本申請(qǐng)總體涉及無線充電系統(tǒng)以及在此類系統(tǒng)中使用的硬件和軟件部件。

背景技術(shù)：

關(guān)于以無線方式向電子設(shè)備發(fā)射能量，其中接收機(jī)設(shè)備可消耗傳輸?shù)哪芰坎⑵滢D(zhuǎn)換成電能，已有多次嘗試。然而，大多數(shù)常規(guī)技術(shù)無法發(fā)射能量至任何有意義的距離。例如，磁諧振無需電子設(shè)備連線到功率諧振器即可向設(shè)備供應(yīng)電力。然而，該電子設(shè)備被要求鄰近于功率諧振器的線圈(即，在磁場內(nèi))。其它常規(guī)方案并未設(shè)想到針對(duì)正在對(duì)其移動(dòng)設(shè)備充電的用戶的用戶移動(dòng)性，或者此類方案不允許設(shè)備位于可操作性的狹窄窗口之外。

以無線方式為遠(yuǎn)程電子設(shè)備供電要求用于識(shí)別電子設(shè)備在功率發(fā)射設(shè)備的傳輸場中的位置的手段。常規(guī)系統(tǒng)通常試圖將電子設(shè)備置于鄰近的位置，因此沒有能力在電子設(shè)備可能會(huì)到處移動(dòng)的例如大型咖啡店、住戶、寫字樓或其它三維空間中識(shí)別并映射可用設(shè)備的頻譜以進(jìn)行充電。此外，需要一種針對(duì)兩方面：即方向性目的和功率輸出調(diào)制，來管理功率波產(chǎn)生的系統(tǒng)。由于很多常規(guī)系統(tǒng)并未設(shè)想到其所服務(wù)的電子設(shè)備會(huì)大范圍移動(dòng)，故而還需要一種用于動(dòng)態(tài)和準(zhǔn)確地跟蹤功率發(fā)射設(shè)備可服務(wù)的電子設(shè)備的手段。

無線功率傳輸可能需要滿足某些法規(guī)要求?？赡芤筮@些發(fā)射無線能量的設(shè)備遵守針對(duì)人類或其它生物的電磁場(EMF)暴露保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。美國和歐洲標(biāo)準(zhǔn)就功率密度極限和電場極限(以及磁場極限)定義了最大暴露極限。這些極限中的某些是由聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)針對(duì)最大容許暴露(MPE)制定的，某些極限是由歐洲監(jiān)管者針對(duì)輻射暴露制定的。由FCC針對(duì)MPE制定的極限編制于法典47CFR§1.1310中。對(duì)于微波范圍內(nèi)的電磁場(EMF)頻率，功率密度可用于表達(dá)暴露強(qiáng)度。功率密度被定義為每單位面積的功率。例如，功率密度通?？捎萌缦路绞絹肀磉_(dá)：每平方米的瓦特?cái)?shù)(W/m2)、每平方厘米的毫瓦特?cái)?shù)(mW/cm2)或每平方厘米的微瓦特?cái)?shù)(μW/cm2)。

相應(yīng)地，期望適當(dāng)?shù)毓芾碛糜跓o線功率傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法以滿足這些法規(guī)要求。需要這樣一種用于無線功率傳輸?shù)氖侄危汉喜⒏鞣N安全技術(shù)，以保證傳輸場中的人類或其它生物不會(huì)暴露于在接近或高于法規(guī)極限或其它標(biāo)稱極限的EMF能量中。需要這樣一種實(shí)時(shí)監(jiān)控和跟蹤傳輸場中的物體的手段，并提供一種控制功率波的產(chǎn)生以調(diào)整為與傳輸場中的環(huán)境相適應(yīng)的手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文公開的系統(tǒng)和方法旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，同時(shí)還可提供額外或替代的優(yōu)點(diǎn)。本文公開的實(shí)施例可生成并發(fā)射功率波，所述功率波的物理波形特性(例如，頻率、幅度、相位、增益、方向)導(dǎo)致功率波在傳輸場中的預(yù)定位置收斂，以生成能量口袋。與正在由無線充電系統(tǒng)供電的電子設(shè)備相關(guān)聯(lián)的接收機(jī)可從這些能量口袋提取能量，隨后將該能量轉(zhuǎn)換成與接收機(jī)相關(guān)聯(lián)的該電子設(shè)備可用的電功率。所述能量口袋可表現(xiàn)為三維場(例如，傳輸場)，其中能量可由位于能量口袋中或附近的接收機(jī)收獲。在某些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)可通過基于從傳感器輸入的傳感器數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)功率水平或避開特定物體調(diào)整功率波的傳輸來實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)口袋形成。一種用于識(shí)別傳輸場中的接收機(jī)的技術(shù)可用來確定應(yīng)在哪里形成能量口袋以及應(yīng)將功率波發(fā)射到哪里。這種技術(shù)可得到熱圖數(shù)據(jù)，這是一種制圖數(shù)據(jù)，可存儲(chǔ)在映射存儲(chǔ)器中，以供稍后參考或計(jì)算。這些傳感器可生成傳感器數(shù)據(jù)，所述傳感器數(shù)據(jù)可識(shí)別功率波應(yīng)避開的區(qū)域。此傳感器數(shù)據(jù)可為制圖數(shù)據(jù)的補(bǔ)充或替代形式，其也可存儲(chǔ)在映射存儲(chǔ)器中以供稍后參考或計(jì)算。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種處理器實(shí)現(xiàn)的方法包括：發(fā)射機(jī)基于來自傳感器的指示要避開的區(qū)域的傳感器數(shù)據(jù)和來自指示包含接收機(jī)的區(qū)域的通信信號(hào)的熱圖數(shù)據(jù)，來確定傳輸場中待發(fā)射一個(gè)或多個(gè)功率波的位置，以及所述發(fā)射機(jī)基于所述位置將所述一個(gè)或多個(gè)功率波發(fā)射到所述傳輸場中，其中所述一個(gè)或多個(gè)功率波在所述位置處收斂。

在另一實(shí)施例中，一種處理器實(shí)現(xiàn)的方法包括：響應(yīng)于發(fā)射機(jī)從一個(gè)或多個(gè)傳感器接收到傳感器數(shù)據(jù)：所述發(fā)射機(jī)基于所述傳感器數(shù)據(jù)識(shí)別敏感物體在傳輸場中的位置；響應(yīng)于從接收機(jī)接收到指示所述接收機(jī)在所述傳輸場中的位置的反饋信號(hào)：所述發(fā)射機(jī)確定所述傳輸場中的口袋位置，其中所述口袋位置與所述敏感物體的位置超過閾值距離，并且至少鄰近所述接收機(jī)的所述位置；以及所述發(fā)射機(jī)向所述傳輸場中的所述口袋位置發(fā)射所述一個(gè)或多個(gè)功率波。

在另一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括：發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)包括：傳感器，被配置為檢測傳輸場中的敏感物體，并生成指示所述敏感物體的位置的傳感器數(shù)據(jù)；以及通信部件，被配置為與一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)進(jìn)行傳送一個(gè)或多個(gè)通信信號(hào)的通信，其中所述發(fā)射機(jī)被配置為：在從所述傳感器接收到傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，識(shí)別敏感物體在所述傳輸場中的位置，響應(yīng)于所述發(fā)射機(jī)從接收機(jī)接收到指示所述接收機(jī)在所述傳輸場中的位置的反饋通信信號(hào)，確定所述傳輸場中的口袋位置，所述口袋位置與所述敏感物體的位置超過閾值距離，并且至少鄰近所述接收機(jī)的位置，并且向所述傳輸場中的口袋位置發(fā)射所述一個(gè)或多個(gè)功率波。

在另一實(shí)施例中，一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括：用戶設(shè)備的通信部件從發(fā)射機(jī)接收指示由所述發(fā)射機(jī)發(fā)射的一個(gè)或多個(gè)功率波的一個(gè)或多個(gè)特性的通信信號(hào)，至少一個(gè)特性是所述一個(gè)或多個(gè)功率波的功率水平；所位于接收機(jī)位置的所述用戶設(shè)備識(shí)別從所述一個(gè)或多個(gè)功率波接收的能量的量；所述用戶設(shè)備確定能量口袋的口袋位置，其中，所述口袋位置是具有所述一個(gè)或多個(gè)特性的所述一個(gè)或多個(gè)功率波在所述傳輸場中收斂的地方；并且當(dāng)所述口袋位置具有比接收機(jī)位置更高的功率水平時(shí)，所述用戶設(shè)備生成并顯示具有指示相對(duì)于所述接收機(jī)位置到所述口袋位置的方向的指示符的用戶界面。

