)施例中，所述耦合損耗比—》30.9，+>2.3或+》0.5。在一些實(shí)施例中，被配置成從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)s的實(shí)數(shù)部分比大約65小。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)之一包括自諧振導(dǎo)線線圈。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括自諧振導(dǎo)線線圈。在一些實(shí)施例中，所述自諧振導(dǎo)線線圈中的一個(gè)或多個(gè)包括長(zhǎng)度為1且截面半徑為的導(dǎo)線，所述導(dǎo)線被盤(pán)繞成半徑為r、高度為h且匝數(shù)為N的螺旋線圈。在一些實(shí)施例中，W=V/2-y/2;zr。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括自諧振導(dǎo)線線圈，Qp200且Q2〉200。在一些實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)諧振器結(jié)構(gòu)，r大約為30cm，h大約為20cm，a大約為3mm，N大約為5.25，并且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，/大約為10.6MHz。在一些實(shí)施例中，所述耦合損耗比；》40，；》15，或；》5或；》1。在一些實(shí)施例中，"/丄w大到約為2、3、5或8。在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括電耦合到所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的電氣或電子裝置，使得所述裝置能夠從所述第二諧振器結(jié)構(gòu)接收能量。在一些實(shí)施例中，裝置包括機(jī)器人(例如常規(guī)的機(jī)器人或納米機(jī)器人)、移動(dòng)電子裝置(例如電話或計(jì)算機(jī)或膝上型計(jì)算機(jī))。在一些實(shí)施例中，該裝置包括用于植入患者體內(nèi)的醫(yī)療裝置(例如人造器官或用于投遞藥物的移植物)。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)包括如下之一電介質(zhì)盤(pán)、電介質(zhì)物體、金屬物體、金屬電介質(zhì)材料、等離子體材料、帶電容負(fù)載的導(dǎo)電線圈、自諧振導(dǎo)線線圈。在一些實(shí)施例中，諧振場(chǎng)是電磁場(chǎng)。在一些實(shí)施例中，所述諧振場(chǎng)是聲學(xué)場(chǎng)。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)諧振場(chǎng)包括所述諧振結(jié)構(gòu)之一的回音廊模式(whisperinggallerymode)。在一些實(shí)施例中，所述諧振場(chǎng)在所述諧振物體外部的區(qū)域中主要為磁性場(chǎng)。在一些實(shí)施例中，在距最近的諧振物體的距離為p處，平均電場(chǎng)能量與平均磁場(chǎng)能量之比小于O.Ol或小于O.l。在一些實(shí)施例中，"是最近的51諧振物體的特征尺寸，且p/A小于1.5、3、5、7或10。在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)所述諧振器具有比大約5000大或比大約10000大的品質(zhì)因數(shù)。在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)所述諧振器具有比大約10000大的品質(zhì)因數(shù)。在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括用于以非輻射方式與所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)傳輸能量的第三諧振器結(jié)構(gòu)，其中所述第三諧振器結(jié)構(gòu)與所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)之間的所述非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第三諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在一些實(shí)施例中，所述第三諧振器結(jié)構(gòu)被配置成向所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)傳輸能量。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成從所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)接收能量。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成從所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)接收能量并向所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)傳輸能量。在另一方面中，披露了一種無(wú)線傳輸能量的方法，包括提供第一諧振器結(jié)構(gòu)；以及在距離D上與第二諧振器結(jié)構(gòu)以非輻射方式傳輸能量，所述距離D大于所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸"和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L2。所述非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率叫、Q因數(shù)Q！和諧振寬度n，所述第二諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率0)2、Q因數(shù)Q2和諧振寬度廠2，以及所述非輻射傳輸具有速率k。在一些實(shí)施例中，所述頻率W和co2大約位于所述諧振寬度n和r2中的較窄者之中。在一些實(shí)施例中，所述耦合損耗比一>1。V仏52在另一方面中，公開(kāi)了一種設(shè)備，其包括第一諧振器結(jié)構(gòu)，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)用于在距離D上與第二諧振器結(jié)構(gòu)以非輻射方式傳輸能量，所述距離D大于所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的特征寬度W,和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L2。所述非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成向所述第二諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量。在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備包括所述第二諧振器結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率cd、Q因數(shù)Q,和諧振寬度rv所述第二諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率002、Q因數(shù)Q2和諧振寬度r2，以及所述非輻射傳輸具有速率k。在一些實(shí)施例中，所述頻率co,和0)2大約位于所述諧振寬度r,和r2中的較窄者之中。在一些實(shí)施例中，所述耦合損耗比一>1。在另一方面中，公開(kāi)了一種用于無(wú)線信息傳輸?shù)脑O(shè)備，其包括第一諧振器結(jié)構(gòu)，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)用于在距離D上與第二諧振器結(jié)構(gòu)通過(guò)以非輻射方式傳輸能量來(lái)傳輸信息，所述距離D大于所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L,和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L2。所述非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成向所述第二諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成從所述第二諧振器結(jié)構(gòu)接收能量。在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備包括所述第二諧振器結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率W、Q因數(shù)Q,和諧振寬度n，所述第二諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率c02、Q因數(shù)q2和諧振寬度IV以及所述非輻射傳輸具有速率k。在一些實(shí)施例中，所述頻率co,和w2大約位于所述諧振寬度r,和r2中的較窄者之中。在一些實(shí)施例中，所述耦合損耗比；>1。Vr,r2在另一方面中，公開(kāi)了一種用于無(wú)線能量傳輸?shù)脑O(shè)備，所述設(shè)備包括第一諧振器結(jié)構(gòu)，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)用于在距離D上與第二諧振器結(jié)構(gòu)以非輻射方式傳輸能量，所述距離D大于所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的特征厚度T,和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L2。所述非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成向所述第二諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量。在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備包括所述第二諧振器結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率o),、Q因數(shù)Q,和諧振寬度r,，所述第二諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率co2、Q因數(shù)Q2和諧振寬度r2，以及所述非輻射傳輸具有速率k。在一些實(shí)施例中，所述頻率co,和co2大約位于所述諧振寬度n和r2中的較窄者之中。在一些實(shí)施例中，所述耦合損耗比；>1。一些實(shí)施例包括用于在工作期間維持一個(gè)或多個(gè)諧振物體的諧振頻率的機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，反饋機(jī)構(gòu)包括具有固定頻率的振蕩器且用于調(diào)節(jié)所述一個(gè)或多個(gè)諧振物體的諧振頻率以使之約等于所述固定頻率。在一些實(shí)施例中，所述反饋機(jī)構(gòu)被配置成監(jiān)測(cè)所述能量傳輸?shù)男?，并調(diào)節(jié)所述一個(gè)或多個(gè)諧振物體的諧振頻率以使所述效率最大。應(yīng)當(dāng)理解，物體的特征尺寸等于能夠包圍整個(gè)物體的最小球體的半徑。物體的特征寬度是在該物體沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠通過(guò)的最小可能的圓的半徑。例如，圓柱物體的特征寬度為圓柱的半徑。物體的特征厚度是當(dāng)把該物體放在任意結(jié)構(gòu)的平面上時(shí)，物體的最高點(diǎn)相對(duì)于平面的最小可能高度。兩個(gè)諧振物體之間發(fā)生能量傳輸?shù)木嚯xD是能夠包圍每個(gè)物體整體的54最小球體的相應(yīng)中心之間的距離。然而，當(dāng)考慮人和諧振物體之間的距離時(shí)，該距離是通過(guò)測(cè)量從人的外表面到球的外表面的距離而測(cè)出的。如下文詳細(xì)所述，非輻射能量傳輸是指主要通過(guò)局域化近場(chǎng)，最多輔助地通過(guò)場(chǎng)的輻射部分所實(shí)現(xiàn)的能量傳輸。應(yīng)當(dāng)理解，諧振物體的漸逝尾部是局限在物體處的諧振場(chǎng)的緩慢衰減的非輻射部分。衰減可以采取任何函數(shù)形式，例如包括指數(shù)式衰減或冪律衰減。無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的最佳效率頻率是在所有其他因子保持恒定的情況下品質(zhì)因數(shù)；最大化時(shí)的頻率。諧振寬度(r)指的是由物體的固有損耗(例如由于吸收、輻射等導(dǎo)致的損耗)造成的物體諧振的寬度。應(yīng)當(dāng)理解，Q因數(shù)是一個(gè)用于將振蕩系統(tǒng)振幅衰減的時(shí)間常數(shù)與其振蕩周期進(jìn)行比較的因子。對(duì)于頻率為co、諧振寬度為r的給定諧振器模式，Q因數(shù)(^oV2r。應(yīng)當(dāng)理解，Qk=o)/2k。非輻射能量傳輸速率k指的是從一個(gè)諧振器到另一個(gè)諧振器的能量傳輸速率。在下面介紹的耦合模式說(shuō)明中，它是諧振器之間的耦合常數(shù)。除非另行定義，否則本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)的含義都與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的含義相同。萬(wàn)一與本文通過(guò)引用并入的公開(kāi)文本、專(zhuān)利申請(qǐng)、專(zhuān)利和其他參考文獻(xiàn)沖突，以本說(shuō)明書(shū)(包括定義)為準(zhǔn)。各個(gè)實(shí)施例可以單獨(dú)地或組合地包括任何以上特征。通過(guò)下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。通過(guò)下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。圖1示出了無(wú)線能量傳輸方案的示意圖；圖2示出了自諧振導(dǎo)線線圈的實(shí)例；圖3示出了以兩個(gè)自諧振導(dǎo)線線圈為特征的無(wú)線能量傳輸方案；圖4示出了帶電容負(fù)載的導(dǎo)線線圈的實(shí)例并示出了周?chē)膱?chǎng)；圖5示出了以兩個(gè)帶電容負(fù)載的導(dǎo)線線圈為特征的無(wú)線能量傳輸方案，并示出了周?chē)膱?chǎng)；圖6示出了諧振的電介質(zhì)盤(pán)的實(shí)例，并示出了周?chē)膱?chǎng)；圖7示出了以兩個(gè)諧振的電介質(zhì)盤(pán)為特征的無(wú)線能量傳輸方案，并示出了周?chē)膱?chǎng)；圖8a和圖8b示出了頻率控制機(jī)制的示意圖9a-9c示出了在存在各種無(wú)關(guān)物體(extraneousobject)時(shí)的無(wú)線能量傳輸方案；圖IO示出了無(wú)線能量傳輸?shù)碾娐纺Ｐ停粓D11示出了無(wú)線能量傳輸方案的效率；圖12示出了無(wú)線能量傳輸方案的參數(shù)相關(guān)性；圖13繪示了無(wú)線能量傳輸方案的參數(shù)相關(guān)性；圖14是展示無(wú)線能量傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)系統(tǒng)的示意圖；以及圖15-17繪示了圖14示意性示出的系統(tǒng)的試驗(yàn)結(jié)果。具體實(shí)施例方式圖1示出了總體上描述本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中在兩個(gè)諧振物體之間無(wú)線傳輸能量。參考圖1，通過(guò)距離D在具有特征尺寸L,的諧振源物體與具有特征尺寸L2的諧振裝置物體之間傳輸能量。兩個(gè)物體都是諧振物體。源物體連接到電源(未示出)，裝置物體連接到耗電裝置(例如負(fù)載電阻器，未示出)。能量由電源提供給源物體，能量從源物體以無(wú)線非輻射方式傳輸?shù)窖b置物體，并由耗電裝置消耗。利用兩個(gè)諧振物體的系統(tǒng)的場(chǎng)(例如電磁場(chǎng)或聲場(chǎng))進(jìn)行無(wú)線非輻射能量傳輸。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在下文中我們將假設(shè)場(chǎng)為電磁場(chǎng)。應(yīng)當(dāng)理解，盡管圖1的實(shí)施例示出了兩個(gè)諧振物體，但是在下面的很多實(shí)例中，其他實(shí)施例可以以3個(gè)或更多個(gè)諧振物體為特征。例如，在一些實(shí)施例中，單個(gè)源物體能夠向多個(gè)裝置物體傳輸能量。在一些實(shí)施例中，可以將能量從第一裝置傳輸?shù)降诙b置，然后從第二裝置傳輸?shù)降谌b置，依次類(lèi)推。首先，我們給出理論框架以便于理解非輻射方式的無(wú)線能量傳輸。不過(guò)注意，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的范圍不限于理論。耦合模理論用于對(duì)兩個(gè)諧振物體1和2之間的諧振能量交換進(jìn)行建模的適當(dāng)分析框架是"耦合模理論"(coupled-modetheory,CMT)的框架。例如，參見(jiàn)Haus，H.A.WavesandFieldsinOptoelectronics(Prentice-Hall，新澤西，1984)。兩個(gè)諧振物體1和2的系統(tǒng)的場(chǎng)近似于F(r,t戶a"t)F"r)+a2(t)F2(r)，其中F口(r)是1和2各自的歸一化到單位能量的本征模式(dgenmode)，并且限定場(chǎng)幅度a,，2(t)，使得|*,2抑2分別等于物體1和2之內(nèi)存儲(chǔ)的能量。然后，可以示出在最低階上場(chǎng)幅度滿足=-z(網(wǎng)—!'r)"i+//CTflf2j=『2)。2+—其中cd,2是本征模式的個(gè)體本征頻率，r,，2是由于物體的固有(吸收、輻射等)損耗導(dǎo)致的諧振寬度，k是耦合系數(shù)。方程(1)表明，在嚴(yán)格諧振(c0產(chǎn)(02且r產(chǎn)r2)時(shí)，組合系統(tǒng)的本征模式被2k拆分；兩物體之間的能量交換在時(shí)間7T/JC之內(nèi)發(fā)生且除了損耗之外，該能量交換幾乎是完美的，在耦合速率比全部的損耗速率快得多時(shí)(k>>r1>2)，損耗最小。耦合損耗比k/Vf^充當(dāng)著品質(zhì)因數(shù)，并且耦合損耗比以及能夠獲得該比值的距離共同評(píng)價(jià)用于無(wú)線能量傳輸?shù)南到y(tǒng)。將"7^>>1的狀態(tài)稱(chēng)為"強(qiáng)耦合"狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，能量傳輸應(yīng)用優(yōu)選使用對(duì)應(yīng)于低(慢)固有損耗速率r的高Q-o)/2r的諧振模式。在使用漸逝(無(wú)損耗)穩(wěn)定近場(chǎng)，而不是有損耗輻射遠(yuǎn)場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)耦合的情況下，可以滿足這個(gè)條件。為了實(shí)現(xiàn)能量傳輸方案，通常，有限大小的物體是更適合的，即在拓?fù)渖细魈幈豢諝鈬@的物體是更適合的。令人遺憾的是，有限范圍的物體不能夠支持在空氣中各個(gè)方向上按照指數(shù)衰減的電磁狀態(tài)，這是因?yàn)閺淖杂煽臻g中的麥克斯韋方程可知P=a;2/c2，其中f為波矢，(0為頻率，C為光速。因此，可以表明它們不支持無(wú)窮大Q的狀態(tài)。然而，可以找到壽命非常長(zhǎng)(所謂的"高Q")狀態(tài)，在它們變得振蕩(輻射)之前，它們的尾部在充分長(zhǎng)距離上遠(yuǎn)離諧振物體時(shí)表現(xiàn)出所需的指數(shù)或類(lèi)指數(shù)衰減。發(fā)生場(chǎng)行為這種變化的界面被稱(chēng)為"輻射焦散面(radiationcaustic)"，對(duì)于要基于近場(chǎng)而非遠(yuǎn)場(chǎng)/輻射場(chǎng)的無(wú)線能量傳輸方案而言，耦合物體之間的距離必需要使得其中一個(gè)位于另一個(gè)的輻射焦散面之內(nèi)。