專(zhuān)利名稱：借助通信的功率傳輸系統(tǒng)、設(shè)備和方法
借助通信的功率傳輸系統(tǒng)、設(shè)備和方法
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， 。、-
本發(fā)明涉及借助通信進(jìn)行的無(wú)線功率傳輸。更明確地說(shuō)，本發(fā)明涉及其中所傳 輸?shù)墓β侍幱谌魏芜厧Ь幱谒桦娖交蛩桦娖揭韵聲r(shí)的頻率的借助通信進(jìn)行 的無(wú)線功率傳輸。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，大多數(shù)RFID系統(tǒng)為無(wú)源的，這意味著其具有用于將操作功率(電磁場(chǎng)、 電場(chǎng)或磁場(chǎng))提供到指定范圍內(nèi)的接收器(標(biāo)記)的發(fā)射器。此相同發(fā)射器還用于 數(shù)據(jù)通信。圖1中對(duì)此進(jìn)行展示。
圖1中描述的系統(tǒng)存在若干迭代形式。其中一些在圖2和3中予以說(shuō)明。 圖2中，數(shù)據(jù)接收器與發(fā)射器分離但使用共享天線。圖3展示發(fā)射器和接收器 可使用不同天線。但在所有情況下，功率發(fā)射器和數(shù)據(jù)發(fā)射器并入到同一單元中。 應(yīng)注意，各圖展示單個(gè)標(biāo)記塊，然而多個(gè)標(biāo)記可接收操作功率并與所描繪的系統(tǒng)通 信。
以引用的方式并入本文中的第6,289,237號(hào)美國(guó)專(zhuān)利"Apparatus for Energizing a Remote Station and Related Method "中提出了 一種不符合圖1 -3所示的系統(tǒng)的系統(tǒng)。 其描述了一種用于無(wú)線功率傳輸?shù)南到y(tǒng)，所述系統(tǒng)針對(duì)工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM) 帶中的操作功率使用專(zhuān)用發(fā)射器。數(shù)據(jù)收發(fā)器是設(shè)備的單獨(dú)部件。明確地說(shuō)，所引 用專(zhuān)利中的圖2展示將如何實(shí)施基站的實(shí)例?；居糜趯⒉僮鞴β屎蛿?shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn) 程站。所引用專(zhuān)利的圖3中展示遠(yuǎn)程站的實(shí)例，所述圖3展示用于接收操作功率并 傳輸和接收數(shù)據(jù)的雙帶天線。本發(fā)明與第6,289,237號(hào)美國(guó)專(zhuān)利不同之處在于以下 事實(shí)所提出的遠(yuǎn)程站不是無(wú)源系統(tǒng)，從而意味著其包含功率存儲(chǔ)裝置且具有在基 站不供應(yīng)操作功率時(shí)進(jìn)行操作的能力。所引用專(zhuān)利在第3欄第51-56行中明確地陳 述，"本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一是遠(yuǎn)程站4的功率源是基站2，且因此不需要與遠(yuǎn)程站4的 硬連線或印刷電路物理連接。也不需要遠(yuǎn)程站4攜帶例如電池的電存儲(chǔ)裝置。"
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種借助通信的功率傳輸系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括基站，所述基站具有 第一無(wú)線功率發(fā)射器，其以第一頻率傳輸功率；以及無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件，其以不同 于所述第一頻率的第二頻率進(jìn)行通信。所述系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程站，所述遠(yuǎn)程站具有功 率采集器(power harvester),其用于將來(lái)自所述功率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電； 以及功率存儲(chǔ)組件，其與所述功率采集器通信并用于存儲(chǔ)所述直流電。
本發(fā)明涉及一種借助通信的功率傳輸設(shè)備。所述設(shè)備包括基站，所述基站具有 無(wú)線功率發(fā)射器，其以任何邊帶均處于所需電平或所需電平以下時(shí)的頻率來(lái)傳輸功 率；以及無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件。
本發(fā)明涉及一種借助通信向具有天線的遠(yuǎn)程裝置的功率傳輸設(shè)備。所述設(shè)備包 括基站，所述基站具有無(wú)線功率發(fā)射器，其帶有具有r》2D"X的范圍的天線，其 中r是功率發(fā)射器與遠(yuǎn)程裝置之間的距離，D是功率發(fā)射器天線或遠(yuǎn)程裝置天線的 最大尺寸，且X是功率頻率(power frequency)的波長(zhǎng)；以及無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件。
本發(fā)明涉及一種借助通信傳輸功率的方法。所述方法包括從基站的功率發(fā)射器 以無(wú)線方式傳輸功率的歩驟。存在與從功率發(fā)射器傳輸功率同時(shí)從基站的第一數(shù)據(jù) 傳輸組件以無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)的步驟。存在用遠(yuǎn)程站處的功率采集器將來(lái)自功率發(fā) 射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電的步驟。存在將DC電流存儲(chǔ)在與功率采集器通信的功率 存儲(chǔ)組件中的步驟。
本發(fā)明涉及一種借助通信傳輸功率的方法。所述方法包括以任何邊帶均處于所 需電平或所需電平以下時(shí)的頻率從基站的功率發(fā)射器以無(wú)線方式傳輸功率的步驟。 存在與從功率發(fā)射器傳輸功率同時(shí)從基站的數(shù)據(jù)傳輸組件以無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)的 步驟。
本發(fā)明涉及一種借助通信向具有功率采集器和天線的遠(yuǎn)程裝置傳輸功率的方 法。所述方法包括從具有無(wú)線功率發(fā)射器的基站的功率發(fā)射器以無(wú)線方式傳輸功率 的步驟，所述無(wú)線功率發(fā)射器帶有具有r》2D"X的范圍的天線，其中r是功率發(fā)射 器與遠(yuǎn)程裝置之間的距離，D是功率發(fā)射器天線或遠(yuǎn)程裝置天線的最大尺寸，且X ，功率頻率的波長(zhǎng)。存在與從功率發(fā)射器傳輸功率同時(shí)從基站的數(shù)據(jù)傳輸組件以無(wú) 線方式傳輸數(shù)據(jù)的步驟。
本發(fā)明涉及一種用于借助通信的功率傳輸系統(tǒng)的方法。所述方法包括從基站以
無(wú)線方式傳輸功率的步驟。用遠(yuǎn)程站的功率采集器將來(lái)自功率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成
直流電的步驟。存在將直流電存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程站的與功率采集器通信的功率存儲(chǔ)組件中
的歩驟。存在用第二數(shù)據(jù)通信組件以無(wú)線方式從遠(yuǎn)程站傳送數(shù)據(jù)的步驟，所述第二數(shù)據(jù)通信組件與功率采集器通信。在數(shù)據(jù)站處接收由遠(yuǎn)程站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的步驟，所 述數(shù)據(jù)站遠(yuǎn)離基站和遠(yuǎn)程站。