在另一實(shí)施例中，一種用戶設(shè)備包括：無線通信部件，被配置為從發(fā)射機(jī)接收包含指示一個(gè)或多個(gè)功率波的一個(gè)或多個(gè)特性的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的通信信號(hào)；一個(gè)或多個(gè)天線，被配置為從由在口袋位置處收斂的一個(gè)或多個(gè)功率波形成的能量口袋收集功率；以及接收機(jī)處理器，被配置為識(shí)別從所述一個(gè)或多個(gè)功率波接收的能量的量；基于在所述通信信號(hào)中接收的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，來識(shí)別在所述一個(gè)或多個(gè)功率波中發(fā)射的能量的量；確定所述口袋位置；以及生成并顯示具有指示相對(duì)于接收機(jī)位置到所述口袋位置的方向的指示符的用戶界面。

在另一實(shí)施例中，一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括：發(fā)射機(jī)向傳輸場中多個(gè)段中的每一個(gè)發(fā)射低功率波；響應(yīng)于所述發(fā)射機(jī)從接收機(jī)接收到包含指示包含所述接收機(jī)的段的數(shù)據(jù)的通信信號(hào)，所述發(fā)射機(jī)發(fā)射被配置為在包含所述接收機(jī)的所述段處收斂的一個(gè)或多個(gè)功率波。

一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，包括：發(fā)射機(jī)設(shè)備向與所述發(fā)射機(jī)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的傳輸場發(fā)射一個(gè)或多個(gè)功率波和通信信號(hào)，所述通信信號(hào)包含定義所述一個(gè)或多個(gè)功率波的一個(gè)或多個(gè)特性的第一組傳輸參數(shù)；響應(yīng)于所述發(fā)射機(jī)從接收機(jī)設(shè)備經(jīng)由通信信號(hào)接收到指示所述接收機(jī)在所述傳輸場中的位置的設(shè)備數(shù)據(jù)：所述發(fā)射機(jī)設(shè)備根據(jù)所述設(shè)備數(shù)據(jù)向所述傳輸場的子段發(fā)射第二組傳輸參數(shù)，所述第二組傳輸參數(shù)定義所述一個(gè)或多個(gè)功率波的一個(gè)或多個(gè)特性；所述發(fā)射機(jī)設(shè)備基于定義一個(gè)或多個(gè)精煉特性的一組一個(gè)或多個(gè)精煉參數(shù)，來確定所述一個(gè)或多個(gè)功率波的一個(gè)或多個(gè)精煉特性，所述精煉參數(shù)基于從接收機(jī)設(shè)備接收的指示所述子段中的精煉位置的精煉位置數(shù)據(jù)；所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所述一組精煉參數(shù)，生成具有所述一個(gè)或多個(gè)精煉特性的一個(gè)或多個(gè)精煉功率波；以及所述發(fā)射機(jī)將所述一個(gè)或多個(gè)精煉功率波發(fā)射到所述傳輸場額所述子段，從而在所述精煉位置處形成能量口袋。

在另一實(shí)施例中，一種無線功率系統(tǒng)，包括：映射存儲(chǔ)器，包括被配置為存儲(chǔ)包含針對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)的數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)記錄的非易失性機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)；與傳輸場相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)，一發(fā)射機(jī)包括：天線陣列，其被配置為向傳輸場的一個(gè)或多個(gè)段發(fā)射探索功率波；通信部件，被配置為向所述傳輸場的各個(gè)段發(fā)射指示被發(fā)射到相應(yīng)段的探索功率波的一個(gè)或多個(gè)特性的一組參數(shù)，并且在從第一段中一位置處的接收機(jī)設(shè)備接收到指示所述接收機(jī)位于第一段中的位置數(shù)據(jù)時(shí)，向第一段的一子段發(fā)射指示被發(fā)射到該子段的第二探索功率波的一個(gè)或多個(gè)精煉特性的第二組參數(shù)；以及發(fā)射機(jī)處理器，被配置為基于針對(duì)所述傳輸場的各個(gè)段的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，確定針對(duì)探索波的一個(gè)或多個(gè)特性，以及在從所述接收機(jī)接收到第一段位置數(shù)據(jù)時(shí)，確定針對(duì)第二探索功率波的一個(gè)或多個(gè)精煉特性。

在另一實(shí)施例中，一種設(shè)備實(shí)現(xiàn)的方法，包括：發(fā)射機(jī)從接收機(jī)經(jīng)由通信信道接收通信信號(hào)，所述通信信號(hào)包含識(shí)別所述接收機(jī)在與所述發(fā)射機(jī)相關(guān)聯(lián)的傳輸場中的第一位置的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)；在接收到所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)時(shí)：所述發(fā)射機(jī)將針對(duì)所述接收機(jī)的所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)存儲(chǔ)在映射存儲(chǔ)器中，所述映射存儲(chǔ)器包括被配置為存儲(chǔ)所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的非易失性機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)；以及所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)將所述一個(gè)或多個(gè)功率波發(fā)射到所述第一位置；以及在從所述接收機(jī)接收到一個(gè)或多個(gè)更新后的參數(shù)時(shí)：所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)更新后的參數(shù)將所述一個(gè)或多個(gè)功率波發(fā)射到第二位置。

在另一實(shí)施例中，一種無線充電系統(tǒng)，包括：映射存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)庫，被寄宿(hosted)于非易失性機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述非易失性機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)被配置為存儲(chǔ)與一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)相關(guān)聯(lián)的傳輸場中的一個(gè)或多個(gè)位置的一個(gè)或多個(gè)記錄；以及發(fā)射機(jī)，包括：通信部件，被配置為從接收機(jī)接收包含識(shí)別所述接收機(jī)的第一位置的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的通信信號(hào)；以及天線陣列，包括一個(gè)或多個(gè)天線，所述天線被配置為將一個(gè)或多個(gè)功率波發(fā)射到所述傳輸場中的所述第一位置，以及當(dāng)通信部件接收到一個(gè)或多個(gè)更新后的參數(shù)時(shí)，根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)更新后的參數(shù)向所述傳輸場中的所述第二位置發(fā)射所述一個(gè)或多個(gè)功率波。

在另一實(shí)施例中，一種設(shè)備實(shí)現(xiàn)的方法，包括：發(fā)射機(jī)向包括多個(gè)段的傳輸場的第一段發(fā)射探索波；所述發(fā)射機(jī)在從接收機(jī)接收到指示所述接收機(jī)在所述第一段的一子段中接收到所述探索波的通信信號(hào)時(shí)，確定所述第一段的所述子段。

在另一實(shí)施例中，一種方法，包括：發(fā)射機(jī)向傳輸場的多個(gè)子段順序發(fā)射針對(duì)所述傳輸場中的各個(gè)段的探索功率波和通信信號(hào)，其中，被發(fā)射到各個(gè)段的通信信號(hào)包含指示所述探索功率波被發(fā)射到的相應(yīng)段的數(shù)據(jù)；在從所述傳輸場的第一段中的第一位置處的接收機(jī)接收到響應(yīng)消息時(shí)，所述發(fā)射機(jī)向所述第一段的一個(gè)或多個(gè)子段順序發(fā)射針對(duì)所述第一段的各個(gè)子段的探索功率波和通信信號(hào)，其中，被發(fā)射到各個(gè)子段的通信信號(hào)包含指示所述探索功率波被發(fā)射到的相應(yīng)子段的數(shù)據(jù)；所述發(fā)射機(jī)確定待發(fā)射到在所述第一位置處的所述接收機(jī)的一個(gè)或多個(gè)功率波的一個(gè)或多個(gè)特性的集合；以及所述發(fā)射機(jī)生成具有所述一個(gè)或多個(gè)特性的一個(gè)或多個(gè)功率波。

在另一實(shí)施例中，一種無線充電系統(tǒng)，包括：映射數(shù)據(jù)庫，包括被配置為存儲(chǔ)傳輸場中的一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)的一個(gè)或多個(gè)記錄的非易失性機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)；以及發(fā)射機(jī)，包括：一個(gè)或多個(gè)天線的陣列，其被配置為根據(jù)發(fā)射機(jī)處理器發(fā)射具有一個(gè)或多個(gè)特性的一個(gè)或多個(gè)功率波；通信部件，被配置為根據(jù)所述發(fā)射機(jī)處理器與一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)進(jìn)行以傳送一個(gè)或多個(gè)通信信號(hào)的通信；以及所述發(fā)射機(jī)處理器，包括指令，所述指令用于使所述發(fā)射機(jī)：向傳輸場的多個(gè)段順序發(fā)射針對(duì)所述傳輸場中各個(gè)段的探索功率波和通信信號(hào)，其中被發(fā)射到各個(gè)段的通信信號(hào)包含指示所述探索功率波被發(fā)射到的相應(yīng)段的數(shù)據(jù)；在從所述傳輸場的第一段中的第一位置處的接收機(jī)接收到響應(yīng)消息時(shí)，向所述第一段的一個(gè)或多個(gè)子段順序發(fā)射針對(duì)所述第一段中各個(gè)子段的探索功率波和通信信號(hào)，其中被發(fā)射到各個(gè)子段的通信信號(hào)包含指示所述探索功率波被發(fā)射到的相應(yīng)子段的數(shù)據(jù)；確定待發(fā)射到所述第一位置處的所述接收機(jī)的一個(gè)或多個(gè)功率波的一個(gè)或多個(gè)特性的集合；以及生成具有所述一個(gè)或多個(gè)特性的所述一個(gè)或多個(gè)功率波。