此外，在一些實(shí)施例中，在大于物體特征尺寸的距離上，對(duì)應(yīng)于強(qiáng)(即快)耦合速率K的小QfCD/2K是優(yōu)選的。因此，由于通常由波長(zhǎng)來(lái)設(shè)置近場(chǎng)擴(kuò)展到有限大小諧振物體周?chē)鷧^(qū)域中的程度，因此在一些實(shí)施例中，可以利用亞波長(zhǎng)大小的諧振物體來(lái)實(shí)現(xiàn)這種中距離非輻射耦合，從而實(shí)現(xiàn)顯著更長(zhǎng)的漸逝場(chǎng)尾部。從稍后的實(shí)例中將會(huì)看到，這種亞波長(zhǎng)諧振常常會(huì)伴有高Q值，因此對(duì)于可能移動(dòng)的諧振裝置-物體而言，這通常將是適當(dāng)?shù)倪x擇。盡管如此，注意，在一些實(shí)施例中，諧振源物體將是固定不動(dòng)的，這樣，諧振源物體在其允許的幾何形狀和尺寸方面受限較少，因此可以選擇足夠大的幾何形狀和尺寸，使得近場(chǎng)范圍不受波長(zhǎng)限制。如果調(diào)諧得靠近截止頻率，那么廣度接近無(wú)窮大的物體(例如電介質(zhì)波導(dǎo))能夠支持漸逝尾部沿遠(yuǎn)離物體的方向按照指數(shù)緩慢衰減的導(dǎo)模(guidedmode)，因此其能夠具有幾乎無(wú)窮大的Q。在下文中，我們描述了若干種適于上述類(lèi)型的能量傳輸?shù)南到y(tǒng)實(shí)例。我們將展示如何計(jì)算上述CMT參數(shù)cow、Qu和Qk，以及如何選擇用于特定實(shí)施例的這些參數(shù)，以便產(chǎn)生期望的品質(zhì)因數(shù)k/V^T7-vm7^。此外，如下所述，有時(shí)Qu可能不受固有損耗機(jī)制的限制而是受外部擾動(dòng)的限制。在那些情況下，產(chǎn)生期望的品質(zhì)因數(shù)轉(zhuǎn)化成減小QK(即增強(qiáng)耦合)。因此，我們將展示如何針對(duì)特定實(shí)施例減小Qk。自諧振導(dǎo)線線圈在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)諧振物體是自諧振導(dǎo)線環(huán)路。參考圖2，將長(zhǎng)度為1截面半徑為a的導(dǎo)線盤(pán)繞成由空氣包圍的半徑為r高度為h(即，匝數(shù)為iV=7^^/27^)的螺旋線圈(環(huán)路)。如下所述，導(dǎo)線具有分布電感和分布電容，因此其支持頻率為0)的諧振模式。就我們所知，對(duì)于文獻(xiàn)中的有限螺旋管的場(chǎng)而言，沒(méi)有精確解，即使對(duì)于無(wú)限長(zhǎng)的線圈來(lái)說(shuō)，解也依賴(lài)于對(duì)于實(shí)際系統(tǒng)而言不充分的假設(shè)。例如參見(jiàn)1951年麻省理工學(xué)院S.Sensiper的博士論文"Electromagneticwavepropagationonhelicalconductors"o諧振的本質(zhì)在于能量從線圈電容之內(nèi)的電場(chǎng)周期性地變換到自由空間中的磁場(chǎng)，電場(chǎng)是由于整個(gè)線圈上的電荷分布p(x)造成的，磁場(chǎng)是由于導(dǎo)線中的電流分布j(X)造成的。具體而言，電荷守恒方程V.j-m;p意味著(i)這種周期性變換伴隨著電流和電荷密度曲線之間兀/2的相移，艮P，線圈中包含的能量U在特定時(shí)間點(diǎn)完全是由于電流產(chǎn)生的，而在其他時(shí)間點(diǎn)完全是由于電荷產(chǎn)生的，以及(ii)如果I(x)在導(dǎo)線中是線性電流密度，那么IQ=coqQ，其中x沿導(dǎo)線移動(dòng)，/,maxfl/(;c)lj是線性電流分布的最大正值且&=*|^|^00|是在線圈一側(cè)中積累的最大正電荷量(其中在另一側(cè)也始終積累等量的負(fù)電荷以使系統(tǒng)是中性的)。于是，可以通過(guò)線圈的諧振模式之內(nèi)的能量U來(lái)定義線圈的總有效電感L和總有效電容C:V3丄《丄"^訂^x'li^！(2)"々丄^丄=_^，^)^1(3)其中m)和So是自由空間的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)。利用這些定義，分別由通用公式u;=1/VI^和Z=VI7^給出諧振頻率和有效阻抗。這種諧振系統(tǒng)中的損耗由導(dǎo)線之中的歐姆(材料吸收)損耗和進(jìn)入自由空間的輻射損耗構(gòu)成?？梢栽俅畏謩e利用吸收或輻射的功率量來(lái)定義總吸收電阻Rabs和總輻射電阻Rrad:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage60</formula>其中c^i/v^:和g-V^^是自由空間中的光速和光阻抗，阻抗《為C=l/a<5=V^7^，o為導(dǎo)體的電導(dǎo)率，s是頻率①時(shí)的趨膚深度，且"^=^血|/(勾|2。對(duì)于輻射電阻公式方程(5)，已經(jīng)使用了在準(zhǔn)靜態(tài)狀態(tài)下工作的假設(shè)(ra-27rC/co)，這是亞波長(zhǎng)諧振的期望狀態(tài)，該結(jié)果僅對(duì)于整數(shù)N成立。利用這些定義，分別由^^=丄/及<由和^"=0^/^^給出諧振的吸收和輻射質(zhì)量因子。從方程(2)-(5)得出，要確定諧振參數(shù)，僅需要知道諧振線圈中的電流分布j。解麥克斯韋方程以精確找到導(dǎo)線線圈的諧振電磁本征模式的電流分布比解例如標(biāo)準(zhǔn)LC電路的電流分布更棘手，在文獻(xiàn)中我們沒(méi)有找到任何有限長(zhǎng)度線圈的精確解，這使得精確解難以得到。原則上，可以寫(xiě)出精細(xì)的類(lèi)似傳輸線的模型，并通過(guò)硬算求解。相反，我們給出了與試驗(yàn)吻合很好(5%)的模型(如下所述)。注意形成每個(gè)線圈的有限尺度的導(dǎo)體施加的邊界條件是電流在線圈末端必需為零，這是因?yàn)闆](méi)有電流能夠離開(kāi)導(dǎo)線，我們假設(shè)用沿導(dǎo)線長(zhǎng)度分布的正弦電流分布很好地近似每個(gè)線圈的諧振模式。我們對(duì)最低階模式感興趣，因此，如果用x表示沿著導(dǎo)體的坐標(biāo)，使其從-〃2延伸到+〃2，那么電流幅度曲線將具有/(;c卜/。cos(;r;c〃)的形式，其中我們已經(jīng)假定對(duì)于特定的X處電流不會(huì)沿著導(dǎo)線周長(zhǎng)顯著變化，如果ar，那么這是能成立的假設(shè)。從電荷的連續(xù)性方程立刻得到，線電荷密度曲線應(yīng)該具有pOO-A^in&W/)的形式，于是。-f血p。lsin(;r;c〃)l"?！?r。利用這些正弦曲線分布，通過(guò)以數(shù)值方式計(jì)算積分方程(2)和(3)我們找到了線圈的所謂"自感，，Ls和"固有電容"Cs;相關(guān)的頻率和有效阻抗分別為cos和Zs。通過(guò)方程(4)和(5)并且利用/L=+C|/。COs(;r;c〃)|2=士/。2來(lái)以解析方式給出"固有電阻"&，由此可以計(jì)算出相關(guān)的Qs因子。在表1中給出了具有^/e70(即，非常適用于近場(chǎng)耦合且完全在準(zhǔn)靜態(tài)極限之內(nèi)的諧振線圈)的亞波長(zhǎng)模式的諧振線圈的兩個(gè)特定實(shí)施例的結(jié)果。針對(duì)亞波長(zhǎng)線圈諧振模式的兩種不同情形，示出了波長(zhǎng)和吸收、輻射和總損耗速率的數(shù)值結(jié)果。注意，使用了導(dǎo)電材料銅(a=5.998'10A-7S/m)。可以看出，在微波頻率處預(yù)計(jì)的品質(zhì)因數(shù)為Qsab>1000和Qsrad^5000。表l單個(gè)線圈QsradOabsQs=cos/2rsr=30cm,h=20cm,a=1cm,N=474,7581981703399r=10cm，h=3cm，a=2mm，N=61404947039683673參考圖3，在一些實(shí)施例中，在兩個(gè)自諧振導(dǎo)線線圈之間傳輸能量。使用磁場(chǎng)來(lái)耦合其中心之間距離為D的不同諧振導(dǎo)線線圈。通常，對(duì)于h<r的線圈而言，可以在所考慮的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)有利于磁耦合的電耦合約束。然后，分別將兩個(gè)線圈1，2的電流分布、峰值電流和感應(yīng)系數(shù)定義為jw(x)、Iu和L,，2，它們是單線圈情形的j(x)、Io和L的類(lèi)似量，因此它們是明確的，我們能夠通過(guò)總能量來(lái)定義它們的互感"4")々(""w4w^p(6)其中，積分內(nèi)的阻滯因數(shù)-exp(&"/0已經(jīng)在感興趣的準(zhǔn)靜態(tài)狀態(tài)DX下被忽略了，其中每個(gè)線圈位于另一個(gè)線圈的近場(chǎng)之內(nèi)。利用這一定義且假定沒(méi)有電耦合，則耦合系數(shù)由/c=M/2^/Z^&=/M給出。因此，為了計(jì)算兩個(gè)自諧振線圈之間的耦合速率，再次需要電流分布61曲線，并且再次利用假設(shè)的正弦電流分布曲線，我們通過(guò)方程(6)以數(shù)值方式計(jì)算其中心之間距離為D的兩個(gè)自諧振線圈之間的互感Ms，從而也確表2<table>tableseeoriginaldocumentpage62</column></row><table>參考表2，示出了以成對(duì)自諧振線圈或相同的自諧振線圈為特征的示例性實(shí)施例的相關(guān)參數(shù)。針對(duì)兩個(gè)簡(jiǎn)正模式的平均波長(zhǎng)和損耗速率，給出了數(shù)值結(jié)果(未示出個(gè)別值)，而且針對(duì)表l中呈現(xiàn)的兩種情況的模式給出了作為耦合距離D的函數(shù)的耦合速率和品質(zhì)因數(shù)?？梢钥闯觯瑢?duì)于中等距離D/r=10-3，預(yù)計(jì)的耦合損耗比在k/T2-70的范圍內(nèi)。帶電容負(fù)載的導(dǎo)線線圈在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)諧振物體是帶電容負(fù)載的導(dǎo)線線圈。參考圖4，將如上所述的具有N匝導(dǎo)線的螺旋線圈連接到一對(duì)面積為A的平行導(dǎo)電板，該對(duì)平行導(dǎo)電板經(jīng)由相對(duì)介電常數(shù)為s的電介質(zhì)而間隔開(kāi)了距離d，并且每個(gè)部分都被空氣圍繞(如圖所示，N=l，h=0)。該板具有電容Cp^。"/j，該電容被加到線圈的分布電容上，從而改變了其諧振。然而，應(yīng)當(dāng)注意，負(fù)載電容器的存在顯著改變了導(dǎo)線內(nèi)部的電流分布，并由此線圈的總有效電感L和總有效電容C分別與Ls和Cs不同，Ls和Cs是利用正弦電流分布曲線針對(duì)相同幾何形狀的自諧振線圈計(jì)算出的。由于在外部負(fù)載電容器的板上積累了一些電荷，因此減少了導(dǎo)線內(nèi)部的電荷分布p，使得C<CS，于是，從電荷守恒方程得到，電流分布j變得平坦，因此I^Ls。這個(gè)系統(tǒng)的諧振頻率為a;=1/^(C+Cp)<a;,=1/7Z^:，并且隨著Cp—0，通常，可以為該系統(tǒng)找到期望的CMT參數(shù)，但這再次需要麥克斯韋方程的非常復(fù)雜的解。相反，我們將僅僅分析特殊情形，在這種特殊情形下，可以對(duì)電流分布做出合理的猜測(cè)。當(dāng)Cp》C,〉C時(shí)，那么，i/7^;《A且z-^7《z,，而所有電荷都在負(fù)載電容器的板上，從而電流分布在整個(gè)導(dǎo)線上是恒定的?，F(xiàn)在這允許我們通過(guò)方程(2)以數(shù)值方式計(jì)算L。在h-0和整數(shù)N的情況下，實(shí)際上可以解析地計(jì)算方程(2)中的積分，從而給出公式厶=/^|>(8,/。)-2]^。通過(guò)方程(4)和(5)可再次得到R的顯式解析公式，這是因?yàn)镮nnfl()，所以我們還能夠確定Q。在計(jì)算的結(jié)尾，通過(guò)檢查確實(shí)滿足條件Cp》C,ow《^來(lái)確認(rèn)恒流分布假設(shè)的有效性。為了滿足這個(gè)條件，可以使用大的外部電容，然而這通常會(huì)使工作頻率偏移得低于稍后將要確定的最佳頻率；作為替代，在典型實(shí)施例中，常常優(yōu)選以固有電容Cs非常小的線圈開(kāi)始，這對(duì)于所研究的線圈類(lèi)型而言通常成立，在N=l時(shí)，使得固有電容來(lái)自于單匝上的電荷分布，這幾乎始終非常小，或者在N>1且h2Na時(shí)，使得主要的固有電容來(lái)自于相鄰線匝之間的電荷分布，如果相鄰線匝的分離距離大，則這是小的。外部負(fù)載電容Cp為調(diào)諧諧振頻率提供了自由(例如通過(guò)調(diào)諧A或d)。然后，對(duì)于特別簡(jiǎn)單的情況11=0(對(duì)于這種情況我們有解析公式)，在最優(yōu)頻率a/下，總2=￡/(及血+/^/)變得最高，達(dá)到值2'。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage64</formula>在較低頻率下，它受歐姆損耗支配，而在較高頻率下，它受輻射支配。然而，應(yīng)當(dāng)注意只要0)V〈C0s，這些公式都是精確的，并且如上所述，在N=l時(shí)這幾乎始終成立，當(dāng)N〉1，這通常不太精確，原因在于h-0通常意味著大的固有電容。如果需要相對(duì)于外部電容減小固有電容，則可以使用具有大h的線圈，不過(guò)這時(shí)L和o/、Q'的公式再次不太精確了。預(yù)計(jì)會(huì)有類(lèi)似的定性行為，但在這種情況下要做出定量預(yù)測(cè)需要更復(fù)雜的理論模型。在表3中給出了在最佳頻率方程(7)下針對(duì)N=l且h=0的線圈的(即非常適于近場(chǎng)耦合并完全在準(zhǔn)靜態(tài)極限之內(nèi))的亞波長(zhǎng)模式的兩個(gè)實(shí)施例的上述分析的結(jié)果。為了確認(rèn)恒流假設(shè)和所得解析公式的有效性，還利用另一種完全獨(dú)立的方法來(lái)進(jìn)行模式求解計(jì)算(mode-solvingcalculation):計(jì)算的3D有限元頻域(FEFD)模擬被進(jìn)行(嚴(yán)格獨(dú)立于空間離散化，在頻域中解麥克斯韋方程，例如參見(jiàn)Balanis，CA.AntennaTheory:AnalysisandDesign(Wiley，新澤西，2005年))，其中利用復(fù)數(shù)阻抗邊界條件(e=^^7^對(duì)導(dǎo)體的邊界建模，只要G/C?！?(對(duì)于微波中的銅，<10勺這就是有效的(例如參見(jiàn)Jackson，J.D.ClassicalElectrodynamics(Wiley，紐約，1999年))。表3針對(duì)兩種不同情況的亞波長(zhǎng)環(huán)路諧振模式示出了波長(zhǎng)和吸收、輻射和總損耗速率的數(shù)值FEFD(括號(hào)中為解析式)結(jié)果。注意，使用了導(dǎo)電材料銅(0=5.998*107S/m)。(在表中用黑體突出了圖4中的圖的特定參數(shù)。)兩種方法(解析的和計(jì)算的)吻合得很好，并且兩種方法表明了微波中的預(yù)期品質(zhì)因數(shù)是Qab》1000且Qra^10000。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage64</column></row><table>參考圖5，在一些實(shí)施例中，在兩個(gè)本身帶電容負(fù)載的線圈之間傳輸能量。對(duì)于中心之間的距離為D的兩個(gè)帶電容負(fù)載的線圈1和2之間的能量傳輸速率而言，在(00)5的情況下，可以通過(guò)利用恒流分布并使用方程(6)以數(shù)值方式計(jì)算互感M。在h-0且N,、N2是整數(shù)的情況下，我們?cè)俅斡辛私馕龉?，在?zhǔn)靜態(tài)極限1<<0人且對(duì)于圖4所示的相對(duì)取向而言，該解析公式是似*^2.//。(^2)2^^2/03，這意味著^《(D/^)3獨(dú)立于頻率co和匝數(shù)N,、N2。因此，所得的感興趣的耦合品質(zhì)因數(shù)是(9)v脇「^義廣n戶u卄.丄7V+丌s^、4、"2^乂對(duì)于N產(chǎn)Nfl而言這再次是更加精確的。從方程(9)可以看出，品質(zhì)因數(shù)得到最大化的最佳頻率是使得V^最大化的頻率，這是因?yàn)镼K不依賴(lài)于頻率(至少對(duì)于準(zhǔn)靜態(tài)近似仍然有效的感興趣距離0^而言是這樣的)。因此，最佳頻率獨(dú)立于兩線圈之間的距離D，并且位于單個(gè)線圈的Q,和q2達(dá)到峰值的兩個(gè)頻率之間。對(duì)于相同的線圈，它由方程(7)給出，于是品質(zhì)因數(shù)方程(9)變?yōu)?lt;formula>formulaseeoriginaldocumentpage65</formula>(10)參考表4，針對(duì)均由表3所述的一對(duì)匹配的負(fù)載線圈(loadedcoil)所構(gòu)成的兩個(gè)系統(tǒng)，示出了基于以上說(shuō)明得到的數(shù)值FEFD和(括號(hào)中的)解析結(jié)果。針對(duì)這兩種情況示出了平均波長(zhǎng)和損耗速率、以及作為耦合距離D的函數(shù)的耦合速率和耦合損耗比品質(zhì)因數(shù)k/T。注意，示出的平均數(shù)值rad再次與圖3的單環(huán)路值稍微不同，未示出rad的解析結(jié)果，但使用了單環(huán)路值。(在表中用黑體突出了對(duì)應(yīng)于圖5中的圖的特定參數(shù)。)再次選擇N=l以使恒流假設(shè)是一個(gè)好的假設(shè)，并通過(guò)方程(6)以數(shù)值方式計(jì)算M。確實(shí)，可以通過(guò)與計(jì)算的FEFD模式求解模擬吻合來(lái)確認(rèn)精確度，后者通過(guò)組合系統(tǒng)的兩個(gè)簡(jiǎn)正模式的頻率分隔距離(frequencysplitting)(=2ic)來(lái)給出k。結(jié)果表明，對(duì)于中等距離D/r=10—3，預(yù)計(jì)的耦合損耗比在k/T0.5—50的范圍內(nèi)。<table>tableseeoriginaldocumentpage66</column></row><table>最后，注意，在典型實(shí)施例中，線圈高度h不應(yīng)當(dāng)影響到耦合損耗比，這是因?yàn)樗饕绊懺赒和QK之間消除的線圈電感。但仍可以使用它來(lái)減小線圈的固有電容，以有利于外部負(fù)載電容?？梢允褂蒙鲜龅姆治龇椒▉?lái)設(shè)計(jì)具有期望參數(shù)的系統(tǒng)。例如，如下文所列示的，在材料為銅(o=5.998*107S/m)的情況下，在將兩個(gè)相同的給定半徑的單匝線圈設(shè)計(jì)成系統(tǒng)以在它們之間針對(duì)給定的D/r來(lái)實(shí)現(xiàn)在k/T方面的特定性能時(shí)，可以使用上述技術(shù)來(lái)確定應(yīng)當(dāng)使用的導(dǎo)線截面半徑。D/r=5,k/T^10，r=30cm斗a^9m饑Z)/r=5,k/T^10,r=5c肌=>a^3.7mmD/r=5，k/T^20,t"=30cma^20m饑D/r=5，k/r^20，r=5cm々a^8.3mmZ/r=10，k/T^1，r=30ctoa^7mmD/V=10,k/r$1，r=5cma2.8mm"/r=10，《/r^3，r=30cra々q^25mm"/r=10,k/T^3,r=5cw斗a^10mm對(duì)于兩個(gè)不相似環(huán)路的情形可以進(jìn)行類(lèi)似的分析。例如，在一些實(shí)施例中，所考慮的裝置是非常具體的(例如膝上型電腦或手機(jī))，因此裝置物體的尺寸(rd，hd，ad，Nd)非常受限。然而，在一些這樣的實(shí)施例中，對(duì)源物體的約束(rs，hs，as，Ns)要少得多，這是因?yàn)榭梢詫⒃蠢绶旁诘匕逑禄蝽斉锷稀Ｔ谶@種情況下，根據(jù)應(yīng)用，期望的距離常常是明確的(例如對(duì)于從地板以無(wú)線方式為桌上的膝上型電腦充電，Dlm)。下面列出的是在材料同樣為銅(o=5.998.107S/m)的情況下如何改變?cè)次矬w的尺寸以在k/VfJ7方面實(shí)現(xiàn)期望的系統(tǒng)性能的實(shí)例(簡(jiǎn)化到Ns=Nd=l且hs=hd=0的情形)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage68</formula>如下文所述，在一些實(shí)施例中，外部擾動(dòng)限制了諧振物體的品質(zhì)因數(shù)Q，并由此改變線圈參數(shù)不能獲得Q的改善。在這樣的情況下，可以選擇通過(guò)減小QK(即增大耦合)來(lái)提高耦合損耗比品質(zhì)因數(shù)。耦合不取決于頻率和匝數(shù)，并且耦合非常微弱地依賴(lài)于線圈高度。因此，剩余的自由度是-增大導(dǎo)線半徑a,和a2。在典型實(shí)施例中，這種動(dòng)作受到物理尺寸因素的限制。