本發(fā)明涉及一種借助通信的功率傳輸系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括基站，所述基站具有 無(wú)線功率發(fā)射器和第一無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件(優(yōu)選地包含無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸組件與無(wú)線數(shù)
據(jù)接收組件通信)。所述系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程站，所述遠(yuǎn)程站具有功率采集器，其用于 將來(lái)自所述功率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電；以及功率存儲(chǔ)組件，其與所述功率釆 集器通信并用于存儲(chǔ)所述直流電，所述遠(yuǎn)程站的操作獨(dú)立于所述基站的操作。
本發(fā)明涉及一種借助通信傳輸功率的方法。所述方法包括從基站的功率發(fā)射器 以無(wú)線方式傳輸功率的步驟。存在與從功率發(fā)射器傳輸功率同時(shí)從基站的數(shù)據(jù)傳輸 組件以無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)的步驟。存在獨(dú)立于所述基站的操作用遠(yuǎn)程站處的功率采 集器將來(lái)自功率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電的步驟。存在將DC電流存儲(chǔ)在與功率 采集器通信的功率存儲(chǔ)組件中的步驟。
本發(fā)明涉及一種借助通信的功率傳輸設(shè)備。所述設(shè)備包括基站，其具有以脈沖 形式傳輸功率的無(wú)線功率發(fā)射器。所述設(shè)備包括第一無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件。
本發(fā)明涉及一種借助通信的功率傳輸系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括基站，所述基站具有 無(wú)線功率發(fā)射器。所述系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程站，所述遠(yuǎn)程站具有功率采集器，其用于將 來(lái)自所述功率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電；以及功率存儲(chǔ)組件，其與所述功率采集
器通信并用于存儲(chǔ)所述直流電；第二數(shù)據(jù)通信組件，其與所述功率采集器通信并以 無(wú)線方式傳送數(shù)據(jù)；以及核心裝置組件，其與所述功率采集器通信。所述系統(tǒng)包括 至少一個(gè)遠(yuǎn)離基站和遠(yuǎn)程站的數(shù)據(jù)站，其傳送由數(shù)據(jù)收發(fā)器傳送的第二數(shù)據(jù)。
本發(fā)明涉及一種借助通信傳輸功率的方法。所述方法包括以脈沖形式從基站的 功率發(fā)射器傳輸功率的步驟。存在以無(wú)線方式從基站的第一數(shù)據(jù)通信組件傳送數(shù)據(jù) 的步驟。
本發(fā)明涉及一種借助通信的功率傳輸設(shè)備。所述系統(tǒng)包括基站，所述基站具有 傳輸功率的無(wú)線功率發(fā)射器和第一無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸組件，其中所述功率發(fā)射器和數(shù)據(jù) 傳輸組件，一者經(jīng)優(yōu)化用于其特定目的。
本發(fā)明涉及一種借助通信傳輸功率的方法。所述方法包括以無(wú)線方式從基站的
功率發(fā)射器傳輸功率的步驟。存在以無(wú)線方式從基站的數(shù)據(jù)傳輸組件傳輸數(shù)據(jù)的步
驟。存在在遠(yuǎn)程站處以無(wú)線方式接收數(shù)據(jù)的步驟。存在用遠(yuǎn)程站處的功率采集器將
來(lái)自功率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電的步驟。存在將DC電流存儲(chǔ)在與功率采集器
通信的功率存儲(chǔ)組件中的步驟。存在將遠(yuǎn)程站移出功率發(fā)射器的范圍的步驟。存在在遠(yuǎn)程站處于功率發(fā)射器的范圍之外時(shí)，繼續(xù)以無(wú)線方式在遠(yuǎn)程站處從基站接收數(shù) 據(jù)的步驟。存在使遠(yuǎn)程站返回到功率發(fā)射器的范圍中的步驟。
本發(fā)明涉及一種借助通信的功率傳輸系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括用于以無(wú)線方式傳輸 功率和數(shù)據(jù)的構(gòu)件。所述系統(tǒng)包括用于將來(lái)自傳輸構(gòu)件的功率轉(zhuǎn)換成直流電以及接 收數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)離所述傳輸構(gòu)件的構(gòu)件。


附圖中，說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和實(shí)踐本發(fā)明的優(yōu)選方法，其中
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的其中功率和數(shù)據(jù)處于同一單元中的當(dāng)前無(wú)源RFID系統(tǒng)的框圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的與發(fā)射器分離的數(shù)據(jù)接收器的框圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)的使用其自身天線的與發(fā)射器分離的數(shù)據(jù)接收器的框圖。
圖4是用于增加裝置處的功率的脈沖功率方法的框圖。
圖5是其中每一部分具有其自身天線和電路的系統(tǒng)的框圖。
圖6是其中數(shù)據(jù)部分共享天線且可進(jìn)行組合的系統(tǒng)的框圖。
圖7是使用一個(gè)天線用于功率、傳輸和接收的裝置的框圖。
圖8是具有兩個(gè)天線的裝置的框圖；其中一個(gè)天線用于通信且一個(gè)天線用于功率。
圖9是具有專(zhuān)用于每一功能的天線的裝置的框圖。 圖IO是功率TX塊的實(shí)施方案的框圖。 圖11是數(shù)據(jù)TX塊的實(shí)施方案的框圖。 圖12是數(shù)據(jù)RX塊的實(shí)施方案的框圖。
圖13是使用收發(fā)器和單個(gè)天線的裝置塊的實(shí)施方案的框圖。 圖14是使用收發(fā)器和單獨(dú)的功率與數(shù)據(jù)天線的裝置塊的實(shí)施方案的框圖。 圖15是使用具有單獨(dú)天線的數(shù)據(jù)發(fā)射器和數(shù)據(jù)接收器的裝置塊的實(shí)施方案的 框圖。
圖16是展示13.5,6 MHz ISM帶發(fā)射極限的圖解。 圖17是展示AM信號(hào)的頻譜的圖解。
圖18是展示疊加在FCC發(fā)射極限上且邊帶在發(fā)射極限上的經(jīng)振幅調(diào)制信號(hào)的 圖解。