在另一實(shí)施例中，一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，包括：接收機(jī)設(shè)備從發(fā)射機(jī)設(shè)備接收探索功率波和通信信號(hào)，所述通信信號(hào)基于所述探索功率波請(qǐng)求反饋通信信號(hào)；所述接收機(jī)發(fā)射包含指示所述接收機(jī)在傳輸場中相對(duì)于所述發(fā)射機(jī)的位置的數(shù)據(jù)的反饋通信信號(hào)；所述接收機(jī)接收第二探索功率波和第二通信信號(hào)，所述第二通信信號(hào)基于所述第二探索功率波請(qǐng)求第二反饋通信信號(hào)；以及所述接收機(jī)發(fā)射包含指示所述接收機(jī)在所述傳輸場中相對(duì)于所發(fā)射機(jī)的相比更細(xì)粒度位置的數(shù)據(jù)的第二反饋通信信號(hào)。

在另一實(shí)施例中，一種接收機(jī)設(shè)備，包括：天線陣列，其包括一個(gè)或多個(gè)天線，一天線被配置為接收一個(gè)或多個(gè)功率波，并從所述一個(gè)或多個(gè)功率波捕獲能量；通信部件，被配置為從發(fā)射機(jī)接收一個(gè)或多個(gè)通信信號(hào)；以及接收機(jī)處理器，其命令所述接收機(jī)：從發(fā)射機(jī)設(shè)備接收探索功率波和通信信號(hào)，所述通信信號(hào)基于所述探索功率波請(qǐng)求反饋通信信號(hào)；發(fā)射包含指示所述接收機(jī)在傳輸場中相對(duì)于所述發(fā)射機(jī)的位置的數(shù)據(jù)的反饋通信信號(hào)；接收第二探索功率波和第二通信信號(hào)，所述第二通信信號(hào)基于所述第二探索功率波請(qǐng)求第二反饋通信信號(hào)；以及發(fā)射包含指示所述接收機(jī)在所述傳輸中相對(duì)于所發(fā)射機(jī)的相比更細(xì)粒度位置的數(shù)據(jù)的第二反饋通信信號(hào)。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)姆椒ǎǎ号c發(fā)射機(jī)通信的至少一個(gè)傳感器獲取指示電氣裝置的存在的數(shù)據(jù)；所述發(fā)射機(jī)根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的記錄中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)來確定所述電氣裝置是否是被指定用于從所述發(fā)射機(jī)接收功率的接收機(jī)；以及所述發(fā)射機(jī)在確定所述電氣裝置被指定用于從所述發(fā)射機(jī)接收功率時(shí)，向所述電氣裝置發(fā)射一個(gè)或多個(gè)功率波，其中所發(fā)射的一個(gè)或多個(gè)功率波在三維空間中收斂，以在與所述電氣裝置相關(guān)聯(lián)的位置處形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)，包括：至少兩個(gè)天線；控制器，被配置為控制由所述發(fā)射機(jī)通過所述至少兩個(gè)天線廣播的功率波在三維空間中收斂以形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋；數(shù)據(jù)庫，可操作地連接到所述控制器，包括針對(duì)被指定為從所述發(fā)射機(jī)接收功率的設(shè)備的識(shí)別信息；以及至少一個(gè)傳感器，被配置為感測電氣裝置的存在，并將指示所述電氣裝置的存在的數(shù)據(jù)傳送到所述控制器；其中，所述控制器將所述指示所述電氣裝置的存在的數(shù)據(jù)與所述識(shí)別信息進(jìn)行比較，以確定所述設(shè)備是否被指定為從所述發(fā)射機(jī)接收功率，并且如果所述設(shè)備被指定為從所述發(fā)射機(jī)接收功率，則所述發(fā)射機(jī)通過所述至少兩個(gè)天線廣播所述功率波，所述功率波在所述三維空間中收斂以形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋，從而供所述電氣裝置接收以對(duì)所述電氣裝置充電或供電。

一種用于無線功率傳輸?shù)姆椒?，包括：與發(fā)射機(jī)通信的至少一個(gè)傳感器獲取指示電氣裝置的存在的數(shù)據(jù)；所述發(fā)射機(jī)將所述指示電氣裝置的存在的數(shù)據(jù)與針對(duì)被指定為從所述發(fā)射機(jī)接收功率的設(shè)備的識(shí)別信息進(jìn)行匹配；以及所述發(fā)射機(jī)發(fā)射功率波，所述功率波在三維空間中收斂以形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋，從而對(duì)所述電氣裝置充電或供電。

在另一實(shí)施例中，一種設(shè)備實(shí)現(xiàn)的方法包括：發(fā)射機(jī)從標(biāo)記設(shè)備接收設(shè)備標(biāo)記，所述設(shè)備標(biāo)記包含指示第一接收機(jī)設(shè)備的第一位置的數(shù)據(jù)；所述發(fā)射機(jī)基于由所述設(shè)備標(biāo)記指示的所述第一位置，來確定待發(fā)射到所述第一接收機(jī)設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)功率波的一個(gè)或多個(gè)特性；以及所述發(fā)射機(jī)將具有所述一個(gè)或多個(gè)特性的所述一個(gè)或多個(gè)功率波發(fā)射到所述設(shè)備標(biāo)記所指示的所述第一位置。

在另一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)，包括：映射存儲(chǔ)器，被配置為存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)的一個(gè)或多個(gè)記錄，各個(gè)記錄包含指示接收機(jī)的位置的數(shù)據(jù)；標(biāo)記設(shè)備，被配置為生成包含針對(duì)接收機(jī)的標(biāo)記數(shù)據(jù)的設(shè)備標(biāo)記，所述標(biāo)記數(shù)據(jù)被配置為生成指示所述接收機(jī)的位置的數(shù)據(jù)以及用于使一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)將一個(gè)或多個(gè)功率波發(fā)射到所述接收機(jī)的位置的指令；以及發(fā)射機(jī)，包括天線陣列，所述天線陣列被配置為將一個(gè)或多個(gè)功率波發(fā)射到存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)庫中針對(duì)接收機(jī)的設(shè)備標(biāo)記所指示的接收機(jī)的位置。

在另一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)，包括：發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)被配置為從連接到所述發(fā)射機(jī)的傳感器設(shè)備接收傳感器數(shù)據(jù)，確定所述傳感器數(shù)據(jù)是否識(shí)別出要避開的物體，以及發(fā)射避開所述物體的一個(gè)或多個(gè)功率波。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)姆椒?，包括：發(fā)射機(jī)發(fā)射功率波，所述功率波在三維空間中收斂，以在預(yù)定位置處形成一個(gè)或多個(gè)第一能量口袋，以供接收機(jī)的天線元件接收，其中所述接收機(jī)被配置為在所述預(yù)定位置處從所述一個(gè)或多個(gè)第一能量口袋收獲功率；與所述發(fā)射機(jī)通信的至少一個(gè)傳感器獲取指示生物或敏感物體的存在的數(shù)據(jù)；所述發(fā)射機(jī)基于所述指示生物或敏感物體的存在的數(shù)據(jù)來獲取與所述生物或敏感物體的位置相關(guān)的信息；以及所述發(fā)射機(jī)響應(yīng)于所述與所述生物或敏感物體的位置相關(guān)的信息，確定是否要調(diào)整所述功率波的功率水平，所述功率波在所述三維空間中收斂，以在所述預(yù)定位置形成一個(gè)或多個(gè)第一能量口袋。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)，包括：至少兩個(gè)天線；控制器，被配置為控制由所述發(fā)射機(jī)通過所述至少兩個(gè)天線廣播的功率波，所述功率波在三維空間中收斂，以在預(yù)定位置處形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋，以供接收機(jī)的天線元件接收；容納所述至少兩個(gè)天線的發(fā)射機(jī)外殼；以及位于所述發(fā)射機(jī)外殼上的至少一個(gè)傳感器，用于感測生物或敏感物體的存在，并將指示所述生物或敏感物體的存在的數(shù)據(jù)傳送到所述控制器；其中，所述控制器響應(yīng)于所述與所述生物或敏感物體的位置相關(guān)的數(shù)據(jù)，確定是否要調(diào)整所述功率波的功率水平，所述功率波在所述三維空間中收斂，以在所述預(yù)定位置形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)姆椒?，包括：發(fā)射機(jī)發(fā)射功率波，所述功率波在三維空間中收斂，以在預(yù)定位置處形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋，以供接收機(jī)的天線元件接收，其中所述接收機(jī)在所述預(yù)定位置處從所述一個(gè)或多個(gè)能量口袋收獲功率；與所述發(fā)射機(jī)通信的多個(gè)傳感器獲取指示生物或敏感物體的存在的數(shù)據(jù)；所述發(fā)射機(jī)基于所述指示生物或敏感物體的存在的數(shù)據(jù)來獲取與所述生物或敏感物體的位置相關(guān)的信息；以及所述述與所述生物或敏感物體的位置相關(guān)的數(shù)據(jù)指示所述生物或敏感物體鄰近所述三維空間中的所述預(yù)定位置時(shí)，所述發(fā)射機(jī)至少降低所述功率波的功率水平，所述功率波在所述三維空間中收斂，以在所述預(yù)定位置形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)姆椒ǎǎ喊l(fā)射機(jī)通過將接收機(jī)位置和一個(gè)或多個(gè)功率波的路徑與待排除于功率波接收之外的實(shí)體的存儲(chǔ)位置相比較，來確定是否要向所述接收機(jī)位置發(fā)射所述一個(gè)或多個(gè)功率波；以及在確定待排除的實(shí)體不在所述接收機(jī)位置且不在所述路徑中時(shí)，所述發(fā)射機(jī)發(fā)射在所述接收機(jī)位置收斂的所述一個(gè)或多個(gè)功率波。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)，包括：至少兩個(gè)天線；可操作地連接到控制器的數(shù)據(jù)庫，包括指示待排除于一個(gè)或多個(gè)功率波接收之外的實(shí)體在傳輸場中的位置的存儲(chǔ)位置；以及所述控制器，被配置為控制由所述發(fā)射機(jī)通過所述至少兩個(gè)天線廣播的一個(gè)或多個(gè)功率波，所述功率波在三維空間中收斂，以在接收機(jī)位置處形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋，其中所述控制器被配置為確定待排除的實(shí)體的存儲(chǔ)位置是否在所述接收機(jī)位置處或者在所述一個(gè)或多個(gè)功率波在被發(fā)射時(shí)到所述接收機(jī)位置的路徑中，并在確定所述待排除的實(shí)體不在所述接收機(jī)位置處或者到所述接收機(jī)位置的路徑中時(shí)，發(fā)射所述一個(gè)或多個(gè)功率波。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)姆椒?，包括：發(fā)射機(jī)從標(biāo)記設(shè)備接收設(shè)備標(biāo)記，所述設(shè)備標(biāo)記包含指示待排除于功率波接收之外的實(shí)體的第一位置；所述發(fā)射機(jī)確定接收機(jī)的第二位置及一個(gè)或多個(gè)功率波到所述接收機(jī)的路徑；所述發(fā)射機(jī)確定所述設(shè)備標(biāo)記所指示的第一位置是否與所述第二位置相同，或者是否在所述一個(gè)或多個(gè)功率波的路徑中；以及當(dāng)所述第一位置與所述第二位置不同或者所述第一位置不在所述一個(gè)或多個(gè)功率波的路徑中時(shí)，所述發(fā)射機(jī)發(fā)射所述一個(gè)或多個(gè)功率波。

