00。將輸入電 力102提供到發(fā)射器104以用于產(chǎn)生用于提供能量傳送的輻射場(chǎng)106。接收器108耦合到 輻射場(chǎng)106且產(chǎn)生輸出電力110以用于由耦合到輸出電力110的裝置（未圖示）存儲(chǔ)或消 耗。發(fā)射器104與接收器108兩者分離開(kāi)距離112。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，根據(jù)互諧振關(guān) 系配置發(fā)射器104與接收器108,且當(dāng)接收器108的諧振頻率與發(fā)射器104的諧振頻率非常 接近時(shí)，在接收器108位于輻射場(chǎng)106的"近場(chǎng)"中時(shí)發(fā)射器104與接收器108之間的發(fā)射 損耗最小。
[0034] 發(fā)射器104進(jìn)一步包括用于提供能量發(fā)射裝置的發(fā)射天線114,且接收器108進(jìn)一 步包括用于提供能量接收裝置的接收天線118。根據(jù)應(yīng)用和待與應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的裝置而設(shè)定 發(fā)射和接收天線的大小。如所陳述，通過(guò)將發(fā)射天線的近場(chǎng)中的大部分能量耦合到接收天 線而非將電磁波中的大多數(shù)能量傳播到遠(yuǎn)場(chǎng)而進(jìn)行有效的能量傳送。當(dāng)在此近場(chǎng)中時(shí)，可 在發(fā)射天線114與接收天線118之間形成耦合模式。在天線114與118周?chē)目砂l(fā)生此近 場(chǎng)耦合的區(qū)域在本文中被稱作耦合模式區(qū)。
[0035] 圖2展示無(wú)線電力傳送系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖。發(fā)射器104包括振蕩器122、功率放大 器124以及濾波器與匹配電路126。振蕩器經(jīng)配置以在所要頻率下產(chǎn)生信號(hào)，所述頻率可響 應(yīng)于調(diào)整信號(hào)123而加以調(diào)整?？捎晒β史糯笃?24響應(yīng)于控制信號(hào)125而將振蕩器信號(hào) 放大一放大量?？砂V波器與匹配電路126以濾除諧波或其它不想要的頻率且使發(fā)射器 104的阻抗匹配于發(fā)射天線114。
[0036] 接收器108可包括匹配電路132以及整流器與切換電路134以產(chǎn)生DC電力輸出， 以對(duì)如圖2所示的電池136進(jìn)行充電或向耦合到接收器的裝置（未圖示）供電?？砂ㄆ?配電路132以使接收器108的阻抗匹配于接收天線118。接收器108和發(fā)射器104可在單 獨(dú)的通信信道119(例如，藍(lán)牙、紫蜂、蜂窩式等）上通信。
[0037] 如圖3中所說(shuō)明，用于示范性實(shí)施例中的天線可經(jīng)配置為"環(huán)路"天線150,其在本 文中還可被稱作"磁性"天線。環(huán)路天線可經(jīng)配置以包括空氣芯（aircore)或例如鐵氧體 芯等物理芯?？諝庑经h(huán)路天線對(duì)放置于芯附近的外來(lái)物理裝置可更具耐受性。此外，空氣 芯環(huán)路天線允許在芯區(qū)域內(nèi)放置其它組件。另外，空氣芯環(huán)路可更容易地實(shí)現(xiàn)在發(fā)射天線 114(圖2)的平面內(nèi)放置接收天線118(圖2)，在所述平面中發(fā)射天線114(圖2)的耦合模 式區(qū)可更強(qiáng)大。
[0038] 如所陳述，在發(fā)射器104與接收器108之間的匹配或幾乎匹配的諧振期間發(fā)生發(fā) 射器104與接收器108之間的有效能量傳送。然而，即使在發(fā)射器104與接收器108之間 的諧振不匹配時(shí)，仍可傳送能量，但效率可能受到影響。通過(guò)將來(lái)自發(fā)射天線的近場(chǎng)的能量 耦合到駐存于建立了此近場(chǎng)的鄰域中的接收天線而非將來(lái)自發(fā)射天線的能量傳播到自由 空間中來(lái)進(jìn)行能量傳送。