圖19是展示疊加在FCC發(fā)射極限上且所有頻率均處于規(guī)定內(nèi)的經(jīng)振幅調(diào)制信號(hào)的圖解。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參看附圖，附圖中幾幅圖中所有相同參考標(biāo)號(hào)表示類(lèi)似或相同零件，且更明 確地說(shuō)參看圖的圖5和圖6，展示了借助通信的功率傳輸系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括基
站12，其具有以第一頻率傳輸功率的無(wú)線功率發(fā)射器14;以及以不同于所述第
一頻率的第二頻率進(jìn)行通信的第一無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件11。通信組件11優(yōu)選地包含
無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸組件16和無(wú)線數(shù)據(jù)接收組件18。系統(tǒng)10包括遠(yuǎn)程站20，其具有用 于將來(lái)自所述功率發(fā)射器14的功率轉(zhuǎn)換成直流電的功率采集器22，以及與所述功 率采集器22通信并用于存儲(chǔ)所述直流電的功率存儲(chǔ)組件24，如圖13所示。
優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程站20包含與所述功率采集器22通信的第二數(shù)據(jù)通信組件。 所述第二數(shù)據(jù)通信組件優(yōu)選地包含用于以無(wú)線方式接收無(wú)線數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)的數(shù) 據(jù)收發(fā)器26，以及與所述功率采集器22通信的核心裝置組件28。功率發(fā)射器14 優(yōu)選地具有功率傳輸天線30，數(shù)據(jù)傳輸組件16具有數(shù)據(jù)傳輸天線32，且數(shù)據(jù)接收 組件18具有數(shù)據(jù)接收天線34，如圖5所示。
或者，所述功率發(fā)射器14具有功率傳輸天線30，且所述數(shù)據(jù)傳輸組件16和所 述數(shù)據(jù)接收器44組件連接數(shù)據(jù)天線33到并共享所述數(shù)據(jù)天線33，如圖6所示。數(shù) 據(jù)收發(fā)器26和功率采集器22優(yōu)選地連接到接收器天線37并共享所述接收器天線 37，如圖7所示。
或者，所述數(shù)據(jù)收發(fā)器26具有數(shù)據(jù)收發(fā)器天線35，且所述功率采集器22具有 功率接收天線39，如圖8所示。所述收發(fā)器優(yōu)選地具有帶有數(shù)據(jù)傳輸天線32的數(shù) 據(jù)發(fā)射器48和帶有數(shù)據(jù)接收天線34的數(shù)據(jù)接收器44，且所述功率采集器22具有 功率接收天線39，如圖9所示。
優(yōu)選地，所述功率發(fā)射器14包含電源36、連接到所述電源36的頻率產(chǎn)生器 38和連接到所述電源36的RF放大器40，以及功率傳輸天線30，如圖10所示。所 述數(shù)據(jù)傳輸組件16優(yōu)選地包含,源36、連接到所述電源36的處理器和存儲(chǔ)器42， 以及連接到所述數(shù)據(jù)傳輸天線32的數(shù)據(jù)發(fā)射器48，如圖ll所示。優(yōu)選地，所述數(shù) 據(jù)接收組件18包含電源36，和連接到所述電源36的處理器和存儲(chǔ)器42，以及連 接到所述數(shù)據(jù)接收天線34的數(shù)據(jù)接收器44，如圖12所示。
本發(fā)明涉及一種借助通信的功率傳輸設(shè)備21。所述設(shè)備21包括基站，其具有
以任何邊帶均處于所需電平或所需電平以下時(shí)的頻率來(lái)傳輸功率的無(wú)線功率發(fā)射器14，以及第一無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件11。所述通信組件ll'優(yōu)選地包含無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸 組件16和無(wú)線數(shù)據(jù)接收組件18。理想地，邊帶的所需電平為零，其中零是所述所
需電平。
本發(fā)明涉及一種借助通信向具有天線的遠(yuǎn)程裝置的功率傳輸系統(tǒng)10。所述系統(tǒng) 10包括基站12，其具有無(wú)線功率發(fā)射器14，所述無(wú)線功率發(fā)射器14帶有具有r 》2D"X的范圍的天線，其中r是所述功率發(fā)射器14與遠(yuǎn)程裝置之間的距離，D是 功率發(fā)射器天線或遠(yuǎn)程裝置天線的最大尺寸，且^是功率頻率的波長(zhǎng)；以及無(wú)線數(shù) 據(jù)通信組件11。所述通信組件11優(yōu)選地包含無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸組件16和無(wú)線數(shù)據(jù)接收 組件18。
本發(fā)明涉及一種借助通信傳輸功率的方法。所述方法包括從基站12的功率發(fā) 射器14以無(wú)線方式傳輸功率的步驟。存在與從功率發(fā)射器14傳輸功率同時(shí)從基站 12的數(shù)據(jù)傳輸組件16以無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)的步驟。存在從基站12的無(wú)線數(shù)據(jù)接收 組件18以無(wú)線方式接收數(shù)據(jù)的步驟。存在用遠(yuǎn)程站20處的功率采集器22將來(lái)自 功率發(fā)射器14的功率轉(zhuǎn)換成直流電的步驟。存在將DC電流存儲(chǔ)在與功率采集器 22通信的功率存儲(chǔ)組件24中的步驟。優(yōu)選地，所述功率傳輸步驟包含以第一頻率 從所述功率發(fā)射器以無(wú)線方式傳輸功率的步驟，且所述數(shù)據(jù)傳輸步驟包含以不同于 所述第一頻率的第二頻率從所述數(shù)據(jù)傳輸組件以無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)的步驟。
本發(fā)明涉及一種借助通信傳輸功率的方法。所述方法包括以任何邊帶均處于所 需電平或所需電平以下時(shí)的頻率從基站12的功率發(fā)射器14以無(wú)線方式傳輸功率的 步驟。存在與從所述功率發(fā)射器14傳輸功率同時(shí)從所述基站12的數(shù)據(jù)傳輸組件16 以無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)的步驟。
優(yōu)選地，存在從所述基站12的無(wú)線數(shù)據(jù)接收組件18以無(wú)線方式接收數(shù)據(jù)的步 驟。優(yōu)選地，存在用遠(yuǎn)程站20中的功率采集器22將來(lái)自所述功率發(fā)射器14的功 率轉(zhuǎn)換成直流電的步驟。優(yōu)選地，存在將所述DC電流存儲(chǔ)在與所述功率采集器22 通信的功率存儲(chǔ)組件24中的步驟。
本發(fā)明涉及一種借助通信向具有功率釆集器22和天線的遠(yuǎn)程裝置傳輸功率的 方法。所述方法包括從具有無(wú)線功率發(fā)射器14的基站12的功率發(fā)射器14以無(wú)線 方式傳輸功率的步驟，所述無(wú)線功率發(fā)射器14帶有具有r^2D2/X的范圍的天線， 其中r是所述功率發(fā)射器14與遠(yuǎn)程裝置之間的距離，D是功率發(fā)射器天線30或遠(yuǎn) 程裝置天線的最大尺寸，且X是功率頻率的波長(zhǎng)。存在與從所述功率發(fā)射器14傳輸 功率同時(shí)從所述基站12的數(shù)據(jù)傳輸組件16以無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)的步驟。優(yōu)選地，存在逋過(guò)所述基站12的無(wú)線數(shù)據(jù)接收組件18以無(wú)線方式接收數(shù)據(jù)的 步驟。