-對(duì)于固定的期望距離D的能量傳輸，增大線圈半徑n和r2。在典型實(shí)施例中，這種動(dòng)作受到物理尺寸因素的限制。-對(duì)于固定的期望距離與線圈尺寸比D/V^，僅剩余了電感的微弱(對(duì)數(shù)性)相關(guān)性，這意味著應(yīng)當(dāng)減小線圈的半徑n和r2。在典型實(shí)施例中，這種動(dòng)作受到物理尺寸因素的限制。-調(diào)節(jié)兩個(gè)線圈之間的對(duì)準(zhǔn)和取向。在典型實(shí)施例中，在兩個(gè)圓柱形線圈都具有嚴(yán)格相同的圓柱對(duì)稱(chēng)軸時(shí)(即它們彼此"面對(duì)")，耦合得到優(yōu)化。顯然應(yīng)當(dāng)避免導(dǎo)致零互感的線圈間特定的相互角度和取向(例如兩個(gè)線圈的軸垂直的取向)。下面將詳細(xì)討論除效率之外的其他實(shí)際因素，例如物理尺寸限制。注意，盡管上文給出并分析了特定實(shí)施例(自諧振線圈和帶電容負(fù)載的線圈)來(lái)作為將諧振磁耦合用于無(wú)線能量傳輸?shù)南到y(tǒng)實(shí)例，即自諧振導(dǎo)線線圈和帶電容負(fù)載的諧振導(dǎo)線線圈的系統(tǒng)實(shí)例，但可以借助磁耦合將支持其磁能延伸得比其電能遠(yuǎn)得多的電磁模式的任何系統(tǒng)用于傳輸能量。例如，對(duì)于支持期望種類(lèi)的磁諧振的分布電容和電感而言，可以有很多抽象的幾何性質(zhì)。在這些幾何性質(zhì)的任一個(gè)中，能夠選擇特定參數(shù)來(lái)增大和/或仇化V^7Qk，或者，如果Q受到外部因素限制，則能夠選擇特定參數(shù)來(lái)增大和/或優(yōu)化QK。認(rèn)識(shí)到上述諧振耦合感應(yīng)方案與公知的用于能量傳輸?shù)姆侵C振感應(yīng)方案之間的差異也是重要的。利用CMT容易證明，將幾何性質(zhì)和源處存儲(chǔ)的能量保持固定，諧振感應(yīng)機(jī)制比常規(guī)的非諧振機(jī)制能提供多Q2(106)倍的功率用于在裝置處工作。這就是為什么利用后者僅可能進(jìn)行封閉范圍無(wú)接觸中等功率(W)傳輸，而利用諧振卻允許進(jìn)行封閉范圍但大功率(kW)傳輸?shù)脑?，或者，如?dāng)前提出的，如果還確保工作在強(qiáng)耦合狀態(tài)下，則中等范圍、中等功率的傳輸是可能的。當(dāng)前將帶電容負(fù)載的導(dǎo)線環(huán)路用作諧振天線(例如在手機(jī)中)，但那些環(huán)路工作在遠(yuǎn)場(chǎng)狀態(tài)下，D/rl，r/Xl，且人為將輻射Q設(shè)計(jì)得小，以使天線高效，因此它們不適于能量傳輸。在一些實(shí)施例中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)都可以用于無(wú)線能量傳輸。如圖6所示，考慮被空氣圍繞的半徑為r且相對(duì)介電常數(shù)為e的二維電介質(zhì)盤(pán)物體，其支持高Q的"回音廊"諧振模式。這種諧振系統(tǒng)之內(nèi)存儲(chǔ)的能量的損耗機(jī)制是向自由空間中的輻射和盤(pán)材料內(nèi)部的吸收。在電介質(zhì)介電常數(shù)s大且方位角場(chǎng)變化慢時(shí)(即主數(shù)m小)，可以實(shí)現(xiàn)高Qrad且長(zhǎng)拖尾的亞波長(zhǎng)諧振。材料吸收與材料損耗正切相關(guān)QabsRe{e}/Im{e}。利用兩種獨(dú)立的方法對(duì)這種盤(pán)諧振進(jìn)行模式求解計(jì)算數(shù)值方式，利用30pts/r的分辨率執(zhí)行2D有限差分頻域(FDFD)模擬(嚴(yán)格獨(dú)立于空間離散化在頻域中解麥克斯韋方程)；解析方式，使用極坐標(biāo)中的變量(SV)的標(biāo)準(zhǔn)分離(standardseparatkm)。表5單個(gè)盤(pán)X/rQabsQrsdQRe{s}=147.7，m=220.01(20.00)10103(10075)1988(1992)1661(1663)Re{s}=65.6，m=39.952(9.950)10098(10087)術(shù)8(9168)4780(4802)在表5中給出了X/d0的兩種TE極化電介質(zhì)盤(pán)亞波長(zhǎng)模式的結(jié)果。表5針對(duì)兩種不同情況的亞波長(zhǎng)盤(pán)諧振模式示出了波長(zhǎng)和吸收、輻射和總損耗速率的數(shù)值FDFD(括號(hào)中為解析式SV)結(jié)果。注意，使用了盤(pán)材料損耗69正切Im{S}/Re{s}=l(T4。(在表中用黑體突出了與圖6中的圖相對(duì)應(yīng)的特定參數(shù)。)兩種方法吻合得極好，并且兩種方法暗示了對(duì)于適當(dāng)設(shè)計(jì)的諧振低損耗電介質(zhì)物體，可以實(shí)現(xiàn)Qrac^2000和Qabs10000的值。注意，對(duì)于3D情形，計(jì)算的復(fù)雜性會(huì)大大增加，而物理過(guò)程不會(huì)有顯著不同。例如，s=147.7的球形物體具有m=2、Qrad=13962且A7f17的回音廊模式。表5中示出的待定值s可能一開(kāi)始看起來(lái)不現(xiàn)實(shí)地大。然而，不僅在微波范圍中(適于大約米范圍的耦合應(yīng)用)有很多材料既有適當(dāng)足夠高的介電常數(shù)和低損耗(例如二氧化鈦、四鈦化鋇(Bariumtetratitanatem)、鉭酸鋰等)，而且s可以代為表示其他已知亞波長(zhǎng)表面波系統(tǒng)的有效指標(biāo)，例如金屬狀(負(fù)s)材料或金屬-電介質(zhì)光子晶體的表面上的表面等離子體振子模式(surface-plasmonmode)?，F(xiàn)在為了計(jì)算兩個(gè)盤(pán)1和2之間能量傳輸?shù)目蓪?shí)現(xiàn)速率，如圖7所示，我們將盤(pán)1和2放置成它們的中心之間的距離為D。按照數(shù)值方式，F(xiàn)DFD模式求解器模擬通過(guò)組合系統(tǒng)的簡(jiǎn)正模式的頻率分隔距離(=2k)來(lái)給出k，這是初始單個(gè)盤(pán)模式的偶和奇疊加；按照解析方式，利用變量分離的表達(dá)式，本征場(chǎng)Eu(r)CMT通過(guò)k-",/2.p3re2(r)E;(r)E,(r)/p3rf(r)lE,(r)「來(lái)給出k，其中Sj(r)和s(r)分別是僅描述盤(pán)j和整個(gè)空間的電介質(zhì)函數(shù)。那么，對(duì)于中等距離D/r^l0-3以及對(duì)于使得D〈2rc的非輻射耦合，其中^=mX/27C是輻射焦散面的半徑，兩種方法吻合非常好，并且我們最終發(fā)現(xiàn)，如表6所示，耦合損耗比在k/Tl-50的范圍內(nèi)。于是，對(duì)于所分析的實(shí)施例而言，實(shí)現(xiàn)的品質(zhì)因數(shù)值足夠大，以有利于如下所述的典型應(yīng)用。表6兩個(gè)盤(pán)D/rQmdq=co/2ro/2kk/tRe{￡}=147.7，m=22478l卿46.9(47.5)42.4(35.0)524111946298.0(298.0)6.5(5.6)70<table>tableseeoriginaldocumentpage71</column></row><table>對(duì)無(wú)關(guān)物體的系統(tǒng)靈敏度通常，基于諧振的無(wú)線能量傳輸方案的特定實(shí)施例的總體性能極大地取決于諧振物體諧振的魯棒性。因此，希望分析諧振物體對(duì)附近存在的隨機(jī)非諧振無(wú)關(guān)物體的靈敏度。一種適當(dāng)?shù)姆治瞿Ｐ褪?微擾理論"(perturbationtheory,PT)的分析模型，這種分析模型表明在存在無(wú)關(guān)物體e時(shí)，諧振物體l內(nèi)部的場(chǎng)幅度a,(t)在一階水平上滿足-,=-!'-『1)W(A1—e+『l一e)"1"。其中，同樣CO,是頻率，G是內(nèi)在(吸收、輻射等)損耗速率，而Ku.e是由于e的存在而在I上誘發(fā)的頻移，r,.e是由于e(e內(nèi)部的吸收、來(lái)自e的散射等)造成的外在損耗速率。一階PT模型僅對(duì)于小的擾動(dòng)成立。盡管如此，如果將a,取為嚴(yán)格被擾模式(perturbedmode)的幅度，即使在該狀態(tài)之外，參數(shù)1CLe、IYe也是明確的。還要注意，初始諧振物體模式的輻射場(chǎng)與無(wú)關(guān)物體的散射場(chǎng)之間的干涉效應(yīng)對(duì)于強(qiáng)散射(例如金屬物體的散射)來(lái)說(shuō)能夠?qū)е氯椛洹∮诔跏驾椛鋘的rve(即rYe為負(fù)的)。頻移是一個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)向一個(gè)或多個(gè)諧振物體施加校正其頻率的反饋機(jī)制來(lái)"解決"該問(wèn)題。例如，參考圖8a，在一些實(shí)施例中，為每個(gè)諧振物體提供固定頻率的振蕩器和用于確定物體頻率的監(jiān)測(cè)器。振蕩器和監(jiān)測(cè)器都耦合到頻率調(diào)節(jié)器，頻率調(diào)節(jié)器能夠通過(guò)例如調(diào)節(jié)物體的幾何性質(zhì)(例如，自諧振線圈的高度、帶電容負(fù)載的線圈的電容器極板間距、電介質(zhì)盤(pán)的形狀等)或改變諧振物體附近的非諧振物體的位置來(lái)調(diào)節(jié)諧振物體的頻率。頻率調(diào)節(jié)器確定固定頻率和物體頻率之間的差異并且采取動(dòng)作使物體頻率與固定頻率對(duì)準(zhǔn)。這種技術(shù)確保了即使在存在無(wú)關(guān)物體時(shí)所有諧振物體也都能工作在相同的固定頻率。作為另一個(gè)實(shí)例，參考圖8b，在一些實(shí)施例中，在能量從源物體向裝置物體傳輸期間，裝置物體向負(fù)載提供能量，并且效率監(jiān)測(cè)器對(duì)傳輸?shù)男蔬M(jìn)行測(cè)量。耦合到負(fù)載和效率監(jiān)測(cè)器的頻率調(diào)節(jié)器進(jìn)行動(dòng)作以調(diào)節(jié)物體的頻率，從而使傳輸效率最大化。在各個(gè)實(shí)施例中，可以使用依賴(lài)于諧振物體之間的信息交換的其他頻率調(diào)節(jié)方案。例如，可以監(jiān)測(cè)源物體的頻率并將其發(fā)送到裝置物體，接著利用頻率調(diào)節(jié)器使其與該頻率同步，如上文所述的那樣。在其他實(shí)施例中，可以將單個(gè)時(shí)鐘的頻率發(fā)送到多個(gè)裝置，然后使每個(gè)裝置與該頻率同步。與頻移不同的是，外在損耗可能會(huì)對(duì)能量傳輸方案的功能不利，這是因?yàn)樗y以補(bǔ)償，因此應(yīng)當(dāng)對(duì)總損耗速率/^尸廠,r"(和對(duì)應(yīng)的品質(zhì)因數(shù)KW^:，其中K[e]是擾動(dòng)的耦合速率)進(jìn)行量化。在主要利用磁諧振的實(shí)施例中，無(wú)關(guān)物體對(duì)諧振的影響幾乎不存在。原因在于，在我們考慮的準(zhǔn)靜態(tài)工作狀態(tài)下(〃<<義)，包圍線圈的空氣區(qū)域中的近場(chǎng)主要是磁場(chǎng)(而大部分電場(chǎng)局限于線圈的固有電容或外部負(fù)載電容器之中)，因此那些能夠與該場(chǎng)交互并充當(dāng)諧振微擾的無(wú)關(guān)非金屬物體e是具有顯著磁性(磁導(dǎo)率/^^>7或磁損耗//^^>。的物體。由于幾乎所有的日常材料都是非磁性的，因此它們對(duì)磁場(chǎng)的響應(yīng)與自由空間一樣，這樣將不會(huì)干擾導(dǎo)線環(huán)路的諧振。如上所述，這一事實(shí)的極重要含意涉及到對(duì)人的安全考慮。人也是非磁性的，并且能夠承受強(qiáng)磁場(chǎng)而不會(huì)有任何風(fēng)險(xiǎn)。典型的實(shí)例是用于醫(yī)療測(cè)試的磁共振成像(MRI)技術(shù)，在該實(shí)例中，將B1T的磁場(chǎng)安全用在人身上。相反，典型實(shí)施例中為了向裝置提供幾瓦功率所需的近磁場(chǎng)僅為B10—4T，這實(shí)際上相當(dāng)于地球磁場(chǎng)的大小。如上所述，由于也沒(méi)有強(qiáng)的近電場(chǎng)并且該非輻射方案產(chǎn)生的輻射是最小的，因此合理的是預(yù)計(jì)我們提出的能量傳輸方法對(duì)于活體生物應(yīng)當(dāng)是安全的。例如，可以對(duì)帶電容負(fù)載的導(dǎo)線線圈的諧振系統(tǒng)已經(jīng)最多部分地將磁能存儲(chǔ)在其周?chē)臻g中的程度進(jìn)行估計(jì)。如果忽略電容器的邊緣電場(chǎng)，則線圈周?chē)臻g中的電能密度和磁能密度僅來(lái)自于由導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)；注意在遠(yuǎn)場(chǎng)中，這兩個(gè)能量密度必然相等，對(duì)于輻射場(chǎng)而言始終是這種情況。通過(guò)使用由h-O[]的亞波長(zhǎng)(r<<0電流環(huán)路(磁偶極子)產(chǎn)生的場(chǎng)的結(jié)果，我們能夠根據(jù)距環(huán)路中心的距離p(在極限情況下rp)和相對(duì)于環(huán)路軸線的角度0來(lái)計(jì)算電能密度與磁能密度之比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage73</formula>在上式中，第二行是通過(guò)求電能密度和磁能密度在半徑為p的球面上的積分而得到的在所有角度上的平均值的比值。從方程(12)顯然可以看出，確實(shí)對(duì)于近場(chǎng)(xl)中的所有角度，磁能密度都占支配優(yōu)勢(shì)，而在遠(yuǎn)場(chǎng)(xl)中，它們是相等的，如原本應(yīng)當(dāng)那樣。而且，對(duì)環(huán)路進(jìn)行優(yōu)選布置，使得可能會(huì)干擾其諧振的物體靠近其軸線(e=o)，在那里沒(méi)有電場(chǎng)。例如，使用表4中所述的系統(tǒng)，我們通過(guò)方程(12)能夠評(píng)估，對(duì)于^30cm的環(huán)路，在p40F3m距離處，平均電能密度與平均磁能密度之比將為12%，在p-3F90cm處，它將為1%，對(duì)于FlOcm的環(huán)路，在p=10r=lm距離處，該比值將為33%，在p=3r=30cm處，它將為2.5%。在更近距離處，該比值更小，從而在近場(chǎng)中，能量主要為磁能，而在輻射遠(yuǎn)場(chǎng)中，它們必定是具有相同數(shù)量級(jí)(比值—1)，兩者都非常小，這是因?yàn)閳?chǎng)己經(jīng)顯著衰減了，原因在于帶電容負(fù)載的線圈系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成輻射非常小。因此，這是使這類(lèi)諧振系統(tǒng)有資格作為磁諧振系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。為了估計(jì)無(wú)關(guān)物體對(duì)包括電容器邊緣電場(chǎng)的帶電容負(fù)載的環(huán)路諧振的影響，我們使用先前所述的微擾理論公式rft=^/4.pMm^(r"lEiOOlYt/，示例場(chǎng)的計(jì)算FEFD結(jié)果與圖5中的圖所示的那樣，在環(huán)路之間具有尺寸為30cmx30cmxl.5m、介電常數(shù)s-49+16i(與人的肌肉一致)的矩形物體，該矩形物體幾乎設(shè)置于一個(gè)電容器的頂部(距其3cm)，并得到a，h105，對(duì)于10cm的距離，得到W5~5.105。于是，對(duì)于正常距離(lm)以及放置(不直接放在電容器頂部上)，或?qū)τ趽p耗正切小得多的最普通無(wú)關(guān)物體e而言，我們推斷說(shuō)&氣4CO確實(shí)是合理的。預(yù)計(jì)會(huì)影響這些諧振的僅有擾動(dòng)是緊緊靠近的大金屬結(jié)構(gòu)。自諧振線圈比帶電容負(fù)載的線圈更敏感，原因在于對(duì)于前者，電場(chǎng)在空間中擴(kuò)展的區(qū)域(整個(gè)線圈)比后者(僅在電容器內(nèi)部)大得多。另一方面，自諧振線圈制造簡(jiǎn)單，并且能夠抵抗比大多數(shù)集總電容器大得多的電壓。通常，諧振系統(tǒng)的不同實(shí)施例對(duì)外部擾動(dòng)具有不同的靈敏度，選擇諧振系統(tǒng)取決于目前特定的應(yīng)用以及對(duì)于該應(yīng)用而言靈敏度或安全性有多么重要。例如，對(duì)于醫(yī)療可移植裝置(例如無(wú)線供電的人工心臟)而言，必須使電場(chǎng)范圍最小化到保護(hù)裝置周?chē)慕M織的最高可能程度。在對(duì)外部物體的靈敏度或安全性很重要的情況下，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)諧振系統(tǒng)，使得在周?chē)臻g中的期望點(diǎn)(根據(jù)應(yīng)用)的大部分處減小或最小化電能密度與磁能密度之比ue/um。在使用主要不是磁場(chǎng)的諧振的實(shí)施例中，可能會(huì)擔(dān)心無(wú)關(guān)物體的影響。例如，對(duì)于電介質(zhì)盤(pán)而言，小的、低指數(shù)、低材料損耗或遠(yuǎn)處寄生物體將會(huì)誘發(fā)小的散射和吸收。在這種小擾動(dòng)的情況下，可以分別利用解析式一階微擾理論公式對(duì)這些外在損耗機(jī)制進(jìn)行量化r〖^=MJd3rR+e(r))lE!(r)l2/f/和/c》n一erg=巧/4._fd3rIm{￡e(r)}|E1(r)|2/c/其中，^1/2p^(r)^(rf是無(wú)擾動(dòng)模式的總諧振電磁能?？梢钥闯觯@些損耗都取決于無(wú)關(guān)物體處的諧振電場(chǎng)尾部E,的平方。相反，如上所述，從諧振物體1到另一個(gè)諧振物體2的耦合速率為/c-w,/2.pi^(r)E;(r)E,(r)/p3^(r)lE,(r)12，且該耦合速率線性地依賴(lài)于2內(nèi)部的1的場(chǎng)尾E!。比例(scaling)的這種差異使我們確認(rèn)，例如，耦合到其他諧振物體的指數(shù)方式小的場(chǎng)尾應(yīng)當(dāng)比所有外在損耗速率快得多(Krve)，至少對(duì)于小的擾動(dòng)而言如此，于是預(yù)計(jì)對(duì)于這類(lèi)諧振介質(zhì)盤(pán)而74言能量傳輸方案是強(qiáng)健的。然而，我們還希望對(duì)無(wú)關(guān)物體導(dǎo)致過(guò)強(qiáng)擾動(dòng)的某些可能情形進(jìn)行研究，以利用以上一階微擾理論方式進(jìn)行分析。例如，如圖9a所示，將電介質(zhì)盤(pán)c放置成靠近另一個(gè)Re(^、Im(e)大、尺寸相同但形狀不同的非諧振物體(例如人h);并且如圖9b所示，將電介質(zhì)盤(pán)c放置成靠近Re〖W、Im(s)小且范圍大的粗糙表面(例如墻壁w)。對(duì)于盤(pán)中心與"人"中心或"墻壁"之間的距離Dha^二10'3，圖9a和圖9b中給出的數(shù)值FDFD模擬結(jié)果表明，盤(pán)的諧振看起來(lái)相當(dāng)魯棒，這是因?yàn)槌朔浅？拷邠p耗物體之外，它不會(huì)受到存在的無(wú)關(guān)物體的不利干擾。為了研究大擾動(dòng)對(duì)整個(gè)能量傳輸系統(tǒng)的影響，考慮在近處既有"人"又有"墻壁"時(shí)的兩個(gè)諧振盤(pán)。將圖7與圖9c比較，數(shù)值FDFD模擬表明，系統(tǒng)性能從K/rcl-50劣化到K[hw]/Tc[hw]0.5-10，即僅劣化了可接受的小量。系統(tǒng)效率通常，任何能量傳輸方案的另一重要因素是傳輸效率。再次考慮在存在一組無(wú)關(guān)物體e的情況下諧振源s和裝置d的組合系統(tǒng)。在以速率rw。rk從裝置汲取能量來(lái)用于工作時(shí)，可以確定這一基于諧振的能量傳輸方案的效率。裝置場(chǎng)幅度的耦合模理論方程為與=-z(W-iTd[e])ad+iAT[e]as-r匿內(nèi)(13)其中r細(xì)=r^+r==1^+(1^+1^)是被擾動(dòng)裝置的凈損耗速率，類(lèi)似地，我們?yōu)閿_動(dòng)源定義i^]。可以使用不同的時(shí)域方案來(lái)從裝置提取功率(例如穩(wěn)態(tài)連續(xù)波汲取、周期性瞬時(shí)汲取等)，并且它們的效率對(duì)組合系統(tǒng)的參數(shù)表現(xiàn)出不同的依賴(lài)性。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們采取穩(wěn)態(tài)，使得源內(nèi)部的場(chǎng)幅度保持恒定，即a"t"Ase^t，那么裝置內(nèi)部的場(chǎng)幅度是ad(t)-Ade氣其中Ad/As=iK[e]/(rd[e]+rw。