[0039] 環(huán)路或磁性天線的諧振頻率是基于電感和電容。環(huán)路天線中的電感一般僅僅為由 環(huán)路形成的電感，而一般將電容添加到環(huán)路天線的電感以形成在所要諧振（或接近諧振） 頻率下的諧振結(jié)構(gòu)。作為非限制性實(shí)例，可將電容器152和電容器154添加到天線以形成產(chǎn) 生諧振信號(hào)156的諧振電路。因此，對(duì)于較大直徑的環(huán)路天線來(lái)說(shuō)，隨著環(huán)路的直徑或電感 增加，誘發(fā)諧振所需的電容的大小減小。此外，隨著環(huán)路或磁性天線的直徑增加，近場(chǎng)的有 效能量傳送區(qū)域增加。當(dāng)然，其它諧振或近諧振電路也是可能的。作為另一非限制性實(shí)例， 可將電容器并聯(lián)放置于環(huán)路天線的兩個(gè)端子之間。另外，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，對(duì) 于發(fā)射天線來(lái)說(shuō)，諧振或近諧振信號(hào)156可為到環(huán)路天線150的輸入。
[0040] 圖4為根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的發(fā)射器200的簡(jiǎn)化框圖。發(fā)射器200包括發(fā) 射電路202和發(fā)射天線204。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)射電路202通過(guò)提供導(dǎo)致在發(fā)射天線204周?chē)a(chǎn) 生近場(chǎng)能量的振蕩信號(hào)來(lái)將RF電力提供到發(fā)射天線204。應(yīng)注意，發(fā)射器200可在任何合 適頻率下操作。舉例來(lái)說(shuō)，發(fā)射器200可在13. 56MHz或6. 78MHzISM頻帶或468. 75KHz下 操作。
[0041] 示范性發(fā)射電路202包括用于使發(fā)射電路202的阻抗（例如，50歐姆）匹配于 發(fā)射天線204的固定阻抗匹配電路206,和經(jīng)配置以將諧波發(fā)射減小到防止耦合到接收器 108 (圖1)的裝置發(fā)生自干擾（self-jamming)的水平的低通濾波器（LPF) 208。其它示范 性實(shí)施例可包括不同濾波器拓?fù)?，包括（但不限于）使特定頻率衰減同時(shí)使其它頻率通過(guò) 的陷波濾波器，且可包括自適應(yīng)阻抗匹配，所述自適應(yīng)阻抗匹配可基于可測(cè)量的發(fā)射度量 (例如到天線的輸出電力或由功率放大器汲取的DC電流）而變化。發(fā)射電路202進(jìn)一步包 括功率放大器210,功率放大器210經(jīng)配置以驅(qū)動(dòng)由振蕩器212確定的RF信號(hào)。所述發(fā)射 電路可包含離散裝置或電路，或者可包含集成組合件。從發(fā)射天線204輸出的示范性RF功 率可為大約2. 5到5.0瓦特。
[0042] 發(fā)射電路202進(jìn)一步包括控制器214,以用于在針對(duì)特定接收器的發(fā)射階段（或工 作循環(huán)）期間啟用振蕩器212,用于調(diào)整振蕩器的頻率或相位，且用于調(diào)整輸出電力電平以 用于實(shí)施用于經(jīng)由相鄰裝置的附接接收器而與相鄰裝置交互的通信協(xié)議。如此項(xiàng)技術(shù)中眾 所周知的，發(fā)射路徑中的振蕩器相位和相關(guān)電路的調(diào)整為減少帶外發(fā)射創(chuàng)造了條件，尤其 是在從一個(gè)頻率轉(zhuǎn)變到另一個(gè)頻率時(shí)。
[0043] 發(fā)射電路202可進(jìn)一步包括負(fù)載感測(cè)電路216,以用于檢測(cè)在由發(fā)射天線204產(chǎn)生 的近場(chǎng)的附近區(qū)域中存在或不存在活動(dòng)接收器。舉例來(lái)說(shuō)，負(fù)載感測(cè)電路216監(jiān)視流到功 率放大器210的電流，所述電流受由發(fā)射天線204產(chǎn)生的近場(chǎng)的附近區(qū)域中存在或不存在 活動(dòng)接收器影響。由控制器214監(jiān)視對(duì)功率放大器210上負(fù)載的改變的檢測(cè)以用于確定是 否啟用振蕩器212來(lái)用于發(fā)射能量且與活動(dòng)接收器通信。