本發(fā)明涉及一種借助通信的功率傳輸系統(tǒng)10。所述系統(tǒng)包括基站12,其具有 無(wú)線功率發(fā)射器14。所述系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程站20，其具有用于將來(lái)自所述功率發(fā)射器 14的功率轉(zhuǎn)換成直流電的功率采集器22，以及與所述功率采集器22通信并用于存 儲(chǔ)所述直流電的功率存儲(chǔ)組件24，與所述功率釆集器22通信并以無(wú)線方式傳送數(shù) 據(jù)的第二數(shù)據(jù)通信組件，以及與所述功率采集器22通信的核心裝置組件28。所述 系統(tǒng)包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)站，其遠(yuǎn)離所述基站12和所述遠(yuǎn)程站20，并傳送(優(yōu)選地 接收)由所述第二數(shù)據(jù)通信組件傳送(優(yōu)選地傳輸)的數(shù)據(jù)。
所述數(shù)據(jù)可包含音頻和視頻信號(hào)。所述基站12可包含無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸組件16。 所述基站12可包含無(wú)線數(shù)據(jù)接收組件18。所述遠(yuǎn)程站20可包含無(wú)線數(shù)據(jù)接收組件 18。所述遠(yuǎn)程站20可包含鍵盤(pán)。所述數(shù)據(jù)站可包含計(jì)算機(jī)。或者，所述遠(yuǎn)程站20 可包含傳感器。
本發(fā)明涉及一種用于借助通信的功率傳輸系統(tǒng)10的方法。所述方法包括從基 站12以無(wú)線方式傳輸功率的步驟。存在用遠(yuǎn)程站20的功率采集器22將來(lái)自功率 發(fā)射器14的功率轉(zhuǎn)換成直流電的步驟。存在將直流電存儲(chǔ)在所述遠(yuǎn)程站20的與所 述功率采集器22通信的功率存儲(chǔ)組件24中的步驟。存在用第二數(shù)據(jù)通信組件以無(wú) 線方式從遠(yuǎn)程站20傳送數(shù)據(jù)的步驟，所述第二數(shù)據(jù)通信組件與所述功率采集器22 通信。存在在數(shù)據(jù)站處接收由所述遠(yuǎn)程站20傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的步驟，所述數(shù)據(jù)站遠(yuǎn)離 所述基站12和所述遠(yuǎn)程站20。
本發(fā)明涉及一種借助通信的功率傳輸系統(tǒng)10。所述系統(tǒng)包括基站12，其具有 無(wú)線功率發(fā)射器14和第一無(wú)線通信組件11 (優(yōu)選地包含無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸組件16與無(wú) 線數(shù)據(jù)接收組件18通信)。所述系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程站20，其具有用于將來(lái)自所述功率發(fā) 射器14的功率轉(zhuǎn)換成直流電的功率采集器22，以及與所述功率采集器22通信并用 于存儲(chǔ)所述直流電的功率存儲(chǔ)組件24，所述遠(yuǎn)程站20的操作獨(dú)立于所述基站12的 操作,。優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程站20不將關(guān)于其操作的任巧反饋提供到所述基站12。
本發(fā)明涉及一種借助通信傳輸功率的方法。所述方法包括從基站12的功率發(fā)
射器14以無(wú)線方式傳輸功率的步驟。存在與從所述功率發(fā)射器14傳輸功率同時(shí)從
所述基站12的數(shù)據(jù)傳輸組件16以無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)的步驟。存在獨(dú)立于所述基站
12的操作用遠(yuǎn)程站20處的功率采集器22將來(lái)自所述功率發(fā)射器14的功率轉(zhuǎn)換成
直流電的步驟。存在將所述DC電流存儲(chǔ)在與所述功率采集器22通信的功率存儲(chǔ)組件24中的步驟。
本發(fā)明涉及一種借助通信的功率傳輸設(shè)備21。所述設(shè)備21包括基站12，其具 有以脈沖形式傳輸功率的無(wú)線功率發(fā)射器14。所述設(shè)備21包括無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件 16。
所述第一數(shù)據(jù)通信組件可在脈沖之間傳輸數(shù)據(jù)。所述第一數(shù)據(jù)通信組件優(yōu)選地 以最大波特率傳輸數(shù)據(jù)。所述設(shè)備21可包含與所述功率發(fā)射器14通信的功率傳輸 天線30，所述脈沖通過(guò)所述功率發(fā)射器14來(lái)傳輸，以及與所述第一數(shù)據(jù)通信組件 通信的數(shù)據(jù)通信天線，所述數(shù)據(jù)通過(guò)所述第一數(shù)據(jù)通信組件來(lái)傳輸。
本發(fā)明涉及一種借助通信傳輸功率的方法。所述方法包括以脈沖形式從基站12 的功率發(fā)射器14以無(wú)線方式傳輸功率的步驟。存在以無(wú)線方式從所述基站12的第 一數(shù)據(jù)通信組件傳輸數(shù)據(jù)的步驟。
本發(fā)明涉及一種借助通信的功率傳輸設(shè)備21。所述系統(tǒng)包括基站12，其具有 傳輸功率的無(wú)線功率發(fā)射器"和第一無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸組件16，其中所述功率發(fā)射器 14和所述數(shù)據(jù)傳輸組件16每一者經(jīng)優(yōu)化以用于其特定目的。
本發(fā)明涉及一種用于借助通信傳輸功率的方法。所述方法包括以無(wú)線方式從基 站12的功率發(fā)射器14傳輸功率的步驟。存在以無(wú)線方式從所述基站12的數(shù)據(jù)傳 輸組件16傳輸數(shù)據(jù)的步驟。存在在遠(yuǎn)程站20處以無(wú)線方式接收數(shù)據(jù)的步驟。存在 用所述遠(yuǎn)程站20處的功率采集器22將來(lái)自所述功率發(fā)射器14的功率轉(zhuǎn)換成直流 電的步驟。存在將所述DC電流存儲(chǔ)在與所述功率采集器22通信的功率存儲(chǔ)組件 24中的步驟。存在將所述遠(yuǎn)程站20移出所述功率發(fā)射器14的范圍的步驟。存在在 所述遠(yuǎn)程站20處于所述功率發(fā)射器14的范圍之外時(shí)，繼續(xù)以無(wú)線方式在所述遠(yuǎn)程 站20處從所述基站12接收數(shù)據(jù)的步驟。存在使所述遠(yuǎn)程站20返回到所述功率發(fā) 射器14的范圍中的步驟。
本發(fā)明涉及一種借助通信的功率傳輸系統(tǒng)10。所述系統(tǒng)包括用于以無(wú)線方式傳 輸功率和數(shù)據(jù)的構(gòu)件。所述系統(tǒng)包括用于將來(lái)自所述傳輸構(gòu)件的功率轉(zhuǎn)換成直流電 以及遠(yuǎn)離所述傳輸構(gòu)件接收所述數(shù)據(jù)的構(gòu)件。所述傳輸構(gòu)件可包含基站12。所述用 于轉(zhuǎn)換功率和接收數(shù)據(jù)的構(gòu)件可包含遠(yuǎn)程站20。
在本發(fā)明的操作中，系統(tǒng)10將通信和功率組件分離為兩個(gè)傳輸單元。第一發(fā)
射器負(fù)責(zé)將操作功率提供到標(biāo)記，而第二發(fā)射器只用于數(shù)據(jù)通信目的。由于這種分
離的緣故，從功率發(fā)射器14接收操作功率的設(shè)備可能不再是RFID標(biāo)記。由于這個(gè)