rk)。那么，感興趣的各時(shí)間平均功率為有用的提取功率為&。rfc=2r咖d^12，輻射的(包括散射的)功率為尸w=2r:gk卩+21^i^i2'在源/裝置處吸收的功率為pvd=2rf/dI~df，在無(wú)關(guān)物體處的功率為g^2r^K卩+2r么i^卩。從能量守恒可知，進(jìn)入系統(tǒng)的總時(shí)間平均功率為Pt。ta尸P，k+Prad+Ps+Pd+Pe。注意，通常系統(tǒng)中存在的無(wú)功功率和其周?chē)h(huán)存儲(chǔ)的能量在諧振時(shí)抵消(例如，在坡印亭定理的電磁學(xué)中，可以證明這一點(diǎn))，并且不會(huì)影響到功率平衡的計(jì)算。那么工作效率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage76</formula>(14)其中/。rr^-、/vr^r^;是被擾動(dòng)的諧振能量交換系統(tǒng)的取決于距離的品質(zhì)因數(shù)(參考圖10，為了利用可更直接從特定諧振物體，例如帶電容負(fù)載的導(dǎo)線環(huán)路獲得的參數(shù)來(lái)重新導(dǎo)出和表達(dá)該公式(14)，可以考慮系統(tǒng)的如下電路模型，其中電感LpLd分別表示源環(huán)路和裝置環(huán)路，Rs、Rd表示它們相應(yīng)的損耗，Cs、Q是要在頻率o)處實(shí)現(xiàn)兩個(gè)均諧振而需要的相應(yīng)電容?？紤]將電壓發(fā)生器Vg連接到源且將工作(負(fù)載)電阻R^連接到裝置?；ジ杏蒑表示。然后，從諧振的源電路(coLs=l/coCs)得到^=一-M/d々會(huì)V"=&+垂知M/J/s，并從諧振的裝置電路fCDLfl/C0Qj;得到因此，通過(guò)將第二項(xiàng)帶入第一項(xiàng)中，得到|2V〖=12ffs2、+》d|、+《現(xiàn)在我們?nèi)?shí)部(時(shí)間平均的功率)來(lái)獲得效率:P三Re丄K/,5"即，S+A+尸w斗^or*S尺,tot利用r匿「A/2&，rrf=irf/2i^,r,=足/21,以及《=0^/2^！^，它變?yōu)橐话惴匠?14)。通過(guò)方程(14)，我們可以發(fā)現(xiàn)，在選擇的工作汲取率(workdrainagerate)方面，在將工作汲取率選擇為/rd[e「7TT^>!時(shí)，效率得到優(yōu)化。然后，僅如圖ll中黑實(shí)線所示，nw。ric是參數(shù)fom[e]的函數(shù)?？梢钥闯?，對(duì)于fom[e]〉1,系統(tǒng)的效率是iiw。rk>17%，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用而言這足夠大了。于是，如上所述，通過(guò)優(yōu)化fom問(wèn)可以朝著100%的目標(biāo)進(jìn)一步提高效率。轉(zhuǎn)換成輻射損耗的比值也取決于其他系統(tǒng)參數(shù)，在圖5中針對(duì)導(dǎo)電環(huán)路繪示出該比值，環(huán)路的各參數(shù)值在先前確定的范圍之內(nèi)。例如，考慮在表4中描述的帶電容負(fù)載的線圈實(shí)施例，耦合距離D/r=7，無(wú)關(guān)物體"人"與源的距離為Dh，且必須向負(fù)載提供Pw。A-10W。那么，我們有(基于圖ll),在Dh3cm處，"(S-0工104，2"-2，"03,&~500和Qf^—w，~105;而在Dh10cm處，"1~5105。因此fom[h廣2，從而我們得到i]窗k-38。/。、Prad=1.5W、Ps-llW、Pd-4W，并且最重要的是，在Dh3cm處，rih-0.4。/。、P^0.1W，而在Dh10cm處，、-0.1°/。，？|1=0.02W。在很多情況下，諧振物體的尺寸將由當(dāng)前的特定應(yīng)用來(lái)設(shè)定。例如，當(dāng)這種應(yīng)用是向膝上型電腦或手機(jī)供電時(shí)，裝置諧振物體的尺寸不能分別大于膝上型電腦或手機(jī)的尺寸。具體而言，對(duì)于具有指定尺寸的兩個(gè)環(huán)路的系統(tǒng)而言，在環(huán)路半徑rs，d和導(dǎo)線半徑as，d方面，剩下的為了系統(tǒng)優(yōu)化而能調(diào)節(jié)的獨(dú)立參數(shù)是匝數(shù)Ns,d、頻率f和工作提取率(負(fù)載電阻)rw。rk。通常，在各實(shí)施例中，我們想要增大或優(yōu)化的主要因變量是總體效率"vv。dc。然而，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮其他重要變量。例如，在以帶電容負(fù)載的線圈為特征的實(shí)施例中，設(shè)計(jì)可能受到例如導(dǎo)線內(nèi)部流動(dòng)的電流Is,d和電容器兩端電壓Vs,d的約束。這些限制可能是重要的，因?yàn)閷?duì)于瓦功率級(jí)別的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這些參數(shù)的值對(duì)于分別要采用的導(dǎo)線或電容器而言可能太大。此外，裝置的總的負(fù)載Qt。產(chǎn)coLa/(Rd+Rw)的量應(yīng)當(dāng)優(yōu)選是小的，原因在于為了匹配源和裝置的諧振頻率以使之處于其Q之內(nèi)，當(dāng)那些量非常大時(shí)，可能在試驗(yàn)上難度很大且對(duì)輕微偏差更敏感。最后，出于安全考慮，應(yīng)當(dāng)使輻射功率Prad，s,d最小，即便通常對(duì)于磁性非輻射方案，它們通常己經(jīng)很小了。在下文中，我們接著研究每一自變量對(duì)因變量的影響。定義一個(gè)新變量wp，從而通過(guò)r^^/rd[e]=Vi+邵./?！禲針對(duì)fom[e]的一些特定值來(lái)表達(dá)工作汲取率。因而，在一些實(shí)施例中，影響該比率選擇的值為r窗.jr餘]"e，-o(公共阻抗匹配條件)，以使得源中需要存儲(chǔ)的能量(以及因此Is和Vs)最小化，r爾fe/rd[e]=0+/?！?gt;i邵=i以提高效率,如前所述，或者r^fc/r^]》i。，》i以減少裝置中需要存儲(chǔ)的能量(以及因此ld和Vd)，并且減小或最小化o^o^/(^+D-w/[;2(r,+U]。增大Ns和Nd增大了w7Fj;,并由此顯著提高了效率，如前所述，還減小了電流Is和Id，這是因?yàn)榄h(huán)路的電感增大了，于是可以利用更小電流來(lái)實(shí)現(xiàn)給定輸出功率P胃k所需的能量^,lig^12。不過(guò)，增大Nd增大了Qt。t、P喊d和裝置電容兩端的電壓Vd，遺憾的是，在典型實(shí)施例中，這最終會(huì)成為系統(tǒng)最大限制因素之一。為了解釋這一點(diǎn)，注意，真正誘發(fā)電容器材料擊穿的是電場(chǎng)(例如對(duì)于空氣而言，為3kV/mm)而非電壓，而且對(duì)于期望的(接近最佳)工作頻率，增大的電感Ld意味著所需電容Cd減小了，原則上，對(duì)于帶電容負(fù)載的裝置線圈來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)增大裝置電容器極板之間的間距dd來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，對(duì)于自諧振線圈而言，可以通過(guò)增大相鄰匝之間的間距hd來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，從而產(chǎn)生實(shí)際隨Nd減小的電場(chǎng)(對(duì)于前一種情況而言-Vd/dd);然而，實(shí)際上不可能將dd或hd增大太多，這是因?yàn)槟菚r(shí)不希望的電容邊緣電場(chǎng)會(huì)變得非常大且/或線圈尺寸變得過(guò)大；并且，在任何情況下，對(duì)于某些應(yīng)用而言，不希望有極高的電壓。在增大Ns時(shí)，對(duì)于源Pw，s和Vs觀察到了類(lèi)似的增大行為。結(jié)論是，必需要選擇盡可能(對(duì)于效率而言)大的匝數(shù)Ns和Nd，該選擇要考慮合理的電壓、邊緣電場(chǎng)和物理尺寸。對(duì)于頻率而言，同樣，存在對(duì)效率來(lái)說(shuō)最佳的一個(gè)頻率，靠近該最佳頻率，Qt。t接近最大值。對(duì)于較低頻率，電流變差(更大)，但電壓和輻射78功率變好(更小)。通常，應(yīng)當(dāng)選擇最佳頻率或稍低的頻率。確定系統(tǒng)工作狀態(tài)的一種方式是根據(jù)圖解法。在圖12中，對(duì)于i^25cm、rd=15cm、hs=hd=0、as=ad=3mm且兩者之間距離為D=2m的兩個(gè)環(huán)路來(lái)說(shuō)，在給定某種選擇的wp和Ns的情況下，針對(duì)頻率和Nd繪制了所有以上因變量(歸一化到1瓦輸出功率的電流、電壓和輻射功率)。圖中繪示了上述所有相關(guān)性。還可以做出因變量作為頻率和wp兩者的函數(shù)的等值線圖，但Ns和Nd都是固定的。圖13中針對(duì)相同的環(huán)路尺寸和距離示出了結(jié)果。例如，對(duì)于具有上面給出的尺寸的兩個(gè)環(huán)路的系統(tǒng)而言，合理的參數(shù)選擇是Ns=2、Nd=6、f^lOMHz且wp=10，這給出以下性能特性^。^=20.6%、Qtot=1264、IS=7.2A、Id=1.4A、Vs=2.55kV、Vd=2.30kV、Prad,s=0.15W、Prad.d=0.006W。注意，圖12和13中的結(jié)果以及上面剛計(jì)算出的性能特性是利用上面給出的解析公式獲得的，因此預(yù)計(jì)對(duì)于大的Ns、Nd值它們較不精確，但它們?nèi)匀粫?huì)給出比例和數(shù)量級(jí)的良好估計(jì)。最后，還可以針對(duì)源的尺寸進(jìn)行優(yōu)化，因?yàn)槿缜八?，通常僅裝置尺寸是受限的。即，可以將r,和ar添加到自變量集合中，并針對(duì)所有有問(wèn)題的因變量對(duì)這些也進(jìn)行優(yōu)化(先前僅看到如何針對(duì)效率這么做)。這種優(yōu)化會(huì)獲得改善的結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果上述用于無(wú)線能量傳輸?shù)姆桨傅膶?shí)施例的試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)方式由兩個(gè)上述類(lèi)型的自諧振線圈構(gòu)成，其中一個(gè)(源線圈)電感性耦合到振蕩電路，第二個(gè)(裝置線圈)電感性耦合到電阻負(fù)載，如圖14示意性示出的。參考圖14，A是半徑為25cm的單個(gè)銅環(huán)，該銅環(huán)是驅(qū)動(dòng)電路的一部分，驅(qū)動(dòng)電路輸出頻率為9.9MHz的正弦波。S和D分別是文本中提到的源線圈和裝置線圈。B是附著到負(fù)載("燈泡")的導(dǎo)線環(huán)。各個(gè)K表示物體之間的直接耦合。調(diào)節(jié)線圈D和環(huán)路A之間的角度，使得它們的直接耦合為零，而線圈S和D共軸對(duì)準(zhǔn)。B和A之間和B和S之間的直接耦合可以忽略。為了試驗(yàn)驗(yàn)證功率傳輸方案而構(gòu)建的兩個(gè)相同螺旋線圈的參數(shù)為h=20cm、a=3mm、r=30cm、n=5.25。兩個(gè)線圈都由銅制成。由于構(gòu)造的非理想性，螺旋環(huán)路之間的間距不均勻，并且我們通過(guò)將10%(2cm)的不確定度歸因于h而將關(guān)于其均勻性的不確定度包括進(jìn)來(lái)。對(duì)于給出的這些尺寸，預(yù)計(jì)諧振頻率為f『10.56士0.3MHz，這與在9.卯MHz附近測(cè)量到的諧振偏離大約5%。環(huán)路的理論Q的估計(jì)值是2500(假設(shè)電阻率為p=1.7xl(T8Qm的完美的銅)，但測(cè)量值是950±50。我們認(rèn)為偏差主要是由銅線表面上導(dǎo)電差的氧化銅層的影響所造成的，在這一頻率上電流被短的趨膚深度(20]im)約束到這一層。因此，在所有后續(xù)計(jì)算中我們使用試驗(yàn)觀察到的Q(以及從其導(dǎo)出的r尸r^r-co/(2Q))。通過(guò)相隔距離D放置兩個(gè)自諧振線圈(在隔離開(kāi)時(shí)，通過(guò)輕微調(diào)節(jié)h將其精細(xì)調(diào)諧到相同諧振頻率)并測(cè)量?jī)蓚€(gè)諧振模式的頻率的分隔距離來(lái)找到耦合系數(shù)K。根據(jù)耦合模理論，該分隔距離應(yīng)該是Aw-2V^F。圖15中示出了在兩個(gè)線圈共軸對(duì)準(zhǔn)時(shí)，作為距離函數(shù)的試驗(yàn)結(jié)果和理論結(jié)果之間的比較。圖16示出了作為兩個(gè)線圈之間的間隔的函數(shù)的參數(shù)k/r的試驗(yàn)值和理論值的比較。理論值是利用理論上獲得的k和試驗(yàn)測(cè)量的r獲得的。陰影區(qū)代表由于q的5%不確定度導(dǎo)致的理論k/t的擴(kuò)展。如上所述，最大理論效率僅取決于參數(shù)k/VfT-k/r，在圖17中被作為距離的函數(shù)繪出。耦合損耗比k/T大于1，即使對(duì)于D-2.4m(線圈半徑的八倍)也是如此，于是在所研究距離的整個(gè)范圍上系統(tǒng)都處于強(qiáng)耦合狀態(tài)。電源電路是借助半徑為25cm的單個(gè)銅線環(huán)路而電感性耦合到源線圈的標(biāo)準(zhǔn)科爾波茲振蕩器(參見(jiàn)圖14)。負(fù)載由先前校準(zhǔn)過(guò)的燈泡構(gòu)成，并且該負(fù)載附著到其自己的絕緣線環(huán)路上，該負(fù)載又被放置在裝置線圈附近并電感性地耦合到裝置線圈上。于是，通過(guò)改變燈泡和裝置線圈之間的距離，調(diào)節(jié)參數(shù)rw/r，使得它匹配其最佳值，在理論上其最佳值由^+^/(r,。給出。由于它的電感性質(zhì)，連接到燈泡的環(huán)路為rw增加了小的電抗成分，通過(guò)稍微調(diào)諧線圈能補(bǔ)償該電抗成分。通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入科爾波茲振蕩器的功率來(lái)確定提取的功，直到負(fù)載處的燈泡處于其完全標(biāo)稱(chēng)亮度為止。為了隔絕特別是在源線圈和負(fù)載之間發(fā)生的傳輸效率，利用電流探針(發(fā)現(xiàn)其未顯著降低線圈的Q)在每個(gè)自諧振線圈的中點(diǎn)處測(cè)量電流。這給出了以上定義的電流參數(shù)i,和12的測(cè)量值。然后利用P^-rLiidH十算每個(gè)線圈中消耗的功率，并直接從irPj(p,+P2+Pw)獲得效率。為了確保用兩個(gè)物體的耦合模理論模型來(lái)很好地描述實(shí)驗(yàn)裝置，放置該裝置線圈，使得其到附著到科爾波茲振蕩器的銅環(huán)的直接耦合為零。圖17中示出了試驗(yàn)結(jié)果以及由方程(14)給出的最高效率的理論預(yù)計(jì)。利用本實(shí)施例，我們能夠利用該裝置傳輸大量功率，從例如2m遠(yuǎn)的距離完全點(diǎn)亮60W的燈泡。作為額外的測(cè)試，我們還測(cè)量了進(jìn)入驅(qū)動(dòng)電路的總功率。然而，通過(guò)這種方式難以估計(jì)無(wú)線傳輸自身的效率，這是因?yàn)槲创_切知道科爾波茲振蕩器自身的效率，盡管預(yù)計(jì)其遠(yuǎn)不到100%。盡管如此，這給出了效率的過(guò)分保守的下限。例如，在通過(guò)2m的距離向負(fù)載傳輸60W時(shí)，流入驅(qū)動(dòng)電路的功率為400W。這獲得了~15%的總的墻-負(fù)載效率，考慮到該距離處無(wú)線功率傳輸?shù)念A(yù)計(jì)~40%的效率和驅(qū)動(dòng)電路的低效率，這是合理的。從以上理論處理我們看到，在典型實(shí)施例中，為了實(shí)用，重要的是用于功率傳輸?shù)木€圈處于諧振。我們通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)線圈之一被去調(diào)諧而偏離諧振時(shí)，傳輸?shù)截?fù)載的功率急劇下降。對(duì)于是反向負(fù)載Q幾倍的極小去調(diào)諧Affo，裝置線圈中誘發(fā)的電流難以與噪聲區(qū)分開(kāi)。在兩個(gè)線圈之間放置人和各種日常物品，例如金屬和木制家具，以及大的和小的電子裝置時(shí)，即使它們嚴(yán)重遮擋了源和裝置之間的視線，也未發(fā)現(xiàn)功率傳輸受到明顯影響。僅在外部物體距任一個(gè)線圈的距離小于10cm時(shí)，才發(fā)現(xiàn)有影響。盡管一些材料(例如鋁箔、聚苯乙烯泡沫塑料和人)大多僅僅使諧振頻率偏移(原則上可以利用上述類(lèi)型的反饋電路容易地對(duì)其加以校正)，但其他物體(紙板、木頭和PVC)在放置得距線圈小于幾厘米時(shí)會(huì)降低Q，從而降低傳輸?shù)男?。我們相信這種功率傳輸方法應(yīng)當(dāng)對(duì)人是安全的。在跨越2m傳輸60W(超過(guò)足以為膝上型計(jì)算機(jī)供電的功率)時(shí)，我們估計(jì)對(duì)于所有距離來(lái)說(shuō)，所產(chǎn)生磁場(chǎng)的幅度比地球磁場(chǎng)微弱得多，但距線圈中導(dǎo)線小于約lcm除外，這表明即使長(zhǎng)期使用之后方案仍然是安全的。對(duì)于這些參數(shù)而言，輻射的功率為5W，大致比手機(jī)高一個(gè)數(shù)量級(jí)，但如下所述，可以大大減小。盡管當(dāng)前的兩個(gè)線圈具有相同的尺寸，但可以將裝置線圈做得足夠小81以裝配到便攜式裝置中而不會(huì)降低效率。例如，可以將源線圈和裝置線圈的特征尺寸之積維持恒定。這些試驗(yàn)以試驗(yàn)方式展示了通過(guò)中等距離傳輸功率的系統(tǒng)，在多次獨(dú)立且相互協(xié)調(diào)的測(cè)試中發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果與理論吻合得很好。我們認(rèn)為通過(guò)為線圈鍍銀或通過(guò)用更精細(xì)幾何性質(zhì)的諧振物體進(jìn)行工作能夠明顯地改善方案的效率和覆蓋的距離，鍍銀將增大它們的Q。盡管如此，這里提供的系統(tǒng)的性能特性已經(jīng)處于可用于實(shí)際應(yīng)用的水平。應(yīng)用總之，已經(jīng)描述了用于無(wú)線非輻射能量傳輸?shù)幕谥C振的方案的若干實(shí)施例。盡管我們考慮的是靜態(tài)幾何性質(zhì)(即K和re是與時(shí)間無(wú)關(guān)的)，但所有結(jié)果可以直接適用于移動(dòng)物體的動(dòng)態(tài)幾何性質(zhì)，這是因?yàn)槟芰總鬏敃r(shí)間K"(對(duì)于微波應(yīng)用而言，lps-lms)比與宏觀物體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的任何時(shí)間尺度要短得多。分析非常簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)方式的幾何性質(zhì)提供了令人鼓舞的性能特性，預(yù)計(jì)利用認(rèn)真的設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠做出進(jìn)一步改善。于是，對(duì)于很多現(xiàn)代應(yīng)用而言，所提出的機(jī)制很有前景。例如，在宏觀世界中，可以將這種方案用于為廠房中的機(jī)器人和/或計(jì)算機(jī)供電，或?yàn)楦咚俟飞系碾妱?dòng)公共汽車(chē)供電。在一些實(shí)施例中，源物體可以是運(yùn)行于高速公路上或沿頂棚運(yùn)行的細(xì)長(zhǎng)"管路"。無(wú)線傳輸方案的一些實(shí)施例能夠提供能量，以利用導(dǎo)線或其他技術(shù)為難以觸及或不可能觸及的裝置供電或充電。例如，一些實(shí)施例可以向植入的醫(yī)療器械(例如人工心臟、起搏器、藥物輸送泵等)或地下埋藏的傳感器供電。在微觀世界中，要使用小得多的波長(zhǎng)且需要更小的功率，可以使用它來(lái)實(shí)現(xiàn)CMOS電子線路的光學(xué)互連，或向獨(dú)立納米物體(例如MEMS或納米機(jī)器人)傳輸能量，而無(wú)需過(guò)多擔(dān)心源與裝置之間的相對(duì)對(duì)準(zhǔn)。此外，可以將可用范圍擴(kuò)展到聲學(xué)系統(tǒng)，其中經(jīng)由公共凝聚態(tài)物質(zhì)物體連接源與裝置。在一些實(shí)施例中，上述技術(shù)能夠利用諧振物體的局域化近場(chǎng)提供信息的非輻射無(wú)線傳輸。這樣的方案提供了更大的安全性，這是因?yàn)闆](méi)有信息會(huì)輻射到遠(yuǎn)場(chǎng)中，并且這樣的方案非常適于高度敏感信息的中距離通信。已經(jīng)描述了本發(fā)明的若干實(shí)施例。