在另一實(shí)施例中，一種在無線功率傳輸系統(tǒng)中的方法，該方法包括：發(fā)射機(jī)確定由傳感器數(shù)據(jù)和映射數(shù)據(jù)指示的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)；所述發(fā)射機(jī)基于所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來確定所述一個(gè)或多個(gè)功率波的輸出頻率；所述發(fā)射機(jī)基于所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)以及一個(gè)或多個(gè)天線陣列中的每一個(gè)中的一個(gè)或多個(gè)天線之間的間隔來在所述發(fā)射機(jī)的所述一個(gè)或多個(gè)天線陣列中選擇一個(gè)或多個(gè)天線；以及所述發(fā)射機(jī)使用所述輸出頻率和所選擇的天線來發(fā)射一個(gè)或多個(gè)功率波。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)南到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括：一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)，所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)中的每一個(gè)包括：一個(gè)或多個(gè)天線陣列，所述一個(gè)或多個(gè)天線陣列中的每一個(gè)包括被配置為發(fā)射功率波的一個(gè)或多個(gè)天線；微處理器，被配置為基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)通過如下方式來調(diào)整功率波的傳輸：選擇一個(gè)或多個(gè)額外的發(fā)射機(jī)，改變功率波的輸出頻率，改變一個(gè)或多個(gè)天線陣列中天線的選集，或選擇天線以調(diào)整所述一個(gè)或多個(gè)天線陣列中的每一個(gè)中的一個(gè)或多個(gè)天線之間的間隔，以形成能量口袋，從而對(duì)電子設(shè)備供電。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)姆椒?，該方法包括：發(fā)射機(jī)基于映射數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)確定一個(gè)或多個(gè)傳輸參數(shù)；所述發(fā)射機(jī)確定功率波的與所述一個(gè)或多個(gè)傳輸參數(shù)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)特性，其中所述一個(gè)或多個(gè)特性包括幅度和頻率；所述發(fā)射機(jī)的波形發(fā)生器根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)傳輸參數(shù)生成具有所述一個(gè)或多個(gè)特性的一個(gè)或多個(gè)功率波，其中所述一個(gè)或多個(gè)功率波為非連續(xù)波；以及所述發(fā)射機(jī)的波形發(fā)生器基于對(duì)與功率波的一個(gè)或多個(gè)特性相對(duì)應(yīng)的所述一個(gè)或多個(gè)傳輸參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)更新來調(diào)整所述一個(gè)或多個(gè)功率波的頻率和幅度。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)南到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括：一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)，被配置為基于映射數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)來確定一個(gè)或多個(gè)傳輸參數(shù)，所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)中的每一個(gè)包括：被配置為發(fā)射功率波的一個(gè)或多個(gè)天線陣列，所述一個(gè)或多個(gè)天線陣列中的每一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)天線；以及波形發(fā)生器，被配置為生成一個(gè)或多個(gè)功率波，其中所述一個(gè)或多個(gè)功率波為非連續(xù)波，并且其中所述波形發(fā)生器進(jìn)一步被配置為基于所述一個(gè)或多個(gè)傳輸參數(shù)調(diào)整頻率和幅度的增減。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)姆椒?，該方法包括：所述發(fā)射機(jī)接收與所述發(fā)射機(jī)的傳輸場中的一個(gè)或多個(gè)物體所關(guān)聯(lián)的位置相關(guān)的位置數(shù)據(jù)；所述發(fā)射機(jī)發(fā)射在目標(biāo)電子設(shè)備的位置收斂以形成能量口袋的一個(gè)或多個(gè)功率波；以及所述發(fā)射機(jī)發(fā)射在所述一個(gè)或多個(gè)物體的位置處收斂形成零空間的一個(gè)或多個(gè)功率波。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)南到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括：一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)，所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)中的每一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)天線陣列，所述一個(gè)或多個(gè)天線陣列中的每一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)天線，所述一個(gè)或多個(gè)天線基于一個(gè)或多個(gè)物體的位置在所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)的傳輸場中的接收位置數(shù)據(jù)，發(fā)射在所述位置處生成零空間的一個(gè)或多個(gè)功率波。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)南到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括：一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)，所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)中的每一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)天線陣列，所述一個(gè)或多個(gè)天線陣列被配置為發(fā)射一個(gè)或多個(gè)功率波，其中第一天線陣列的第一天線與第二天線陣列的第二天線相隔一距離，使得由所述多個(gè)天線發(fā)射的所述一個(gè)或多個(gè)功率波被定向?yàn)樾纬赡芰靠诖?，以?duì)目標(biāo)電子設(shè)備供電，其中所述發(fā)射機(jī)被配置為基于在來自目標(biāo)電子設(shè)備的通信信號(hào)中接收的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來確定第一天線與第二天線之間的距離。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)南到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括：發(fā)射機(jī)，其包括：一個(gè)或多個(gè)天線陣列，所述一個(gè)或多個(gè)天線陣列中的每一個(gè)包括多個(gè)天線，每個(gè)天線被配置為發(fā)射一個(gè)或多個(gè)功率波；以及微處理器，被配置為基于使用所述一個(gè)或多個(gè)功率波定向能量口袋的目標(biāo)，激活所述多個(gè)天線中的第一組天線，其中，所述第一組天線是基于第一組天線中天線之間的距離而從所述多個(gè)天線中選擇的。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)南到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括：發(fā)射機(jī)，其包括至少兩個(gè)天線陣列，其中所述至少兩個(gè)天線陣列中的每一個(gè)包括被配置為發(fā)射一個(gè)或多個(gè)功率波的至少一行或至少一列天線；以及微處理器，被配置為控制功率波從所述兩個(gè)天線陣列中的一個(gè)或多個(gè)天線的傳輸，其中所述至少兩個(gè)陣列中的第一陣列位于三維空間中的第一平面上，所述至少兩個(gè)陣列中的第二陣列位于三維空間中的第二平面上，所述第一平面與第二平面相隔預(yù)定義距離的偏移量。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)南到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括：發(fā)射機(jī)，其包括一個(gè)或多個(gè)天線，所述一個(gè)或多個(gè)天線被配置為發(fā)射用于形成能量口袋的一個(gè)或多個(gè)功率波，以為目標(biāo)電子設(shè)備供電，其中所述一個(gè)或多個(gè)天線位于選自凹形和凸形構(gòu)成的組的三維陣列的非平面形天線陣列表面上。