原因，之前稱為標(biāo)記的設(shè)備現(xiàn)將被稱為裝置，且將包含功率存儲(chǔ)組件24，例如(但不限于)電容器、電池或其它功率存儲(chǔ)組件。應(yīng)注意，操作功率發(fā)射器14和數(shù)據(jù) 通信發(fā)射器/接收器兩者均與所述裝置結(jié)合使用。更明確地說(shuō)，功率TX塊用于將操 作功率提供到所述裝置。數(shù)據(jù)TX塊用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到所述裝置，而數(shù)據(jù)RX塊用 于從所述裝置接收數(shù)據(jù)。功率TX塊、數(shù)據(jù)TX塊和數(shù)據(jù)RX塊可能或可能不處于 同一機(jī)體中，這取決于最有利的配置。
系統(tǒng)IO排除了對(duì)用有線連接來(lái)傳遞電荷的需要。電荷以電磁波或RF能量的形 式傳遞。不應(yīng)將本發(fā)明與通過(guò)電感耦合進(jìn)行的功率傳遞混淆，所述電感耦合需要裝 置相對(duì)較接近功率傳輸源。本發(fā)明經(jīng)設(shè)計(jì)以在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)操作但將固有地在近場(chǎng)(電感) 區(qū)以及遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)中接收功率。這意味著所述裝置可在比通過(guò)電感方法傳遞電荷所實(shí)現(xiàn) 的距離大的距離處接收功率。遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)界定為r22D2/^其中r是操作功率發(fā)射器14 與所述裝置之間的距離，D是操作功率傳輸天線30或裝置天線的最大尺寸，且X 是操作功率頻率的波長(zhǎng)。例如，在915MHz處，波長(zhǎng)為0.328米。如果將半波偶極 用于操作功率的傳輸和接收，那么遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)距離r將界定為r^2D2/1其中D是半波 偶極天線的X/2。因而，遠(yuǎn)場(chǎng)與近場(chǎng)邊界界定為r = 2D2/X = 2{V2)2〃X = 2X/4 = V2。 因此，給定實(shí)例的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)為0.164米。
兩個(gè)傳輸單元的分離允許每一發(fā)射器經(jīng)優(yōu)化以用于其特定目的。例如，以引用 的方式并入本文中的第60/656,165號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案 "Pulse Transmission Method"中提議使用脈沖輪廓會(huì)由于整流器效率增加而增加接收器處可用的操作功 率的量。脈沖輪廓的使用限制了裝置的通信部分的帶寬。這可通過(guò)觀察圖4而看出。
如果將數(shù)據(jù)通信內(nèi)置于用于為裝置提供功率的同一發(fā)射器中，那么在波形的關(guān)
閉周期(^到t2)期間將沒(méi)有用于數(shù)據(jù)的載波。結(jié)果將是最大波特率減少，最大波
特率在存在許多裝置或大量數(shù)據(jù)時(shí)變得重要。本發(fā)明不受這些問(wèn)題的影響。發(fā)射器
可使用較有利的方法來(lái)進(jìn)行操作功率傳遞，例如脈沖，而通信發(fā)射器可維持可能的
最大波特率。以下各圖展示將如何實(shí)施系統(tǒng)10。圖5是將功率、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)接
收部分(每一者具有其自身天線和電路)分離的系統(tǒng)10。圖6中，數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)
接收單元使用同一天線且可組合為單個(gè)塊。然而，功率發(fā)射器仍與通信設(shè)備分離。
應(yīng)注意。功率TX、數(shù)據(jù)TX和數(shù)據(jù)RX塊每一者可由集成的微處理器或由與必需的
塊通信的單個(gè)微處理器控制。還可能用第一微處理器控制功率RX塊，并用第二微
處理器控制數(shù)據(jù)TX和數(shù)據(jù)RX塊。所述兩個(gè)微處理器可能或可能不彼此通信。功
率TX、數(shù)據(jù)TX和數(shù)據(jù)RX塊每一者也可具有或共享存儲(chǔ)器和/或其它控制電路。
以引用的方式并入本文中的第6,289,237號(hào)美國(guó)專(zhuān)利"Apparatus for Energizinga'Remote Station and Related Method"中提議一種與'圖5禾卩圖6所示的系統(tǒng)有類(lèi)似之 處的系統(tǒng)。其描述了一種用于無(wú)線功率傳輸?shù)南到y(tǒng)，所述系統(tǒng)針對(duì)工業(yè)、科學(xué)和醫(yī) 療(ISM)帶中的操作功率使用專(zhuān)用發(fā)射器。數(shù)據(jù)收發(fā)器26是設(shè)備的單獨(dú)部件。明 確地說(shuō)，所引用專(zhuān)利中的圖2展示將如何實(shí)施基站12的實(shí)例?；?2用于將操作 功率和數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程站。所引用專(zhuān)利的圖3中展示遠(yuǎn)程站的實(shí)例，所述圖3展示 用于接收操作功率并傳輸和接收數(shù)據(jù)的雙帶天線。本發(fā)明與第6,289,237號(hào)美國(guó)專(zhuān) 利不同之處在于以下事實(shí)所提議的裝置(遠(yuǎn)程站)不是無(wú)源系統(tǒng)，從而意味著其 包含功率存儲(chǔ)裝置且具有在基站12不供應(yīng)操作功率時(shí)進(jìn)行操作的能力。所引用專(zhuān) 利在第3欄第51-56行中明確地陳述"本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一是遠(yuǎn)程站4的功率源是基 站2，且因此不需要與遠(yuǎn)程站4的硬連線或印刷電路物理連接。也不需要遠(yuǎn)程站4 攜帶例如電池的電存儲(chǔ)裝置。"本發(fā)明在所述裝置中包含功率存儲(chǔ)裝置以允許在比 操作功率發(fā)射器14可向裝置供應(yīng)操作功率的距離大的距離處進(jìn)行操作。因?yàn)橥ㄐ?距離通常將大于裝置可接收操作功率時(shí)所處的距離，所以添加功率存儲(chǔ)組件24允 許裝置在不從操作功率發(fā)射器14接收功率的同時(shí)繼續(xù)操作和通信。在裝置處于操 作功率和通信范圍以外的極少數(shù)情況下，添加功率存儲(chǔ)組件24允許繼續(xù)操作直到 裝置能夠返回到通信和/或操作功率范圍為止。這將需要裝置包含處理器(例如(但 不限于)微控制器或中央處理器單元)和/或存儲(chǔ)器。
圖5和圖6所示的裝置可采取許多不同形式。這些形式中的一些展示于圖7-9 中。應(yīng)注意，圖式展示單個(gè)裝置塊，然而多個(gè)裝置可接收操作功率并與所描繪的系 統(tǒng)通信。
圖7類(lèi)似于RFID標(biāo)記，其使用同一天線來(lái)接收傳入的操作功率并用于數(shù)據(jù)通 信。圖8是已將操作功率與數(shù)據(jù)通信部分分離的裝置。圖9具有用于接收操作功率、 接收數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)的單獨(dú)天線。所有這些裝置均可用作本發(fā)明的一部分，且將包 含功率存儲(chǔ)組件24，例如(但不限于)電容器、電池或其它功率存儲(chǔ)組件24。