盡管如此，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下做出各種修改。權(quán)利要求1、一種用于無(wú)線能量傳輸?shù)脑O(shè)備，所述設(shè)備包括第一諧振器結(jié)構(gòu)，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成在距離D上與第二諧振器結(jié)構(gòu)以非輻射方式傳輸能量，所述距離D大于所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L1和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L2，其中非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成向所述第二諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成從所述第二諧振器結(jié)構(gòu)接收能量。4、根據(jù)權(quán)利要求1、2和3中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括所述第二諧振器結(jié)構(gòu)。5、根據(jù)權(quán)利要求l、2、3和4中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率w、q因數(shù)和諧振寬度n，所述第二諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率co2、Q因數(shù)q2和諧振寬度r2，以及非輻射傳輸具有速率K。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述頻率Q)i和Q)2大約位于所述諧振寬度r,和r2中的較窄者之中。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中Q^100且q2〉100。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中Q戶200且Q^200。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中Q,〉500且Q戶500。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中Qpl000且Q2M000。11、根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中Q戶200或Q^200。12、根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中Q戶500或Q^500。13、根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中Q^1000或Q^1000。14、根據(jù)權(quán)利要求6到13中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗15、根據(jù)權(quán)利要求6到13中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；>1。16、根據(jù)權(quán)利要求6到13中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；>2。17、根據(jù)權(quán)利要求6到13中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；〉5。18、根據(jù)權(quán)利要求1到17中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中/)/￡2大到等于19、根據(jù)權(quán)利要求1到17中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中/)/￡2大到等于20、根據(jù)權(quán)利要求1到17中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中1)/丄2大到等于21、根據(jù)權(quán)利要求1到17中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/丄2大到等于7。22、根據(jù)權(quán)利要求1到17中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Z)/L2大到等于10。23、根據(jù)權(quán)利要求6到12中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中^>1000，22〉1000且所述耦合損耗比~^>10。V仏24、根據(jù)權(quán)利要求6到12中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中">1000，g2>1000，所述耦合損耗比；>25。Vr,r225、根據(jù)權(quán)利要求6到12中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中0>1000，&>1000，所述耦合損耗比;>40。也「26、根據(jù)權(quán)利要求23到25中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中/)/￡2大到等于3。27、根據(jù)權(quán)利要求23到24中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中/yi2大到等于7。28、根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中/)/丄2大到等于10。29、根據(jù)權(quán)利要求1到28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)男蔵V比大約1%大。30、根據(jù)權(quán)利要求1到28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)男蕋^比大約10%大。31、根據(jù)權(quán)利要求1到28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)男蕋^比大約20%大。32、根據(jù)權(quán)利要求1到28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)男蕋(w比大約30°/。大。33、根據(jù)權(quán)利要求1到28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)男蔜lw比大約80%大。34、根據(jù)權(quán)利要求1到28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)妮椛鋼p耗t(rad比大約10%小。35、根據(jù)權(quán)利要求6到28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)妮椛鋼p耗T^ad比大約10%小，且所述耦合損耗比一》0.1。Vr'r236、根據(jù)權(quán)利要求1到28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)妮椛鋼p耗^ad比大約1%小。37、根據(jù)權(quán)利要求6到28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)妮椛鋼p耗7Vd比大約1%小，且所述耦合損耗比一》1。38、根據(jù)權(quán)利要求1到28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在距任一諧振物體的表面超過(guò)3cm的距離處有人的情況下，所述能量傳輸由于人而造成的損耗Tlh比大約1%小。39、根據(jù)權(quán)利要求6到28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在距任一諧振物體的表面超過(guò)3cm的距離處有人的情況下，所述能量傳輸由于人而造成的損耗Tlh比大約1%小，且所述耦合損耗比一》1。40、根據(jù)權(quán)利要求1到28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在距任一諧振物體的表面超過(guò)10cm的距離處有人的情況下，所述能量傳輸由于人而造成的損耗rih比大約0.2X小。41、根據(jù)權(quán)利要求6到28中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在距任一諧振物體的表面超過(guò)10cm的距離處有人的情況下，所述能量傳輸由于人而造成的損耗Tih比大約0.2%小，且所述耦合損耗比一》1。42、根據(jù)權(quán)利要求1到41中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。43、根據(jù)權(quán)利要求42所述的設(shè)備，還包括所述功率源。44、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約是最佳效率頻率。45、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為50GHz或更低。46、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為lGHz或更低。47、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為100MHz或更低。48、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為10MHz或更低。49、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為lMHz或更低。50、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為100KHz或更低。51、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為10KHz或更低。52、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為50GHz或更高。53、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其中f大約為lGHz或更高。54、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為100MHz或更高。55、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為10MHz或更高。56、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為lMHz或更高。57、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為100KHz或更高。58、根據(jù)權(quán)利要求42到43中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為10KHz或更高。59、根據(jù)權(quán)利要求l到58中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在工作期間，所述諧振器結(jié)構(gòu)之一從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收可用功率Pw。60、根據(jù)權(quán)利要求59所述的設(shè)備，其中尸w比大約0.01瓦大。61、根據(jù)權(quán)利要求59所述的設(shè)備，其中尸w比大約O.l瓦大。62、根據(jù)權(quán)利要求59所述的設(shè)備，其中尸w比大約l瓦大。63、根據(jù)權(quán)利要求59所述的設(shè)備，其中i^比大約10瓦大。64、根據(jù)權(quán)利要求6到63中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Qk=co/2k比大約50小。65、根據(jù)權(quán)利要求6到63中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Q^co/2k比大約200小。66、根據(jù)權(quán)利要求6到63中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Qk=co/2k比大約500小。67、根據(jù)權(quán)利要求6到63中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中QK=co/2ic比大約1000小o68、根據(jù)權(quán)利要求64到67中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/丄2大到等于3。69、根據(jù)權(quán)利要求64到67中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/L2大到等于5。70、根據(jù)權(quán)利要求64到67中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/^大到等于7。71、根據(jù)權(quán)利要求64到67中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中￡>/丄2大到等于10。72、根據(jù)權(quán)利要求1到71中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)之一包括帶電容負(fù)載的導(dǎo)電線圈。73、根據(jù)權(quán)利要求72所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括帶電容負(fù)載的導(dǎo)電線圈。74、根據(jù)權(quán)利要求72和73中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在工作期間，所述諧振器結(jié)構(gòu)之一從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收可用功率Pw，且在向所述另一諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)中有電流L流動(dòng)，比值+比大約<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>75、根據(jù)權(quán)利要求72和73中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在工作期間，所述諧振器結(jié)構(gòu)之一從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收可用功率Pw，且在向所述另一諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)中有電流Is流動(dòng)，比值^比大約2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>76、根據(jù)權(quán)利要求72和73中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在工作期間，所述諧振器結(jié)構(gòu)之一從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收可用功率Pw，在所述第一諧振器結(jié)構(gòu)Vs的電容負(fù)載兩端出現(xiàn)電壓差Vs，且比值^比大約2000<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>77、根據(jù)權(quán)利要求72和73中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在工作期間，所述諧振器結(jié)構(gòu)之一從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收可用功率Pw，在所述第一諧振器結(jié)構(gòu)Vs的電容負(fù)載兩端出現(xiàn)電壓差Vs，且比值;比大約4000<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>78、根據(jù)權(quán)利要求72和73中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括帶電容負(fù)載的導(dǎo)電線圈，QP200且Q2>200。79、根據(jù)權(quán)利要求78所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸I^比大約lcm小，所述物體的所述導(dǎo)電線圈的寬度比大約lmm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。80、根據(jù)權(quán)利要求79所述的設(shè)備，其中f大約為380MHz。81、根據(jù)權(quán)利要求79和80中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》14.9。82、根據(jù)權(quán)利要求79和80中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》3.2。打283、根據(jù)權(quán)利要求79和80中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比;》1.2。84、根據(jù)權(quán)利要求79和80中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比;》0.4。85、根據(jù)權(quán)利要求78所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸LR比大約10cm小，所述物體的所述導(dǎo)電線圈的寬度比大約2mm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。86、根據(jù)權(quán)利要求85所述的設(shè)備，其中f大約為43MHz。87、根據(jù)權(quán)利要求85和86中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比^=》15.9。88、根據(jù)權(quán)利要求85和86中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>89、根據(jù)權(quán)利要求85和86中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>90、根據(jù)權(quán)利要求85和86中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>91、根據(jù)權(quán)利要求78所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸LR比大約30cm小，所述物體的所述導(dǎo)電線圈的寬度比大約2cm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。92、根據(jù)權(quán)利要求91所述的設(shè)備，其中f大約為9MHz。93、根據(jù)權(quán)利要求91和92中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>94、根據(jù)權(quán)利要求91和92中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比^^》17.8。/r.r,95、根據(jù)權(quán)利要求91和92中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損Vr,r296、根據(jù)權(quán)利要求91和92中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》2.7。/r.r,97、根據(jù)權(quán)利要求78所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸LR比大約30cm小，所述物體的所述導(dǎo)電線圈的寬度比大約2mm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。