在另一實(shí)施例中，一種用于無線功率傳輸?shù)南到y(tǒng)，該系統(tǒng)包括：發(fā)射機(jī)，其包括一個(gè)或多個(gè)天線，所述一個(gè)或多個(gè)天線被配置為發(fā)射一個(gè)或多個(gè)功率波，其中所述一個(gè)或多個(gè)天線位于選自凹形和凸形構(gòu)成的組的三維陣列的非平面形天線陣列表面上，并且其中所述一個(gè)或多個(gè)天線位于相對(duì)于彼此3到6英尺的深度處，使得由所述一個(gè)或多個(gè)天線中的每一個(gè)發(fā)射的一個(gè)或多個(gè)功率波被定向?yàn)樾纬赡芰靠诖?，以為目?biāo)電子設(shè)備供電。

附圖說明

以下附圖構(gòu)成本說明書的一部分并示出本發(fā)明的實(shí)施例。參考以下附圖可以更好地理解本公開。附圖中的部件不一定按比例繪制，而是著重于示出本公開的原則。

圖1示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的示例性無線充電系統(tǒng)的部件。

圖2示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的發(fā)射機(jī)定位發(fā)射場中的接收機(jī)的示例性方法。

圖3示出無線充電系統(tǒng)的部件，該系統(tǒng)用于跟蹤及更新用于所述示例性系統(tǒng)的發(fā)射場的圖數(shù)據(jù)，其中所述示例性系統(tǒng)執(zhí)行根據(jù)一示例性實(shí)施例的用于定位接收機(jī)的示例性方法。

圖4示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的利用熱圖標(biāo)識(shí)接收機(jī)的示例性無線功率系統(tǒng)。

圖5示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的以無線方式發(fā)射功率的示例性方法。

圖6示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的使用傳感器進(jìn)行無線功率發(fā)射的步驟。

圖7示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的使用傳感器進(jìn)行無線功率發(fā)射的步驟。

圖8示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的使用傳感器進(jìn)行無線功率發(fā)射的步驟。

圖9示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的使用傳感器進(jìn)行無線功率發(fā)射的步驟。

圖10示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的能量口袋的生成，以為無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備供能。

圖11示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的能量口袋的生成。

圖12示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的能量口袋的形成圖式。

圖13示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的形成用于無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的能量口袋的方法。

圖14A示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的形成無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的能量口袋的波形。

圖14B示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的形成無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的能量口袋的波形。

圖15示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的生成無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的波形的方法。

圖16示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中空值空間(null space)的形成。

圖17示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的形成無線功率發(fā)射系統(tǒng)中空值空間的方法。

圖18示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)的天線陣列中天線的設(shè)置。

圖19示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中多個(gè)天線陣列的設(shè)置。

圖20示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中多個(gè)天線陣列的設(shè)置。

圖21示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置。

圖22A以及圖22B示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置。

圖22C示出由如圖22A以及22B中所示根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置所致的能量口袋的尺寸。

圖23A以及23B示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置。

圖23C示出由如圖23A以及22B中所示根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置所致的能量口袋的尺寸。

圖24A以及24B示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置。

圖24C示出由如圖24A以及24B中所示根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置所致的能量口袋的尺寸。

圖25A以及25B示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置。

圖25C示出由如圖25A以及25B中所示根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置所致的能量口袋的尺寸。

圖26A以及26B示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置。

圖26C示出由如圖26A以及26B中所示根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置所致的能量口袋的尺寸。

圖27A以及27B示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置。

圖27C示出由如圖27A以及27B中所示根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置所致的能量口袋的尺寸。

圖28A以及28B示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置。

圖28C示出由如圖28A以及28B中所示根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置所致的能量口袋的尺寸。

圖29A以及29B示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置。

圖29C示出由如圖29A以及29B中所示根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置所致的能量口袋的尺寸。

圖30示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置。

圖31示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的天線陣列配置。

圖32示出根據(jù)一示例性實(shí)施例的形成無線功率發(fā)射系統(tǒng)中的能量口袋的方法。

具體實(shí)施方式

參考附圖中示出的實(shí)施例對(duì)本公開進(jìn)行具體說明，附圖構(gòu)成本公開的一部分。在不背離本公開的精神和范圍的情況下，可以使用其它實(shí)施例和/或做出其它改變。在本具體實(shí)施方式中描述的示例性實(shí)施例并不用于限制本文呈現(xiàn)的主題。

現(xiàn)參考附圖中示出的所述示例性實(shí)施例使用特定用語進(jìn)行描述。并不意圖對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制。掌握本公開的相關(guān)領(lǐng)域中技術(shù)人員會(huì)對(duì)這里所示的創(chuàng)造性特征進(jìn)行變更和進(jìn)一步的修改，以及對(duì)這里所示的本發(fā)明的原則進(jìn)行附加應(yīng)用，所述變更、修改和應(yīng)用應(yīng)視為落入本發(fā)明的范圍。

以下說明中，所述“發(fā)射機(jī)”可以指設(shè)備，該設(shè)備包括可以生成并發(fā)射一個(gè)或多個(gè)功率波，例如射頻(RF)波，的芯片，其中至少一個(gè)RF波具有相對(duì)其它RF波的相移以及增益調(diào)整，且基本上所有所述波通過一個(gè)或多個(gè)天線，使得聚焦的RF波指向目標(biāo)?！敖邮諜C(jī)”可以指設(shè)備，該設(shè)備包括至少一根天線，至少一個(gè)整流電路，以及至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器，其可以利用能量口袋為電子設(shè)備供能或充電?！翱诖纬伞笨梢灾干稍诎l(fā)射場中匯聚的一個(gè)或多個(gè)RF波，形成受控的能量口袋以及空值空間?！澳芰靠诖笨梢灾缚臻g的區(qū)或區(qū)域，在該區(qū)或區(qū)域，基于波匯聚引起相長干涉，能量或功率可以積聚。所述“空值空間”可以指未形成能量口袋的空間的區(qū)或區(qū)域，其可以由波在該區(qū)或區(qū)域的相消干涉引起。

能量口袋可以在所述發(fā)射機(jī)所發(fā)射的功率波的相長干涉圖樣的位置形成。所述能量口袋可以表現(xiàn)為三維場，其中的能量可以被處于所述能量口袋中或其附近的接收機(jī)所收割。由發(fā)射機(jī)在口袋形成過程中產(chǎn)生的所述能量口袋可以被接收機(jī)收割，轉(zhuǎn)換為電荷，然后提供給與所述接收機(jī)相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備(例如膝上電腦，智能手機(jī)，可充電電池)。在某些實(shí)施例中，多個(gè)發(fā)射機(jī)和/或多個(gè)接收機(jī)可以向各種電子設(shè)備供能。所述接收機(jī)可以獨(dú)立于所述電子設(shè)備，或與所述電子設(shè)備集成在一起。

在某些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)可以通過調(diào)整所述功率波的發(fā)射進(jìn)行適應(yīng)性的口袋形成過程，以便基于從傳感器輸入的傳感器數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)功率水平。在一實(shí)施例中，適應(yīng)性的口袋形成降低給定位置處的功率波的功率水平(測量為，例如，功率密度)。例如，適應(yīng)性的口袋形成可以降低匯聚在空間中3D位置或區(qū)域處的功率波的功率水平，從而響應(yīng)于指示該位置附近的生命或敏感目標(biāo)的傳感器讀數(shù)，降低或完全消除用于在該位置形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋的能量量。在其它實(shí)施例中，適應(yīng)性的口袋形成使用“相消干涉”減少、降低或防止集中在該位置的功率波的能量。例如，發(fā)射機(jī)可以使用“相消干涉”減少一個(gè)或多個(gè)傳感器所感知的集中在目標(biāo)位置處的功率波的能量，其中所述目標(biāo)在發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)庫中被標(biāo)識(shí)或“標(biāo)記”為不接收功率。在另一實(shí)施例中，響應(yīng)于指示空間中3D位置或區(qū)域附近的生命或敏感目標(biāo)的傳感器讀數(shù)，適應(yīng)性的口袋形終止功率波在該位置處匯聚形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋。

適應(yīng)性的口袋形成可以使用這些技術(shù)的結(jié)合響應(yīng)來自傳感器的數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)向空間中3D區(qū)域發(fā)射功率波產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)具有高功率密度的能量口袋時(shí)，使用能檢測目標(biāo)、生命和/或敏感目標(biāo)的存在和/或運(yùn)動(dòng)的傳感器，基于一系列不同時(shí)刻的傳感器讀數(shù)，當(dāng)來自傳感器的存在和/或運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)指示欲回避的目標(biāo)例如生命和/或敏感目標(biāo)的存在和/或運(yùn)動(dòng)，作為響應(yīng)，發(fā)射機(jī)可以降低所述功率波的功率水平。在某些情況下，當(dāng)來自傳感器的位置數(shù)據(jù)指示所述生命或敏感目標(biāo)到達(dá)或即將到達(dá)空間的所述含有能量口袋的3D區(qū)域內(nèi)，所述發(fā)射機(jī)可以終止或調(diào)整所述功率波。