圖l-9中描述的塊在先前技術(shù)中已充分說(shuō)明。然而，本發(fā)明的塊配置(圖5-6) 是獨(dú)特的且提供對(duì)于例如操作功率'和數(shù)據(jù)通信優(yōu)化及規(guī)定制度的許多問(wèn)題的有價(jià) 值的解決方案。規(guī)定制度可包含(但不限于)政府規(guī)定、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和健康及安全方 針。所述規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)和方針可由例如(但不限于)FCC、其它政府機(jī)關(guān)、IEEE、 ANSI、 IEC、 ISO或其它工業(yè)組織的團(tuán)體來(lái)托管或推薦執(zhí)行。
所示的塊可以各種組件和配置來(lái)實(shí)施。圖IO展示可如何實(shí)施功率TX塊的簡(jiǎn)單
實(shí)例。此配置連同許多其它配置一起展示于以引用的方式并入本文中的美國(guó)第60/656,165號(hào)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案 "Pulse Transmission Method"中。數(shù)據(jù)TX和數(shù)據(jù) RX塊可分別實(shí)施為如圖11和12所示。
裝置塊可采取許多不同形式。圖13-15說(shuō)明可如何實(shí)施所述裝置的一些實(shí)例。 以引用的方式并入本文中的第60/688,587號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案 "Powering Devices Using RF Energy Harvesting"給出可用于實(shí)施裝置塊的裝置和配置的詳細(xì)列 表。圖13中的裝置塊使用單個(gè)天線，這意味著RF采集塊和數(shù)據(jù)收發(fā)器26塊必須
共享天線用于操作功率傳輸和用于數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明使用一個(gè)頻率(信道)用于操 作功率傳輸且使用單獨(dú)的頻率(信道)用于數(shù)據(jù)通信。這意味著天線將需要為多頻
帶天線或?qū)⒈仨毦哂凶銐驅(qū)挼念l帶以將操作功率傳輸頻率與數(shù)據(jù)傳輸頻率合并。圖 13中，數(shù)據(jù)收發(fā)器26塊必須能夠經(jīng)歷數(shù)據(jù)在不影響RF采集塊的情況下由天線俘獲。 這可以許多方式進(jìn)行。 一種方式將是(但不限于)將數(shù)據(jù)收發(fā)器26塊調(diào)諧為數(shù)據(jù) 傳輸頻率，同時(shí)確保數(shù)據(jù)收發(fā)器26塊相對(duì)于處于操作功率傳輸頻率的RF采集塊具 有較高的阻抗。圖14和圖15實(shí)施起來(lái)較直接，因?yàn)椴僮鞴β蕚鬏旑l率和數(shù)據(jù)傳輸 頻率已限于單獨(dú)天線，這避免了各塊之間的干擾。核心裝置組件28塊可包含(但 不限于)微處理器、微控制器、存儲(chǔ)器和/或其它電子組件及傳感器。應(yīng)注意，本發(fā) 明與第6,289,237號(hào)美國(guó)專(zhuān)利不同之處在于以下事實(shí)本裝置(遠(yuǎn)程站)不是無(wú)源 系統(tǒng)，從而意味著其包含功率存儲(chǔ)裝置且具有在操作功率發(fā)射器14 (基站)不供應(yīng) 操作功率時(shí)進(jìn)行操作的能力。
本文件中描述的本發(fā)明的功能實(shí)例是經(jīng)修改的無(wú)線鍵盤(pán)。未經(jīng)修改的鍵盤(pán)包含 兩節(jié)AA電池，其用于運(yùn)行邏輯和發(fā)射器以將關(guān)于鍵擊的數(shù)據(jù)發(fā)送到連接到計(jì)算機(jī) 的接收器。鍵盤(pán)經(jīng)修改以包含用于接收操作功率的額外天線。操作功率從與數(shù)據(jù)接 收單元分離的基站12傳輸并存儲(chǔ)在大電容器中。在此情況下，系統(tǒng)的功率和通信 部分是分離的。這是所描述的本發(fā)明的簡(jiǎn)化型式，因?yàn)槠洳粚⑷魏螖?shù)據(jù)發(fā)送到裝置。 然而，如果必須將數(shù)據(jù)發(fā)送到鍵盤(pán)，那么其將從連接到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)基站12而不 是從功率天線傳輸。在此實(shí)例情況下，應(yīng)注意，本發(fā)明可以單向通信而不是圖中描 繪的雙向通信來(lái)實(shí)施。在任一情況下，系統(tǒng)的功率和通信部分均是分離的。
本發(fā)明還可幫助裝置滿足某些規(guī)定規(guī)格?？赏ㄟ^(guò)察看13.56MHz ISM帶可見(jiàn)此 情況的實(shí)例。圖16中展示FCC發(fā)射極限。
針對(duì)此帶中的RFID標(biāo)記的功率信號(hào)將在13.56MHz下傳輸，因?yàn)槠涫蔷哂凶?br> 高發(fā)射極限的帶的中心。為了將數(shù)據(jù)添加到13.56MHz載波，在振幅或頻率上調(diào)制
載波頻率。所述調(diào)制產(chǎn)生載波附近的信號(hào)的頻譜中的邊帶頻率。圖17中可見(jiàn)經(jīng)振幅調(diào)制(AM)信號(hào)的頻譜。
邊帶頻率(fc-fm和fc + fm)在載波(fe)以上或以下間隔調(diào)制頻率(fm)。邊帶
頻率的量值(A*m/2)由調(diào)制因數(shù)(m)決定。調(diào)制因數(shù)從0到1變化，其中零對(duì) 應(yīng)于無(wú)調(diào)制，且一是指百分之一百調(diào)制。調(diào)制因數(shù)越大則越容易檢測(cè)到數(shù)據(jù)，然而， 邊帶頻率的量值增長(zhǎng)。如果經(jīng)振幅調(diào)制的信號(hào)疊加在13.56MHz的FCC極限上，那 么可見(jiàn)邊帶的電平將最有可能限制載波中的功率的量。這可見(jiàn)于圖18中。
為了滿足所述規(guī)定，必須減小發(fā)射器的功率以減小邊帶電平。這展示于圖19中。
因?yàn)檩d波用于為裝置提供功率，所以當(dāng)減小功率電平以便符合FCC規(guī)定時(shí)裝置 將工作的范圍減小。本發(fā)明通過(guò)從信號(hào)中去除調(diào)制而允許載波中的功率最大化。在 單獨(dú)帶中將數(shù)據(jù)傳輸?shù)窖b置和從裝置接收數(shù)據(jù)以排除由于邊帶而導(dǎo)致的規(guī)定失效。 載波功率的增加意味著裝置能夠在距詢問(wèn)發(fā)射器較大距離處接收操作功率。