98、根據(jù)權(quán)利要求98所述的設(shè)備，其中f大約為17MHz。99、根據(jù)權(quán)利要求97和98中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》6.3。Vr,r2100、根據(jù)權(quán)利要求97和98中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》1.3。、/r.r,101、根據(jù)權(quán)利要求97和98中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損102、根據(jù)權(quán)利要求97和98中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>103、根據(jù)權(quán)利要求78所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸LK比大約lm小，所述物體的所述導(dǎo)電線圈的寬度比大約2mm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。104、根據(jù)權(quán)利要求103所述的設(shè)備，其中f大約為5MHz。105、根據(jù)權(quán)利要求103和104中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>106、根據(jù)權(quán)利要求103和104中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>。107、根據(jù)權(quán)利要求103和104中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>。108、根據(jù)權(quán)利要求103和104中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》0.2。109、根據(jù)權(quán)利要求81到84、87到90、93到96、99到102以及105到108中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中/)/丄《大到等于約為3。110、根據(jù)權(quán)利要求82到84、88到90、94到96、100到102以及106到108中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中ZVZ^大到等于約為5。111、根據(jù)權(quán)利要求83到84、89到90、95到96、101到102以及107到108中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/Lw大到等于約為7。112、根據(jù)權(quán)利要求84、90、96、102和108中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Z)/"大到等于約為10。113、根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括電介質(zhì)盤(pán)。114、根據(jù)權(quán)利要求113所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸為L(zhǎng)R，且所述諧振器結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)s的實(shí)數(shù)部分比大約150小。115、根據(jù)權(quán)利要求113所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一》42.4。116、根據(jù)權(quán)利要求113所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比—》6.5。117、根據(jù)權(quán)利要求113所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一》2,3。118、根據(jù)權(quán)利要求113所述的設(shè)備，所述耦合損耗比一^0.5。119、根據(jù)權(quán)利要求113所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸為L(zhǎng)R，且所述諧振器結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)￡的實(shí)數(shù)部分比大約70小。120、根據(jù)權(quán)利要求119所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一^30.9。121、根據(jù)權(quán)利要求119所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一^2.3。122、根據(jù)權(quán)利要求119所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一^0.5。123、根據(jù)權(quán)利要求116到118以及121到122中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中/)/"大到約為3。124、根據(jù)權(quán)利要求117到118以及122中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中zy"大到約為5。125、根據(jù)權(quán)利要求117到118中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/"大到約為7。126、根據(jù)權(quán)利要求113到125中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中被配置成從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)s的實(shí)數(shù)部分比大約65小。127、根據(jù)權(quán)利要求1到71中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)之一包括自諧振導(dǎo)線線圈。128、根據(jù)權(quán)利要求127所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括自諧振導(dǎo)線線圈。129、根據(jù)權(quán)利要求127和128中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述自諧振導(dǎo)線線圈中的一個(gè)或多個(gè)包括長(zhǎng)度為1且截面半徑為的導(dǎo)線，所述導(dǎo)線被盤(pán)繞成半徑為r、高度為h且匝數(shù)為N的螺旋線圈。130、根據(jù)權(quán)利要求129所述的設(shè)備，其中w-V/2-V/2;rr。131、根據(jù)權(quán)利要求129到130中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括自諧振導(dǎo)線線圈，(^>200且Q2>200。132、根據(jù)權(quán)利要求131所述的設(shè)備，其中對(duì)于每個(gè)諧振器結(jié)構(gòu)，r大約為30cm，h大約為20cm，a大約為3mm，N大約為5.25，并且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。133、根據(jù)權(quán)利要求132所述的設(shè)備，其中f大約為10.6MHz。134、根據(jù)權(quán)利要求79和80中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》40。Vr'r2135、根據(jù)權(quán)利要求79和80中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比_^=》15。136、根據(jù)權(quán)利要求79和80中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》5。137、根據(jù)權(quán)利要求79和80中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》1。V廠A138、根據(jù)權(quán)利要求134到137中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/Z^大到約為2。139、根據(jù)權(quán)利要求135到137中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中ZVZ^大到約為3。140、根據(jù)權(quán)利要求136和137中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Z)/"大到約為5。141、根據(jù)權(quán)利要求137所述的設(shè)備，其中D/L^大到約為8。142、根據(jù)權(quán)利要求1到141中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括電耦合到所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的電氣或電子裝置，使得所述裝置能夠從所述第二諧振器結(jié)構(gòu)接收能量。143、根據(jù)權(quán)利要求142所述的設(shè)備，其中所述裝置包括機(jī)器人。144、根據(jù)權(quán)利要求143所述的設(shè)備，其中所述機(jī)器人包括納米機(jī)器人。145、根據(jù)權(quán)利要求144所述的設(shè)備，其中所述裝置包括移動(dòng)電子裝置。146、根據(jù)權(quán)利要求145所述的設(shè)備，其中所述移動(dòng)電子裝置包括電話。147、根據(jù)權(quán)利要求142所述的設(shè)備，其中所述裝置包括計(jì)算機(jī)。148、根據(jù)權(quán)利要求147所述的設(shè)備，其中所述計(jì)算機(jī)包括膝上型計(jì)算機(jī)。149、根據(jù)權(quán)利要求142所述的設(shè)備，其中所述裝置包括車(chē)輛。150、根據(jù)權(quán)利要求142所述的設(shè)備，其中所述裝置包括用于植入患者體內(nèi)的醫(yī)療裝置。151、根據(jù)權(quán)利要求150所述的設(shè)備，其中所述裝置包括人工器官。152、根據(jù)權(quán)利要求150所述的設(shè)備，其中所述裝置包括用于投遞藥物的移植物。153、根據(jù)權(quán)利要求1到152中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)包括如下之一電介質(zhì)盤(pán)、電介質(zhì)球、金屬球、包括金屬-電介質(zhì)光子晶體的諧振物體、包括等離子體材料的諧振物體、帶電容負(fù)載的導(dǎo)電線圈、自諧振導(dǎo)線線圈。154、根據(jù)權(quán)利要求1到152中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述諧振場(chǎng)是電磁場(chǎng)。155、根據(jù)權(quán)利要求1到152中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述諧振場(chǎng)是聲學(xué)場(chǎng)。156、根據(jù)權(quán)利要求1到155中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中一個(gè)或多個(gè)諧振場(chǎng)包括所述諧振結(jié)構(gòu)之一的回音廊模式。157、根據(jù)權(quán)利要求154所述的設(shè)備，其中所述諧振場(chǎng)在所述諧振物體外部的區(qū)域中主要為磁性場(chǎng)。158、根據(jù)權(quán)利要求157所述的設(shè)備，其中在距最近的諧振物體的距離為p處，平均電場(chǎng)能量密度與平均磁場(chǎng)能量密度之比為0.01或更小。159、根據(jù)權(quán)利要求157所述的設(shè)備，其中在距最近的諧振物體的距離為p處，平均電場(chǎng)能量密度與平均磁場(chǎng)能量密度之比為0.1或更小。160、根據(jù)權(quán)利要求157到159中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中丄e是最近的諧振物體的特征尺寸，且p/"小于1.5。161、根據(jù)權(quán)利要求157到159中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中"是最近的諧振物體的特征尺寸，且^/Le小于3。162、根據(jù)權(quán)利要求157到159中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中^是最近的諧振物體的特征尺寸，且p/^小于5。163、根據(jù)權(quán)利要求157到159中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中"是最近的諧振物體的特征尺寸，且^/"小于7。164、根據(jù)權(quán)利要求157到159中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中"是最近的諧振物體的特征尺寸，且^/、小于10。165、根據(jù)權(quán)利要求1至U164所述的設(shè)備，其中至少一個(gè)所述諧振器具有比大約5000大的品質(zhì)因數(shù)。166、根據(jù)權(quán)利要求1到165所述的設(shè)備，其中至少一個(gè)所述諧振器具有比大約10000大的品質(zhì)因數(shù)。167、根據(jù)權(quán)利要求1到166中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括用于以非輻射方式與所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)傳輸能量的第三諧振器結(jié)構(gòu)，其中所述第三諧振器結(jié)構(gòu)與所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)之間的非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第三諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。168、根據(jù)權(quán)利要求167所述的設(shè)備，其中所述第三諧振器結(jié)構(gòu)被配置成向所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)傳輸能量。169、根據(jù)權(quán)利要求167所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成從所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)接收能量。170、根據(jù)權(quán)利要求167所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成從所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)之一接收能量并向所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)傳輸能量。171、一種無(wú)線能量傳輸方法，所述方法包括提供第一諧振器結(jié)構(gòu)；以及在距離D上與第二諧振器結(jié)構(gòu)以非輻射方式傳輸能量，所述距離D大于所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L2，其中所述非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。172、根據(jù)權(quán)利要求171所述的方法，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率co"Q因數(shù)Qi和諧振寬度n，所述第二諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率0>2、Q因數(shù)Q2和諧振寬度r2，以及所述非輻射傳輸具有速率K。173、根據(jù)權(quán)利要求172所述的方法，其中所述頻率Q),和C02大約位于所述諧振寬度r,和r2中的較窄者之中。174、一種用于無(wú)線能量傳輸?shù)脑O(shè)備，所述設(shè)備包括第一諧振器結(jié)構(gòu)，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)用于在距離D上與第二諧振器結(jié)構(gòu)以非輻射方式傳輸能量，所述距離D大于所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的特征寬度W和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L2，其中所述非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。175、根據(jù)權(quán)利要求174所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成向所述第二諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量。176、根據(jù)權(quán)利要求174和175中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括所述第二諧振器結(jié)構(gòu)。177、根據(jù)權(quán)利要求174到176中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率W、Q因數(shù)Qi和諧振寬度H，所述第二諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率co2、Q因數(shù)Q2和諧振寬度r2，以及所述非輔射傳輸具有速率ic。178、根據(jù)權(quán)利要求177所述的設(shè)備，其中所述頻率co,和032大約位于所述諧振寬度r,和r2中的較窄者之中。179、根據(jù)權(quán)利要求173和178中的任一項(xiàng)所述的方法或設(shè)備，其中所述耦合損耗比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>180、一種用于無(wú)線信息傳輸?shù)脑O(shè)備，所述設(shè)備包括第一諧振器結(jié)構(gòu)，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)用于在距離D上與第二諧振器結(jié)構(gòu)通過(guò)以非轄射方式傳輸能量來(lái)傳輸信息，所述距離D大于所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L,和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L2，其中所述非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。181、根據(jù)權(quán)利要求180所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成向所述第二諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量。182、根據(jù)權(quán)利要求181所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成從所述第二諧振器結(jié)構(gòu)接收能量。183、根據(jù)權(quán)利要求180、181和182中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括所述第二諧振器結(jié)構(gòu)。184、根據(jù)權(quán)利要求180、181、182和183中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率Q因數(shù)Qi和諧振寬度rP所述第二諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率cd2、q因數(shù)q2和諧振寬度r2，以及所述非輻射傳輸具有速率"185、根據(jù)權(quán)利要求184所述的設(shè)備，其中所述頻率co,和o)2大約位于所述諧振寬度r,和r2中的較窄者之中。