可以由所述接收機(jī)或所述發(fā)射機(jī)使用外部電源和本地振蕩器芯片，在某些情況下可以包括使用壓電材料，來產(chǎn)生通信信號(hào)。通信信號(hào)可以為RF波或任何其它能在處理器間交換數(shù)據(jù)的通信介質(zhì)或協(xié)議，例如藍(lán)牙無線保真(Wi-Fi)、射頻識(shí)別(RFID)、紅外線、近場通信(NFC)、ZigBee等等。所述通信信號(hào)可以用于在所述發(fā)射機(jī)和所述接收機(jī)之間傳遞用于調(diào)整所述功率波的信息，同時(shí)也包含狀態(tài)、效率、用戶數(shù)據(jù)、耗電量、計(jì)費(fèi)、地理位置等相關(guān)信息。

發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可以使用通信信號(hào)交換帶有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的無線信號(hào)形式的、與所述接收機(jī)和/或所述發(fā)射場相關(guān)的更一般的信息，其可以包括圖數(shù)據(jù)、熱圖數(shù)據(jù)、所述具體無線協(xié)議特有的數(shù)據(jù)等等。發(fā)射機(jī)可以使用通過所述通信信號(hào)交換的數(shù)據(jù)中的信息作為輸入?yún)?shù)，用于確定如何產(chǎn)生以及發(fā)射用于所述發(fā)射場中的接收機(jī)的功率波。即，所述發(fā)射機(jī)可以使用從一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)收集的與發(fā)射場相關(guān)的數(shù)據(jù)來確定例如接收機(jī)在發(fā)射場中何處、朝何處或不朝何處發(fā)射功率波、在何處生成能量口袋、所述功率波的物理波形特征、以及使用哪根天線或哪個(gè)天線陣列發(fā)射所述功率波。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)明了任何數(shù)目的可能的基于波的技術(shù)，包括RF波、超聲波、微波、激光、紅外線等等均可以用于生成功率波以向接收機(jī)提供能量。還會(huì)明了所述功率波會(huì)具有物理波形特征，例如振幅、頻率、方向、功率水平等等。為在所述發(fā)射場中具體位置處產(chǎn)生能量口袋，所述發(fā)射機(jī)可以生成具有具體特征集合的功率波，所述具體特征集合使得所述功率波在所希望的位置匯聚形成能量口袋。在確定所述適當(dāng)?shù)奶卣鲿r(shí)，所述發(fā)射機(jī)可以參考所述輸入?yún)?shù)，所述輸入?yún)?shù)是從所述接收機(jī)(通過所述通信信號(hào))、或從其它來源例如圖數(shù)據(jù)庫或傳感器接收的數(shù)據(jù)。如上所述，所述發(fā)射機(jī)還可以使用所述輸入?yún)?shù)作出與功率波發(fā)射以及接收機(jī)識(shí)別相關(guān)的附加的或替代的判斷，例如確定應(yīng)使用哪根天線或哪個(gè)天線陣列生成并發(fā)射所述功率波。

雖然本文所述示例性實(shí)施例提及使用基于RF的波發(fā)射技術(shù)，應(yīng)理解可能利用的無線充電技術(shù)并不限于此類技術(shù)。相反，應(yīng)理解存在附加的或替代的無線充電技術(shù)，包括任何數(shù)目的用于以無線方式向接收機(jī)發(fā)射能量的技術(shù)，所述接收機(jī)能將所發(fā)射的能量轉(zhuǎn)換為電功率。用于能被接收設(shè)備轉(zhuǎn)換為電功率的能量的非限制性的示例性發(fā)射技術(shù)可以包括：超聲波、微波、激光、紅外線，或其它形式的電磁能量。對(duì)于超聲波，例如，可以部署一個(gè)或多個(gè)換能器(transducer)元件形成換能器陣列向接收設(shè)備發(fā)射超聲波，所述接收設(shè)備接收所述超聲波并轉(zhuǎn)換為電功率。此外，雖然所述示例性發(fā)射機(jī)被示為包括均用于RF發(fā)射功率以及用于本段提及的其它功率發(fā)射方法的可能的多個(gè)發(fā)射機(jī)(發(fā)射機(jī)天線陣列)的單個(gè)單元，所述發(fā)射陣列可包括物理上分散于房間內(nèi)的多個(gè)發(fā)射機(jī)，而不是小型常規(guī)結(jié)構(gòu)。

I、示例性無線充電系統(tǒng)的部件

圖1示出示例性無線功率發(fā)射系統(tǒng)100的部件。所述示例性系統(tǒng)100可以包括發(fā)射機(jī)101、外部圖存儲(chǔ)器117、接收機(jī)103、以及欲充電的電子設(shè)備121。發(fā)射機(jī)101可以發(fā)送各類波131、133、135，例如通信信號(hào)131、傳感器波133以及功率波135，到發(fā)射場中，所述發(fā)射場可為發(fā)射機(jī)101可以向其中發(fā)射功率波135的二維或三維空間。

在操作中，發(fā)射機(jī)101可以發(fā)射包括功率波135的功率發(fā)射信號(hào)，功率波135可以被接收機(jī)103捕獲，接收機(jī)103配置為將功率波135的能量轉(zhuǎn)換為用于與所述接收機(jī)103相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備121的電能。即，所述接收機(jī)103可以包括天線、天線元件、并且可以為與所述接收機(jī)103相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備121將所捕獲的功率波135轉(zhuǎn)換為可用電能源的其它電路。在某些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)101可以通過操控功率波135的特征(例如相位、增益、方向、頻率)和/或選擇用于發(fā)射所述功率波135的發(fā)射機(jī)天線115的子集，來智能地發(fā)射所述功率波135到發(fā)射場中。在某些實(shí)施方式中，所述發(fā)射機(jī)101可以操控功率波135的特征，使得功率波135的軌跡導(dǎo)致功率波135匯聚在發(fā)射場中的預(yù)定位置(例如空間中的3D位置或區(qū)域)，引起相長或相消干涉。

相長干涉可以為一種波形干涉的類型，其可以生成于與一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)101相關(guān)聯(lián)的發(fā)射場中具體位置處的功率波135匯聚處。相長干涉發(fā)生時(shí)，功率波135匯聚且它們各自的波形特征聯(lián)合(coalesce)，從而增加在功率波135匯聚的具體位置處集中的能量的量。所述相長干涉可以由這樣的功率波135導(dǎo)致，所述功率波135具有的具體波形特征導(dǎo)致在所述發(fā)射場中功率波135匯聚的具體位置處發(fā)生能量場或“能量口袋”137中的相長干涉。

相消干涉可以為另一種波形干涉的類型，其可以生成于與一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)101相關(guān)聯(lián)的發(fā)射場中具體位置處的功率波135匯聚處。相消干涉可以發(fā)生在當(dāng)功率波135匯聚在具體位置而它們各自的波形特征彼此相反(即波形相互抵消)，從而減少集中在所述具體位置能量的量。當(dāng)能量足夠時(shí)，相長干涉可以導(dǎo)致生成能量口袋，而相消干涉可以導(dǎo)致在所述發(fā)射場內(nèi)功率波135匯聚形成相消干涉的具體位置處生成可忽略的能量量或“空值”。

A.發(fā)射機(jī)

發(fā)射機(jī)101可以包括或關(guān)聯(lián)于：處理器(未示出)、通信部件111、傳感器113以及天線陣列115。處理器可以控制、管理或支配發(fā)射機(jī)101的部件、功能以及各種過程。附加地或替換地，發(fā)射機(jī)101可以包括內(nèi)部圖存儲(chǔ)器(未示出)，和/或可以以有線或無線方式連接到外部圖存儲(chǔ)器117。

i.發(fā)射機(jī)處理器

發(fā)射機(jī)101可以包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)處理器，所述處理器可以配置為處理并交換各類數(shù)據(jù)(例如熱圖數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù))。附加地或替換地，發(fā)射機(jī)101的發(fā)射機(jī)處理器可以管理所述發(fā)射機(jī)的各種過程和功能的執(zhí)行，并且可以管理所述發(fā)射機(jī)101的部件。例如，所述發(fā)射機(jī)處理器可以確定一時(shí)間間隔，通信部件111以所述時(shí)間間隔廣播信標(biāo)信號(hào)，以識(shí)別占據(jù)所述發(fā)射場的接收機(jī)103。又例如，所述處理器可以從通信部件111接收的通信信號(hào)131生成熱圖數(shù)據(jù)；爾后，基于從傳感器113或傳感器處理器接收的傳感器數(shù)據(jù)，所述發(fā)射機(jī)處理器可以確定用于功率波135的最安全最有效的特征。在某些情況下，單個(gè)發(fā)射機(jī)101可以包括單個(gè)發(fā)射機(jī)處理器。但是應(yīng)該理解，在某些情況下，單個(gè)發(fā)射機(jī)處理器可以控制并支配多個(gè)發(fā)射機(jī)101。例如，所述發(fā)射機(jī)101可以連接到包括執(zhí)行軟件模塊的處理器的服務(wù)器計(jì)算機(jī)(未示出)，所述軟件模塊指令所述服務(wù)器的處理器充當(dāng)發(fā)射機(jī)處理器，所述發(fā)射機(jī)處理器能控制所述各種發(fā)射機(jī)101的行為。附加地或替換地，單個(gè)發(fā)射機(jī)101可以包括多個(gè)處理器，所述多個(gè)處理器配置為執(zhí)行或控制發(fā)射機(jī)101的行為和部件的規(guī)定方面。例如，所述發(fā)射機(jī)101可以包括發(fā)射機(jī)處理器以及傳感器處理器，其中所述傳感器處理器配置為管理傳感器113并生成傳感器數(shù)據(jù)，且其中所述發(fā)射機(jī)處理器配置為管理發(fā)射機(jī)101的其余功能。