盡管已出于說(shuō)明的目的在以上實(shí)施例中詳細(xì)描述了本發(fā)明，但應(yīng)了解，此類(lèi)細(xì) 節(jié)僅用于所述目的，且所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下 可在其中作出變化，本發(fā)明的精神和范圍以所附權(quán)利要求書(shū)所描述的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種借助通信的功率傳輸系統(tǒng)，其包括基站，其具有以第一頻率傳輸功率的無(wú)線功率發(fā)射器，以及以不同于所述第一頻率的第二頻率進(jìn)行通信的第一無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件；以及遠(yuǎn)程站，其具有用于將來(lái)自所述功率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電的功率采集器，以及與所述功率采集器通信并用于存儲(chǔ)所述直流電的功率存儲(chǔ)組件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程站包含與所述功率采集器通信并用 于以無(wú)線方式通信的第二無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件，以及與所述功率采集器通信的核 心裝置組件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述功率發(fā)射器包含電源、連接到所述電源 的頻率產(chǎn)生器和連接到所述電源的RF放大器，以及功率傳輸天線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述第一數(shù)據(jù)通信組件包含數(shù)據(jù)傳輸組件和 數(shù)據(jù)接收組件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述功率發(fā)射器具有功率傳輸天線，所述數(shù) 據(jù)傳輸組件具有數(shù)據(jù)傳輸天線且所述數(shù)據(jù)接收組件具有數(shù)據(jù)接收天線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述功率發(fā)射器具有所述功率傳輸天線，且 所述數(shù)據(jù)傳輸組件和所述數(shù)據(jù)接收組件連接到數(shù)據(jù)天線并共享所述數(shù)據(jù)天線。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)傳輸組件包含電源、連接到所述電 源的處理器和存儲(chǔ)器，以及連接到所述數(shù)據(jù)傳輸天線的數(shù)據(jù)發(fā)射器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)接收組件包含電源，和連接到所述 電源的處理器和存儲(chǔ)器，以及連接到所述數(shù)據(jù)接收天線的數(shù)據(jù)接收器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述第二無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件包含與所述功率采集器通信并用于以無(wú)線方式接收無(wú)線數(shù)據(jù)及傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收發(fā)器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)收發(fā)器和所述功率采集器連接到接 收器天線并共享所述接收器天線。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)收發(fā)器具有數(shù)據(jù)收發(fā)器天線，且所 述功率采集器具有功率接收天線。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述收發(fā)器具有帶有數(shù)據(jù)傳輸天線的數(shù)據(jù)發(fā) 射器和帶有數(shù)據(jù)接收天線的數(shù)據(jù)接收器，且所述功率采集器具有功率接收天線。
13. —種借助通信的功率傳輸設(shè)備，其包括基站，其具有以任何邊帶均處于所需電平或所需電平以下時(shí)的頻率來(lái)傳輸功 率的無(wú)線功率發(fā)射器，以及第一無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件。
14. 一種借助通信向具有天線的遠(yuǎn)程裝置的功率傳輸設(shè)備，其包括基站，其具有無(wú)線功率發(fā)射器，所述無(wú)線功率發(fā)射器帶有具有r^2D2/^ 的范圍的天線，其中r是所述功率發(fā)射器與所述遠(yuǎn)程裝置之間的距離，D是功 率發(fā)射器天線或遠(yuǎn)程裝置天線的最大尺寸，且^是功率頻率的波長(zhǎng)；以及第一 無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件。
15. —種用于借助通信傳輸功率的方法，其包括以下步驟從基站的功率發(fā)射器以無(wú)線方式傳輸功率；與從所述功率發(fā)射器的所述功率傳輸同時(shí)從所述基站的數(shù)據(jù)傳輸組件以無(wú) 線方式傳輸數(shù)據(jù)；用所述遠(yuǎn)程站處的功率采集器將來(lái)自所述功率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電； 以及將所述DC電流存儲(chǔ)在與所述功率釆集器通信的功率存儲(chǔ)組件中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述功率傳輸步驟包含以第一頻率從所述功率發(fā)射器以無(wú)線方式傳輸功率的步驟，且所述數(shù)據(jù)傳輸步驟包含以不同于所 述第一頻率的第二頻率從所述數(shù)據(jù)傳輸組件以無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)的步驟。
17. —種用于借助通信傳輸功率的方法，其包括以下步驟以任何邊帶均處于所需電平或所需電平以下時(shí)的頻率從基站的功率發(fā)射器 以無(wú)線方式傳輸功率；以及與從所述功率發(fā)射器的所述功率傳輸同時(shí)從所述基站的數(shù)據(jù)傳輸組件以無(wú) 線方式傳輸數(shù)據(jù)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其包含通過(guò)所述基站的無(wú)線數(shù)據(jù)接收組件以無(wú) 線方式接收數(shù)據(jù)的步驟。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其包含用遠(yuǎn)程站中的功率采集器將來(lái)自所述功 率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電的步驟。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其包含將所述DC電流存儲(chǔ)在與所述功率采集 器通信的功率存儲(chǔ)組件中的步驟。
21. —種用于借助通信向具有功率采集器和天線的遠(yuǎn)程裝置傳輸功率的方法，其包 括以下步驟從具有無(wú)線功率發(fā)射器的基站的功率發(fā)射器以無(wú)線方式傳輸功率，所述無(wú)線 功率發(fā)射器帶有具有r^2D々X的范圍的天線，其中r是所述功率發(fā)射器與所述 遠(yuǎn)程裝置之間的距離，D是功率發(fā)射器天線或遠(yuǎn)程裝置天線的最大尺寸，且入 是功率頻率的波長(zhǎng)；以及與從所述功率發(fā)射器的所述功率傳輸同時(shí)從所述基站的數(shù)據(jù)傳輸組件以無(wú) 線方式傳輸數(shù)據(jù)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其包含通過(guò)所述基站的無(wú)線數(shù)據(jù)接收組件以無(wú) 線方式接收數(shù)據(jù)的步驟。