186、根據(jù)權(quán)利要求163所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；>1。187、一種用于無(wú)線能量傳輸?shù)脑O(shè)備，所述設(shè)備包括第一諧振器結(jié)構(gòu)，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)用于在距離D上與第二諧振器結(jié)構(gòu)以非輻射方式傳輸能量，所述距離D大于所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的特征厚度T,和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸L2，其中所述非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。188、根據(jù)權(quán)利要求174所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成向所述第二諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量。189、根據(jù)權(quán)利要求174和175中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括所述第二諧振器結(jié)構(gòu)。190、根據(jù)權(quán)利要求174到176中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率co,、Q因數(shù)Q,和諧振寬度n，所述第二諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率co2、Q因數(shù)Q2和諧振寬度r2，以及所述非輻射傳輸具有速率K。191、根據(jù)權(quán)利要求177所述的設(shè)備，其中所述頻率co,和co2大約位于所述諧振寬度n和r2中的較窄者之中。192、根據(jù)權(quán)利要求178所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一>1。193、根據(jù)權(quán)利要求178所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一>5。194、一種用于無(wú)線能量傳輸?shù)脑O(shè)備，所述設(shè)備包括第一諧振器結(jié)構(gòu)，用于在大于第二諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸"的距離D上與所述第二諧振器結(jié)構(gòu)以非輻射方式傳輸能量，其中所述非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。195、根據(jù)權(quán)利要求194所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成向所述第二諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量。196、根據(jù)權(quán)利要求194所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成從所述第二諧振器結(jié)構(gòu)接收能量。197、根據(jù)權(quán)利要求194、195和196中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括所述第二諧振器結(jié)構(gòu)。198、根據(jù)權(quán)利要求194、195、196和197中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述第一諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率co,、Q因數(shù)Q,和諧振寬度rP所述第二諧振器結(jié)構(gòu)具有諧振頻率c02、Q因數(shù)q2和諧振寬度r2，以及所述非輻射傳輸具有速率k。199、根據(jù)權(quán)利要求198所述的設(shè)備所述諧振寬度r,和r2中的較窄者之中。200、根據(jù)權(quán)利要求199所述的設(shè)備201、根據(jù)權(quán)利要求200所述的設(shè)備202、根據(jù)權(quán)利要求201所述的設(shè)備203、根據(jù)權(quán)利要求202所述的設(shè)備204、根據(jù)權(quán)利要求200所述的設(shè)備，其中所述頻率(^和c02大約位于，其中Q一100且q2〉100。，其中Q^200且q2〉200。，其中(^>500且02>500。,其中(^>1000且(32>1000。，其中Q^200或q2〉200。205、根據(jù)權(quán)利要求200所述的設(shè)備，其中Q—500或Q2>500。206、根據(jù)權(quán)利要求200所述的設(shè)備，其中QplOOO或QplOOO。207、根據(jù)權(quán)利要求199到206中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；>0.5。208、根據(jù)權(quán)利要求199到206中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一>1。209、根據(jù)權(quán)利要求199到206中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一>2。210、根據(jù)權(quán)利要求199到206中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一>5。211、根據(jù)權(quán)利要求194到210中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中1)/丄2大到等于2。212、根據(jù)權(quán)利要求194到210中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/丄2大到等于3。213、根據(jù)權(quán)利要求194到210中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/^大到等于5。214、根據(jù)權(quán)利要求194到210中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/Z^大到等于7。215、根據(jù)權(quán)利要求194到210中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/L2大到等于10。216、根據(jù)權(quán)利要求199到205中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Q！〉1000，Q2>1000，且所述耦合損耗比；>10。打2217、根據(jù)權(quán)利要求199到205中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中QPIOOO，Q2>1000，且所述耦合損耗比一>25。打2218、根據(jù)權(quán)利要求199到205中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中QplOOO，Q2>1000，且所述耦合損耗比；>40。219、根據(jù)權(quán)利要求216到218中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/丄2大到等于3。220、根據(jù)權(quán)利要求216到217中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中1)/丄2大到等于7。221、根據(jù)權(quán)利要求216所述的設(shè)備，其中1)/￡2大到等于10。222、根據(jù)權(quán)利要求194到221中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)男蔜lw比大約1%大。223、根據(jù)權(quán)利要求194到221中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)男蔵V比大約10%大。224、根據(jù)權(quán)利要求194到221中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)男蕋v比大約20%大。225、根據(jù)權(quán)利要求194到221中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)男蕆u比大約30%大。226、根據(jù)權(quán)利要求194到221中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)男蕁w比大約80%大。227、根據(jù)權(quán)利要求194到221中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)妮椛鋼p耗T^d比大約10%小。228、根據(jù)權(quán)利要求199到221中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)妮椛鋼p耗TWi比大約10%小，且所述耦合損耗比一》0.1。229、根據(jù)權(quán)利要求194到221中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)妮椛鋼p耗T^d比大約1%小。230、根據(jù)權(quán)利要求194到221中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述能量傳輸?shù)妮椛鋼p耗i^d比大約1%小，且所述耦合損耗比一》1。231、根據(jù)權(quán)利要求194到221中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在距任一諧振物體的表面超過(guò)3cm的距離處有人的情況下，所述能量傳輸由于人而造成的損耗Tlh比大約1%小。232、根據(jù)權(quán)利要求194到221中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在距任一諧振物體的表面超過(guò)3cm的距離處有人的情況下，所述能量傳輸由于人而233、根據(jù)權(quán)利要求194到221中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在距任一諧振物體的表面超過(guò)10cm的距離處有人的情況下，所述能量傳輸由于人而造成的損耗、小于約0.2%。234、根據(jù)權(quán)利要求199到221中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在距任一諧振物體的表面超過(guò)10cm的距離處有人的情況下，所述能量傳輸由于人而造成的損耗Tlh比大約0.2%小，且所述耦合損耗比一》1。235、根據(jù)權(quán)利要求194到234中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。236、根據(jù)權(quán)利要求235所述的設(shè)備，還包括所述功率源。237、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約是最佳效率頻率。238、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為50GHz或更低。造成的損耗71h比大約1%小，且所述耦合損耗比239、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為lGHz或更低。240、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為100MHz或更低。241、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為10MHz或更低。242、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為lMHz或更低。243、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為100kHz或更低。244、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為10kHz或更低。245、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為50GHz或更高。246、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為lGHz或更高。247、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為00MHz或更高。248、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為10MHz或更高。249、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為lMHz或更高。250、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為lOOKHz或更高。251、根據(jù)權(quán)利要求235到236中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中f大約為10kHz或更高。252、根據(jù)權(quán)利要求194到251中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在工作期間，所述諧振器結(jié)構(gòu)之一從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收可用功率Pw。253、根據(jù)權(quán)利要求252所述的設(shè)備，其中尸w比大約0.01瓦大。254、根據(jù)權(quán)利要求252所述的設(shè)備，其中尸w比大約0.1瓦大。255、根據(jù)權(quán)利要求252所述的設(shè)備，其中比大約1瓦大。256、根據(jù)權(quán)利要求252所述的設(shè)備，其中尸w比大約10瓦大。257、根據(jù)權(quán)利要求199到256中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Qk=co/2k比大約50小。258、根據(jù)權(quán)利要求199到256中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Qk=co/2k比大約200小。259、根據(jù)權(quán)利要求199到256中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Qk=co/2k比大約500小。260、根據(jù)權(quán)利要求199到256中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Qk=co/2k比大約1000小。261、根據(jù)權(quán)利要求257到260中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/L2大到等于3。262、根據(jù)權(quán)利要求257到260中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中ZV丄2大到等于5。263、根據(jù)權(quán)利要求257到260中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Zy&大到等于7。264、根據(jù)權(quán)利要求257到260中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中1)/12大到等于10。265、根據(jù)權(quán)利要求193到264中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)之一包括帶電容負(fù)載的導(dǎo)電線圈。266、根據(jù)權(quán)利要求265所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括帶電容負(fù)載的導(dǎo)電線圈。267、根據(jù)權(quán)利要求265和266中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在工作期間，所述諧振器結(jié)構(gòu)之一從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收可用功率Pw，且在向所述另一諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)中有電流Is流動(dòng)，比值+比大<formula>formulaseeoriginaldocumentpage32</formula>268、根據(jù)權(quán)利要求265和266中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在工作期間，所述諧振器結(jié)構(gòu)之一從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收可用功率Pw，且在向所述另一諧振器結(jié)構(gòu)傳輸能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)中有電流v流動(dòng)，比值;比大269、根據(jù)權(quán)利要求265和266中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在工作期間，所述諧振器結(jié)構(gòu)之一從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收可用功率Pw，在所述第一諧振器結(jié)構(gòu)Vs的電容負(fù)載兩端出現(xiàn)電壓差Vs，且比值^比大約2000>歸s——小。270、根據(jù)權(quán)利要求265和266中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中在工作期間，所述諧振器結(jié)構(gòu)之一從另一諧振器結(jié)構(gòu)接收可用功率Pw，在所述第一諧振器結(jié)構(gòu)Vs的電容負(fù)載兩端出現(xiàn)電壓差Vs，且比值+比大約4000Fo/fc//——小。/V麵s271、根據(jù)權(quán)利要求265和266中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括帶電容負(fù)載的導(dǎo)電線圈，Q!>200且Q2>200o272、根據(jù)權(quán)利要求271所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸U比大約lcm小，所述物體的所述導(dǎo)電線圈的寬度比大約lmm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。273、根據(jù)權(quán)利要求272所述的設(shè)備，其中f大約為380MHz。274、根據(jù)權(quán)利要求272和273中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》14.9。275、根據(jù)權(quán)利要求272和273中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》3.2。/r,r'276、根據(jù)權(quán)利要求272和273中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》1.2。277、根據(jù)權(quán)利要求272和273中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》0.4。278、根據(jù)權(quán)利要求271所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸LR比大約10cm小，所述物體的所述導(dǎo)電線圈的寬度比大約2mm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。279、根據(jù)權(quán)利要求278所述的設(shè)備，其中f大約為43MHz。