[0044] 發(fā)射天線204可用絞合線來(lái)實(shí)施或?qū)嵤樘炀€條帶，其中厚度、寬度和金屬類(lèi)型 經(jīng)選擇以保持電阻性損耗較低。在常規(guī)實(shí)施方案中，發(fā)射天線204可一般經(jīng)配置以用于與 例如桌子、墊子、燈或其它不大便攜的配置等較大結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。因此，發(fā)射天線204 -般將 不需要"若干匝"以便具有實(shí)用尺寸。發(fā)射天線204的示范性實(shí)施方案可為"在電學(xué)上較小 的"（即，波長(zhǎng)的分?jǐn)?shù)）且經(jīng)調(diào)諧以通過(guò)使用電容器界定諧振頻率而在較低的可用頻率下諧 振。在其中發(fā)射天線204可相對(duì)于接收天線來(lái)說(shuō)在直徑或邊長(zhǎng)（如果是正方形環(huán)路）上較 大（例如，0.50米）的示范性應(yīng)用中，發(fā)射天線204將未必需要大量匝來(lái)獲得合理的電容。
[0045] 發(fā)射器200可搜集并跟蹤關(guān)于可與發(fā)射器200相關(guān)聯(lián)的接收器裝置的行蹤和狀態(tài) 的信息。因此，發(fā)射器電路202可包括連接到控制器214(本文中還稱為處理器）的存在檢 測(cè)器280、封閉檢測(cè)器290或其組合?？刂破?14可響應(yīng)于來(lái)自存在檢測(cè)器280和封閉檢測(cè) 器290的存在信號(hào)而調(diào)整由放大器210傳遞的電力量。發(fā)射器可通過(guò)大量電源（例如，用 以轉(zhuǎn)換建筑物中存在的常規(guī)AC電力的AC-DC轉(zhuǎn)換器（未圖示）、用以將常規(guī)DC電源轉(zhuǎn)換為 適合于發(fā)射器200的電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器（未圖示））接收電力或直接從常規(guī)DC電源（未 圖示）接收電力。
[0046] 作為非限制性實(shí)例，存在檢測(cè)器280可為用以感測(cè)插入到發(fā)射器的覆蓋區(qū)域中的 待充電裝置的初始存在的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器。在檢測(cè)之后，可接通發(fā)射器且可使用所述裝置所接 收的RF電力來(lái)以預(yù)定方式雙態(tài)觸發(fā)Rx裝置上的開(kāi)關(guān)，這又導(dǎo)致發(fā)射器的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)阻抗的變 化。
[0047] 作為另一非限制性實(shí)例，存在檢測(cè)器280可為能夠通過(guò)紅外線檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)或 其它合適手段來(lái)檢測(cè)（例如）人的檢測(cè)器。在一些示范性實(shí)施例中，可能存在限制發(fā)射天 線可在特定頻率下發(fā)射的電力量的規(guī)章。在一些情況下，這些規(guī)章意在保護(hù)人不受電磁輻 射傷害。然而，可能存在發(fā)射天線被放置于無(wú)人區(qū)域或偶爾有人的區(qū)域（例如車(chē)庫(kù)、廠房、 車(chē)間和類(lèi)似者）中的環(huán)境。如果這些環(huán)境沒(méi)有人，那么將發(fā)射天線的電力輸出增加到正常 電力限制規(guī)章以上可為可準(zhǔn)許的。換句話說(shuō)，控制器214可響應(yīng)于人的存在而將發(fā)射天線 204的電力輸出調(diào)整到規(guī)章水平或更低，且在人處于距發(fā)射天線204的電磁場(chǎng)規(guī)章距離外 時(shí)將發(fā)射天線204的電力輸出調(diào)整到規(guī)章水平以上的水平。
[0048] 作為非限制性實(shí)例，封閉檢測(cè)器290(本文中還可稱為封閉隔間檢測(cè)器或封閉空 間檢測(cè)器）可為（例如）用于確定封閉體何時(shí)處于閉合或開(kāi)放狀態(tài)的感測(cè)開(kāi)關(guān)等裝置。當(dāng) 發(fā)射器位于處于封閉狀態(tài)的封閉體中時(shí)，可增加發(fā)射器的電力電平。
[0049] 在示范性實(shí)施例中，可使用一種方法，借此發(fā)射器200不會(huì)無(wú)限地保持接通。在此 情況下，發(fā)射器200可經(jīng)編程以在用戶確定的時(shí)間量之后關(guān)閉。此特征防止發(fā)射器200 (特 別是功率