應(yīng)理解示例性系統(tǒng)100可以包括任何數(shù)目的發(fā)射機(jī)101，例如第一發(fā)射機(jī)101a以及第二發(fā)射機(jī)101b，其可以發(fā)射波131、133、135到一個(gè)或多個(gè)發(fā)射場中。這樣，所述系統(tǒng)100可以包括與發(fā)射機(jī)101相關(guān)聯(lián)的多個(gè)分立的發(fā)射場，其中所述發(fā)射場可以或可以不部分重疊，而是可以分立地接受發(fā)射機(jī)處理器的管理。附加地或替換地，所述系統(tǒng)100可以包括發(fā)射場，其可以或可以不部分重疊，而是可以作為一統(tǒng)一的發(fā)射場接受所述發(fā)射機(jī)處理器的管理。

ii.發(fā)射機(jī)的通信部件

通信部件111可以實(shí)現(xiàn)與所述系統(tǒng)100的接收機(jī)103的雙向有線和/或無線通信。在某些情況下，通信部件111可以為嵌入發(fā)射機(jī)101的部件；而在某些情況下，所述通信部件111可以通過任何有線或無線通信介質(zhì)附著于所述發(fā)射機(jī)101。在某些實(shí)施例中，所述通信部件111可以為多個(gè)發(fā)射機(jī)101所共享，使得連接到所述通信部件111的每個(gè)所述發(fā)射機(jī)101都可以使用通信部件111在通信信號(hào)131內(nèi)接收的數(shù)據(jù)。

通信部件111可以包括機(jī)電部件(例如處理器、天線)，所述機(jī)電部件允許通信部件111與一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)103、系統(tǒng)100的其它發(fā)射機(jī)101和/或所述發(fā)射機(jī)101的其它部件交換各類數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施方式中，這些通信信號(hào)131可以代表用于舉行通信的獨(dú)立于所述功率波135和/或所述傳感器波133的不同信道。可以基于預(yù)定有線或無線協(xié)議以及相關(guān)硬件以及軟件技術(shù)使用通信信號(hào)131交換所述數(shù)據(jù)。所述通信部件111可以基于任何數(shù)目的通信協(xié)議，例如無線保真(Wi-Fi)，近場通信(NFC)，ZigBee等等進(jìn)行操作。但是應(yīng)理解所述通信部件111并不限于基于射頻的技術(shù)，而是可以包括雷達(dá)、紅外線以及用于聲波三角測量接收機(jī)103的聲音設(shè)備。

無線充電設(shè)備101、103可以使用所述通信信號(hào)131包含的數(shù)據(jù)來確定所述發(fā)射機(jī)101如何發(fā)射生成能量口袋137的安全有效的功率波135，所述接收機(jī)103可以從能量口袋137捕獲能量并轉(zhuǎn)換為可用交流電(AC)或直流電(DC)。所述發(fā)射機(jī)101可以使用通信信號(hào)135交換可用數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)例如用于識(shí)別發(fā)射場中的接收機(jī)103，確定電子設(shè)備121或用戶是否被授權(quán)從所述系統(tǒng)100接收無線充電服務(wù)，確定用于功率波135的安全有效的波形特征，以及改善能量口袋137的布置等等可能的功能。類似地，接收機(jī)103的通信部件(未示出)可以使用通信信號(hào)135交換數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)可以用于例如警告發(fā)射機(jī)101所述接收機(jī)103已進(jìn)入或?qū)⑦M(jìn)入發(fā)射場、提供與所述用戶或接受所述接收機(jī)103充電的電子設(shè)備121相關(guān)的信息、指示所述功率波135的有效性、提供所述發(fā)射機(jī)101可以用于調(diào)整所述功率波135的更新的發(fā)射參數(shù)等有用數(shù)據(jù)。例如，所述發(fā)射機(jī)101的通信部件111可以交換(即發(fā)送和接收)包含各類信息的不同類型的數(shù)據(jù)(例如鑒權(quán)數(shù)據(jù)、熱圖數(shù)據(jù)、發(fā)射參數(shù))。所述信息的非限制性的實(shí)例可以包括信標(biāo)消息、發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)(TX ID)、用于電子設(shè)備121的設(shè)備標(biāo)識(shí)(設(shè)備ID)、用戶標(biāo)識(shí)(用戶ID)、所述設(shè)備121的電池水平，所述接收機(jī)103在所述發(fā)射場中的位置，所述設(shè)備121在所述發(fā)射場中的位置等等信息。

iii.發(fā)射機(jī)傳感器

傳感器113可以以物理方式關(guān)聯(lián)于(即連接到或作為其部件)發(fā)射機(jī)101或設(shè)備，可以配置為檢測并識(shí)別系統(tǒng)100和/或發(fā)射場的各種狀況，然后可以生成用于所述發(fā)射機(jī)101的傳感器數(shù)據(jù)，從而有助于由發(fā)射機(jī)101生成和發(fā)射功率波135。所述傳感器數(shù)據(jù)可以幫助所述發(fā)射機(jī)101確定各種操作模式和/或如何適當(dāng)生成并發(fā)射功率波135to，使得所述發(fā)射機(jī)101可以向接收機(jī)103提供安全可靠高效的無線功率。具體地，傳感器113可以發(fā)射傳感器操作期間收集到的傳感器數(shù)據(jù)供發(fā)射機(jī)101的發(fā)射機(jī)處理器后續(xù)處理。附加地或替換地，所述傳感器113可以連接到或容納一個(gè)或多個(gè)傳感器處理器。傳感器處理器可以包括執(zhí)行各種初級(jí)數(shù)據(jù)處理程序的微處理器，從而所述發(fā)射機(jī)處理器處接收的傳感器數(shù)據(jù)已經(jīng)部分或完全預(yù)處理為可用于生成功率波135的圖數(shù)據(jù)。

傳感器113發(fā)射傳感器數(shù)據(jù)至所述發(fā)射機(jī)101。雖然在所述示例性實(shí)施例中被描述為原始傳感器數(shù)據(jù)，但所述傳感器數(shù)據(jù)并不限于原始傳感器數(shù)據(jù)，而是可包括經(jīng)與所述傳感器相關(guān)聯(lián)的處理器、所述接收機(jī)、所述發(fā)射機(jī)或任何其它處理器處理的數(shù)據(jù)。所述傳感器數(shù)據(jù)可包括從所述傳感器得到的信息。經(jīng)處理的傳感器數(shù)據(jù)可包括基于所述傳感器數(shù)據(jù)的判斷。例如，接收機(jī)的陀螺儀可以提供原始數(shù)據(jù)例如X平面、Y平面、Z平面內(nèi)的取向；來自所述陀螺儀的經(jīng)處理的傳感器數(shù)據(jù)可以包括基于所述接收機(jī)的取向的對(duì)所述接收機(jī)的位置或接收機(jī)天線的位置進(jìn)行的判斷。再例如，來自接收機(jī)的紅外線傳感器的原始傳感器數(shù)據(jù)可以提供熱成像信息，而經(jīng)處理的傳感器數(shù)據(jù)可以包括基于所述熱成像信息對(duì)人員141a進(jìn)行識(shí)別。本文中任何提及的傳感器數(shù)據(jù)或原始傳感器數(shù)據(jù)可包括在所述傳感器或其它設(shè)備處處理過的數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施方式中，所述接收機(jī)103或與所述接收機(jī)103相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備的陀螺儀和/或加速度計(jì)可以提供傳感器數(shù)據(jù)指示所述接收機(jī)或電子設(shè)備121的取向103，所述發(fā)射機(jī)101可以使用所述傳感器數(shù)據(jù)確定是否要發(fā)射功率波135至所述接收機(jī)103。例如，所述接收機(jī)103可以嵌入或附著于電子設(shè)備121(例如智能手機(jī)、板、膝上電腦)，所述電子設(shè)備121包括陀螺儀和/或加速度計(jì)，生成傳感器數(shù)據(jù)指示所述電子設(shè)備121的取向。所述接收機(jī)103然后可以通過通信波131發(fā)射所述傳感器數(shù)據(jù)至所述發(fā)射機(jī)101。在所述實(shí)施方式中，所述發(fā)射機(jī)101可以發(fā)射功率波135至所述接收機(jī)的位置103，直到所述發(fā)射機(jī)101通過通信波131接收到由所述陀螺儀和/或加速度計(jì)產(chǎn)生的傳感器數(shù)據(jù)，指示所述接收機(jī)103或電子設(shè)備正在運(yùn)動(dòng)或具有一取向，該取向表明所述電子設(shè)備121正被使用或鄰近人員141a。例如，接收機(jī)103可以附著于或嵌入包括陀螺儀和加速度計(jì)的智能手機(jī)。在該實(shí)例中，當(dāng)所述智能手機(jī)在一段時(shí)間內(nèi)平置于桌子141b，所述發(fā)射機(jī)101可以發(fā)射功率波135至所述智能手機(jī)。但當(dāng)所述人員141a將所述智能手機(jī)舉起至頭部，所述加速度計(jì)則生成傳感器數(shù)據(jù)指示所述智能手機(jī)正在運(yùn)動(dòng)且所述陀螺儀生成傳感器數(shù)據(jù)指示所述智能手機(jī)具有的二維取向指示所述智能手機(jī)貼近所述人員141a耳部。所述發(fā)射機(jī)101則可從由所述陀螺儀和加速度計(jì)產(chǎn)生的傳感器數(shù)據(jù)確定所述智能手機(jī)貼近人員141a頭部，從而所述發(fā)射機(jī)101停止發(fā)射所述功率波131至與所述智能手機(jī)相關(guān)聯(lián)的接收機(jī)103。所述發(fā)射機(jī)101可以根據(jù)任何數(shù)目的與由陀螺儀和/或加速度計(jì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)相關(guān)的預(yù)置閾值做出所述判定。