280、根據(jù)權(quán)利要求278和279中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》15.9。281、根據(jù)權(quán)利要求278和279中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》4,3。282、根據(jù)權(quán)利要求278和279中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》1.8。V化283、根據(jù)權(quán)利要求278和279中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》0.7。284、根據(jù)權(quán)利要求271所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸Lr比大約30cm小，所述物體的所述導(dǎo)電線圈的寬度比大約2cm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。285、根據(jù)權(quán)利要求284所述的設(shè)備，其中f大約為9MHz。286、根據(jù)權(quán)利要求284和285中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》67.4。287、根據(jù)權(quán)利要求284和285中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》17.8。288、根據(jù)權(quán)利要求284和285中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage36</formula>289、根據(jù)權(quán)利要求284和285中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage36</formula>290、根據(jù)權(quán)利要求271所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸k比大約30cm小，所述物體的所述導(dǎo)電線圈的寬度比大約2mm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。291、根據(jù)權(quán)利要求290所述的設(shè)備，其中f大約為17MHz。292、根據(jù)權(quán)利要求290和291中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage36</formula>293、根據(jù)權(quán)利要求290和291中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一<formula>formulaseeoriginaldocumentpage36</formula>294、根據(jù)權(quán)利要求290和291中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage36</formula>295、根據(jù)權(quán)利要求290和291中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》0.2。、/r.r,296、根據(jù)權(quán)利要求271所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸LR比大約lm小，所述物體的所述導(dǎo)電線圈的寬度比大約2mm小，且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。297、根據(jù)權(quán)利要求296所述的設(shè)備，其中f大約為5MHz。298、根據(jù)權(quán)利要求296和297中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；^6.8。299、根據(jù)權(quán)利要求296和297中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》1.4。A,r2300、根據(jù)權(quán)利要求296和297中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》0.5。301、根據(jù)權(quán)利要求296和297中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》0，2。/r,r,302、根據(jù)權(quán)利要求274到277、280到283、286到289、292到295以及298到301中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中ZVi^大到等于約為3。303、根據(jù)權(quán)利要求275到277、281到283、287到289、293到295以及299到301中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/Lw大到等于約為5。304、根據(jù)權(quán)利要求276到277、282到283、288到289、294至lj295以及300到301中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/Z^大到等于約為7。305、根據(jù)權(quán)利要求277、283、289、295和301中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/Z^大到等于約為10。306、根據(jù)權(quán)利要求199所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括電介質(zhì)盤(pán)。307、根據(jù)權(quán)利要求306所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸為L(zhǎng)R，且所述諧振器結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)e的實(shí)數(shù)部分比大約150小。308、根據(jù)權(quán)利要求306所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一》42.4。309、根據(jù)權(quán)利要求306所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一》6.5。310、根據(jù)權(quán)利要求306所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一^2.3。311、根據(jù)權(quán)利要求306所述的設(shè)備，所述耦合損耗比;》0.5。312、根據(jù)權(quán)利要求306所述的設(shè)備，其中從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸為L(zhǎng)R，且所述諧振器結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)S的實(shí)數(shù)部分比大約70小。313、根據(jù)權(quán)利要求312所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》30.9。打2314、根據(jù)權(quán)利要求312所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一》2.3。315、根據(jù)權(quán)利要求312所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一》0.5。V仏316、根據(jù)權(quán)利要求309到311以及314到315中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/"大到約為3。317、根據(jù)權(quán)利要求310到311以及315中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/」"大到約為5。318、根據(jù)權(quán)利要求310到311中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/"大到約為7。319、根據(jù)權(quán)利要求306到318中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中被配置成從所述另一諧振器結(jié)構(gòu)接收能量的所述諧振器結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)s的實(shí)數(shù)部分比大約65小。320、根據(jù)權(quán)利要求194到264中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)之一包括自諧振導(dǎo)線線圈。321、根據(jù)權(quán)利要求320所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括自諧振導(dǎo)線線圈。322、根據(jù)權(quán)利要求320和321中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述自諧振導(dǎo)線線圈中的一個(gè)或多個(gè)包括長(zhǎng)度為1且截面半徑為的導(dǎo)線，所述導(dǎo)線被盤(pán)繞成半徑為r、高度為h且匝數(shù)為N的螺旋線圈。323、根據(jù)權(quán)利要求322所述的設(shè)備，其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage40</formula>324、根據(jù)權(quán)利要求322到323中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)都包括自諧振導(dǎo)線線圈，Qi〉200且Q2>200。325、根據(jù)權(quán)利要求324所述的設(shè)備，其中對(duì)于每個(gè)諧振器結(jié)構(gòu)，r大約為30cm，h大約為20cm，a大約為3mm，N大約為5.25，并且在工作期間，耦合到所述第一諧振器結(jié)構(gòu)或第二諧振器結(jié)構(gòu)的功率源以頻率f驅(qū)動(dòng)所述諧振器結(jié)構(gòu)。326、根據(jù)權(quán)利要求325所述的設(shè)備，其中f大約為10.6MHz。327、根據(jù)權(quán)利要求272和273中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》40。328、根據(jù)權(quán)利要求272和273中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一》15。329、根據(jù)權(quán)利要求272和273中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比一》5。330、根據(jù)權(quán)利要求272和273中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述耦合損耗比；》1。虹331、根據(jù)權(quán)利要求327到330中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/"大到約為2。332、根據(jù)權(quán)利要求328到330中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中"/"大到約為3。333、根據(jù)權(quán)利要求329和330中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中D/i^大到約為5。334、根據(jù)權(quán)利要求330所述的設(shè)備，其中D/Z^大到約為8。335、根據(jù)權(quán)利要求194到334中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括電耦合到所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的電氣或電子裝置，使得所述裝置能夠從所述第二諧振器結(jié)構(gòu)接收能量。336、根據(jù)權(quán)利要求335所述的設(shè)備，其中所述裝置包括機(jī)器人。337、根據(jù)權(quán)利要求336所述的設(shè)備，其中所述機(jī)器人包括納米機(jī)器人。338、根據(jù)權(quán)利要求337所述的設(shè)備，其中所述裝置包括移動(dòng)電子裝置。339、根據(jù)權(quán)利要求338所述的設(shè)備，其中所述移動(dòng)電子裝置包括電話。340、根據(jù)權(quán)利要求335所述的設(shè)備，其中所述裝置包括計(jì)算機(jī)。341、根據(jù)權(quán)利要求340所述的設(shè)備，其中所述計(jì)算機(jī)包括膝上型計(jì)算機(jī)。342、根據(jù)權(quán)利要求335所述的設(shè)備，其中所述裝置包括車(chē)輛。343、根據(jù)權(quán)利要求142所述的設(shè)備，其中所述裝置包括用于植入患者體內(nèi)的醫(yī)療裝置。344、根據(jù)權(quán)利要求343所述的設(shè)備，其中所述裝置包括人工器官。345、根據(jù)權(quán)利要求343所述的設(shè)備，其中所述裝置包括用于投遞藥物的移植物。346、根據(jù)權(quán)利要求194到345中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)包括如下之一電介質(zhì)盤(pán)、電介質(zhì)球、金屬球、包括金屬-電介質(zhì)光子晶體的諧振物體、包括等離子體材料的諧振物體、帶電容負(fù)載的導(dǎo)電線圈、自諧振導(dǎo)線線圈、金屬材料、電介質(zhì)材料。347、根據(jù)權(quán)利要求194到345中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述諧振場(chǎng)是電磁場(chǎng)。348、根據(jù)權(quán)利要求194到345中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述諧振場(chǎng)是聲學(xué)場(chǎng)。349、根據(jù)權(quán)利要求194到348中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中一個(gè)或多個(gè)諧振場(chǎng)包括所述諧振結(jié)構(gòu)之一的回音廊模式。350、根據(jù)權(quán)利要求347所述的設(shè)備，其中所述諧振場(chǎng)在所述諧振物體外部的區(qū)域中主要為磁性場(chǎng)。351、根據(jù)權(quán)利要求350所述的設(shè)備，其中在距最近的諧振物體的距離為p處，平均電場(chǎng)能量與平均磁場(chǎng)能量之比為0.01或更小。352、根據(jù)權(quán)利要求350所述的設(shè)備，其中在距最近的諧振物體的距離為p處，平均電場(chǎng)能量與平均磁場(chǎng)能量之比為0.1或更小。353、根據(jù)權(quán)利要求350到352中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Z^是最近的諧振物體的特征尺寸，且p/i^小于1.5。354、根據(jù)權(quán)利要求350到352中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中^是最近的諧振物體的特征尺寸，且p/^小于3。355、根據(jù)權(quán)利要求350到352中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中4是最近的諧振物體的特征尺寸，且p/Z^小于5。356、根據(jù)權(quán)利要求350到352中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Z^是最近的諧振物體的特征尺寸，且p/Le小于7。357、根據(jù)權(quán)利要求350到352中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中Z^是最近的諧振物體的特征尺寸，且;/Lc小于10。358、根據(jù)權(quán)利要求194到357所述的設(shè)備，其中至少一個(gè)所述諧振器具有比大約5000大的品質(zhì)因數(shù)。359、根據(jù)權(quán)利要求194到358所述的設(shè)備，其中至少一個(gè)所述諧振器具有比大約10000大的品質(zhì)因數(shù)。360、根據(jù)權(quán)利要求194到359中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括用于以非輻射方式與所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)傳輸能量的第三諧振器結(jié)構(gòu)，其中所述第三諧振器結(jié)構(gòu)與所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)之間的非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第三諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。361、根據(jù)權(quán)利要求360所述的設(shè)備，其中所述第三諧振器結(jié)構(gòu)被配置成向所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)傳輸能量。362、根據(jù)權(quán)利要求360所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成從所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)接收能量。363、根據(jù)權(quán)利要求360所述的設(shè)備，其中所述第一諧振器結(jié)構(gòu)被配置成從所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)之一接收能量并向所述第一諧振器結(jié)構(gòu)和第二諧振器結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)傳輸能量。364、根據(jù)權(quán)利要求1到170以及176到363中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括用于維持一個(gè)或多個(gè)所述諧振物體的諧振頻率的反饋機(jī)構(gòu)。365、根據(jù)權(quán)利要求364所述的設(shè)備，其中所述反饋機(jī)構(gòu)包括具有固定頻率的振蕩器且所述反饋機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)所述諧振物體的諧振頻率以使之約等于所述固定頻率。366、根據(jù)權(quán)利要求364所述的設(shè)備，其中所述反饋機(jī)構(gòu)被配置成監(jiān)測(cè)所述能量傳輸?shù)男?，并調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)所述諧振物體的諧振頻率以使所述效率最大化。全文摘要公開(kāi)了一種用于無(wú)線能量傳輸?shù)脑O(shè)備，其包括第一諧振器結(jié)構(gòu)，用于在大于第二諧振器結(jié)構(gòu)的特征尺寸的距離上與第二諧振器結(jié)構(gòu)以非輻射方式傳輸能量。所述非輻射能量傳輸是通過(guò)耦合所述第一諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部和所述第二諧振器結(jié)構(gòu)的諧振場(chǎng)漸逝尾部來(lái)實(shí)現(xiàn)的。文檔編號(hào)H02J17/00GK101682216SQ200780053126公開(kāi)日2010年3月24日申請(qǐng)日期2007年6月11日優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日發(fā)明者A·B·庫(kù)爾斯,A·卡拉里斯,J·D·瓊諾普洛斯,M·索亞契奇,P·H·費(fèi)希爾,R·莫法特申請(qǐng)人:麻省理工學(xué)院