23. —種借助通信的功率傳輸系統(tǒng)，其包括基站，其具有無(wú)線功率發(fā)射器；遠(yuǎn)程站，其具有用于將來(lái)自所述功率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電的功率采集器，以及與所述功率采集器通信并用于存儲(chǔ)所述直流電的功率存儲(chǔ)組件，與所 述功率采集器通信并以無(wú)線方式傳送數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)通信組件，以及與所述功率采集器通信的核心裝置組件；以及至少一個(gè)數(shù)據(jù)站，其遠(yuǎn)離所述基站和所述遠(yuǎn)程站，且與所述第二數(shù)據(jù)通信組 件一起傳送數(shù)據(jù)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)包含音頻和視頻信號(hào)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述基站包含無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸組件。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述基站包含無(wú)線數(shù)據(jù)接收組件。
27. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程站包含無(wú)線數(shù)據(jù)接收組件。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程站包含鍵盤(pán)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)站與計(jì)算機(jī)通信。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程站包含傳感器。
31. —種用于借助通信的功率傳輸系統(tǒng)的方法，其包括以下步驟-從基站以無(wú)線方式傳輸功率；用遠(yuǎn)程站的功率采集器將來(lái)自功率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電； 將所述直流電存儲(chǔ)在與所述功率采集器通信的所述遠(yuǎn)程站的功率存儲(chǔ)組件 中；^無(wú)線方式從與所述功率采集器通信的所述遠(yuǎn)程畔傳輸數(shù)據(jù)；以及 在數(shù)據(jù)站處接收由所述遠(yuǎn)程站傳輸?shù)乃鰯?shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)站遠(yuǎn)離所述基站和 所述遠(yuǎn)程站。
32. —種借助通信的功率傳輸系統(tǒng)，其包括基站，其具有無(wú)線功率發(fā)射器和第一無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件，遠(yuǎn)程站，其具有用于將來(lái)自所述功率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電的功率采集 器，以及與所述功率采集器通信并用于存儲(chǔ)所述直流電的功率存儲(chǔ)組件，所述 遠(yuǎn)程站的操作獨(dú)立于所述基站的操作。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程站不將關(guān)于其操作的任何反饋提 供到所述基站。
34. —種用于借助通信傳輸功率的方法，其包括以下步驟-從基站的功率發(fā)射器以無(wú)線方式傳輸功率；與從所述功率發(fā)射器的所述功率傳輸同時(shí)從所述基站的第一數(shù)據(jù)傳輸組件 以無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)；獨(dú)立于所述基站的操作用遠(yuǎn)程站處的功率采集器將來(lái)自所述功率發(fā)射器的 功率轉(zhuǎn)換成直流電；以及將所述DC電流存儲(chǔ)在與所述功率采集器通信的功率存儲(chǔ)組件中。
35. —種借助通信的功率傳輸設(shè)備，其包括基站，其具有以脈沖形式傳輸功率的無(wú)線功率發(fā)射器，以及第一無(wú)線數(shù)據(jù)通 信組件。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中所述第一數(shù)據(jù)通信組件在所述脈沖之間傳 輸數(shù)據(jù)。
37. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中所述第一數(shù)據(jù)通信組件以最大波特率傳輸 數(shù)據(jù)。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其包含與所述功率發(fā)射器通信的功率傳輸天線， 所述脈沖通過(guò)所述功率發(fā)射器來(lái)傳輸，以及與所述第一數(shù)據(jù)通信組件通信的數(shù) 據(jù)通信天線，'所述數(shù)據(jù)通過(guò)所述第一數(shù)據(jù)通信組件來(lái)傳送。
39. —種用于借助通信傳輸功率的方法，其包括以下步驟以脈沖形式從基站的功率發(fā)射器以無(wú)線方式傳輸功率；以及 以無(wú)線方式從所述基站的第一數(shù)據(jù)通信組件傳送數(shù)據(jù)。
40. —種借助通信的功率傳輸設(shè)備，其包括基站，其具有傳輸功率的無(wú)線功率發(fā)射器和第一無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸組件，其中所 述功率發(fā)射器和所述數(shù)據(jù)傳輸組件每一者經(jīng)優(yōu)化以用于其特定目的。
41. 一種用于借助通信傳輸功率的方法，其包括以下步驟-以無(wú)線方式從基站的功率發(fā)射器傳輸功率；以無(wú)線方式從所述基站的數(shù)據(jù)傳輸組件傳輸數(shù)據(jù)；在遠(yuǎn)程站處以無(wú)線方式接收所述數(shù)據(jù)；用所述遠(yuǎn)程站處的功率采集器將來(lái)自所述功率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電； 將所述DC電流存儲(chǔ)在與所述功率釆集器通信的功率存儲(chǔ)組件中； 將所述遠(yuǎn)程站移出所述功率發(fā)射器的范圍；在所述遠(yuǎn)程站處于所述功率發(fā)射器的范圍之外時(shí)，繼續(xù)以無(wú)線方式在所述遠(yuǎn) 程站處從所述基站接收數(shù)據(jù)；以及使所述遠(yuǎn)程站返回到所述功率發(fā)射器的范圍中。
42. —種借助通信的功率傳輸系統(tǒng)，其包括用于以無(wú)線方式傳輸功率和數(shù)據(jù)的構(gòu)件；以及用于將來(lái)自所述傳輸構(gòu)件的功率轉(zhuǎn)換成直流電以及遠(yuǎn)離所述傳輸構(gòu)件接收 所述數(shù)據(jù)的構(gòu)件。
全文摘要
一種借助通信的功率傳輸系統(tǒng)，其具有基站，所述基站具有無(wú)線功率發(fā)射器、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸組件和無(wú)線數(shù)據(jù)接收組件。所述系統(tǒng)包含遠(yuǎn)程站，所述遠(yuǎn)程站具有用于將來(lái)自所述功率發(fā)射器的功率轉(zhuǎn)換成直流電的功率采集器，和與所述功率采集器通信并用于存儲(chǔ)所述直流電的功率存儲(chǔ)組件?；蛘?，所述系統(tǒng)包含基站，所述基站具有以任何邊帶均處于所需電平或所需電平以下時(shí)的頻率來(lái)傳輸功率的無(wú)線功率發(fā)射器，和無(wú)線數(shù)據(jù)通信組件。
文檔編號(hào)H04B1/16GK101288236SQ200680025012
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2006年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者丹尼爾·W·哈里斯特, 查爾斯·E·格林, 約翰·G·希勒 申請(qǐng)人:鮑爾卡斯特公司