傳感器113可為配置為發(fā)射傳感器波133的設(shè)備，傳感器波133可為可用于識(shí)別發(fā)射場中敏感目標(biāo)141、143(例如人員141、家具143)的任何類型的波。用于所述傳感器113的傳感器技術(shù)的非限制性的實(shí)例可以包括：紅外線/熱電傳感器、超聲波傳感器、激光傳感器、光學(xué)傳感器、多普勒傳感器、加速度計(jì)傳感器、微波傳感器、毫米傳感器以及RF駐波傳感器。適于次級(jí)和/或鄰近檢測傳感器的其它傳感器技術(shù)可以包括諧振LC傳感器、電容性傳感器以及電感性傳感器。傳感器113可以基于所使用的傳感器波133的具體類型及與所述傳感器波133相關(guān)聯(lián)的具體協(xié)議生成傳感器數(shù)據(jù)。在某些情況下，所述傳感器113可以包括傳感器處理器，其可以接收、解釋并處理傳感器數(shù)據(jù)，然后由所述傳感器113提供給發(fā)射機(jī)處理器。

傳感器113可為無源傳感器、有源傳感器和/或智能傳感器。無源傳感器例如(諧振、電容性或電感性)調(diào)諧LC傳感器是一種簡單類型的傳感器113，可以提供最低但高效的目標(biāo)區(qū)分。所述無源傳感器可以用作次級(jí)(遠(yuǎn)程)傳感器，其可以分散在所述發(fā)射場內(nèi)，可作為接收機(jī)103的部分或獨(dú)立地捕獲原始傳感器數(shù)據(jù)，所述原始傳感器數(shù)據(jù)可以以無線方式交換給傳感器處理器。有源傳感器例如紅外線(IR)或熱電傳感器可以提供高效有效目標(biāo)區(qū)分并且可以具有與由所述有源傳感器產(chǎn)生的傳感器數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的最低處理。智能傳感器可為具有用于初級(jí)(即未經(jīng)所述發(fā)射機(jī)處理器處理的)傳感器數(shù)據(jù)的機(jī)載數(shù)字信號(hào)處理(DSP)的傳感器113。所述處理器能進(jìn)行精細(xì)粒狀目標(biāo)區(qū)分并向發(fā)射機(jī)處理器提供經(jīng)預(yù)處理的傳感器數(shù)據(jù)，由所述發(fā)射機(jī)處理器更高效的處理以確定如何生成并發(fā)射所述功率波135。

傳感器113能操作并生成不同類型的傳感器數(shù)據(jù)并且可以生成各種形式的位置相關(guān)信息?？梢愿鶕?jù)傳感器類型、特征硬件和軟件要求以及距離計(jì)算和運(yùn)動(dòng)檢測能力對(duì)有源以及智能傳感器進(jìn)行分類，如表1所示：

表1：有源以及智能傳感器屬性

在某些實(shí)施方式中，傳感器113可以配置用于人類辨識(shí)，從而可以將人員141a與其它目標(biāo)例如家具141b區(qū)分開。經(jīng)具有人類辨識(shí)能力的傳感器113處理的傳感器數(shù)據(jù)的非限制性的實(shí)例可以包括：體溫?cái)?shù)據(jù)、紅外線測距儀數(shù)據(jù)、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、活動(dòng)辨識(shí)數(shù)據(jù)、輪廓檢測和辨識(shí)數(shù)據(jù)、手勢(shì)數(shù)據(jù)、心率數(shù)據(jù)、便攜設(shè)備數(shù)據(jù)以及可穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)(例如生物識(shí)別讀數(shù)和輸出、加速度計(jì)數(shù)據(jù))。

在一實(shí)例中，發(fā)射機(jī)101的控制系統(tǒng)遵循用于人類主體的電磁場(EMF)暴露防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。最大暴露限值由美國和歐洲標(biāo)準(zhǔn)通過功率密度限值和電場限值(以及磁場限值)進(jìn)行限定，包括例如由聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)建立的MPE限值，以及由歐洲監(jiān)管機(jī)構(gòu)建立的輻射暴露限值。由FCC建立的MPE限值被編入47CFR§1.1310。對(duì)于微波范圍內(nèi)的電磁場(EMF)頻率，功率密度可用于表示暴強(qiáng)度露。功率密度定義為單元面積功率。例如，功率密度一般可表示為每平方米瓦特?cái)?shù)(W/m2)、每平方厘米毫瓦數(shù)(mW/cm2)或每平方厘米微瓦數(shù)(μW/cm2)。

在一實(shí)例中，當(dāng)前用于無線功率發(fā)射的方法引入各種安全技術(shù)以確保發(fā)射場中或附近的人141a不暴露于接近或高于監(jiān)管限值或其它標(biāo)稱限值的EMF能量。一種安全方法是包括超過所述標(biāo)稱限值(例如約10％至20％)的誤差余量，使得人類主體不暴露于處在所述EMF暴露限值處或附近的功率水平。第二種安全方法能提供階段性防護(hù)測量，例如當(dāng)人類141a(以及在某些實(shí)施例中，其它生命或敏感目標(biāo))向含有超過EMF暴露限值的功率密度水平的能量口袋137移動(dòng)時(shí)，降低或終止無線功率發(fā)射。另一安全方法為冗余安全系統(tǒng)，例如同時(shí)使用功率降低方法和報(bào)警器119。

在操作中，傳感器113可以檢測目標(biāo)例如人員141或家具143是否進(jìn)入發(fā)射機(jī)101、功率波135和/或能量口袋137的預(yù)定鄰域。在一配置中，所述傳感器113則可指令所述發(fā)射機(jī)101或所述系統(tǒng)100的其它部件基于檢測到的目標(biāo)采取各種行動(dòng)。在另一配置中，所述傳感器113可以發(fā)射傳感器數(shù)據(jù)至所述發(fā)射機(jī)101，所述發(fā)射機(jī)101可以確定采取什么行動(dòng)(例如調(diào)整能量口袋、停止功率波發(fā)射、降低功率波發(fā)射)。例如，當(dāng)傳感器113識(shí)別出人員141進(jìn)入所述發(fā)射場后，確定所述人員141在發(fā)射機(jī)101的預(yù)定鄰域內(nèi)，所述傳感器可提供所述相關(guān)傳感器數(shù)據(jù)至所述發(fā)射機(jī)101，使得所述發(fā)射機(jī)101降低或終止發(fā)射所述功率波135。又例如，當(dāng)識(shí)別出所述人員141進(jìn)入所述發(fā)射場后，確定所述人員141來到能量口袋137的預(yù)定鄰域內(nèi)，所述傳感器113可以提供傳感器數(shù)據(jù)至所述發(fā)射機(jī)101，使得所述發(fā)射機(jī)101調(diào)整所述功率波135的特征，減少集中在所述能量口袋137的能量量、生成空值和/或重新定位所述口袋能量137的位置。再例如，所述系統(tǒng)100可以包括報(bào)警器設(shè)備119，其可以產(chǎn)生警告和/或可以生成并發(fā)射數(shù)字消息至系統(tǒng)日志或配置為管理所述系統(tǒng)100的管理計(jì)算設(shè)備。在該實(shí)例中，當(dāng)所述傳感器113檢測到所述人員141進(jìn)入發(fā)射機(jī)101、功率波135和/或能量口袋137的預(yù)定鄰域，或檢測到系統(tǒng)100的其它不安全或禁止?fàn)顩r，可以生成所述傳感器數(shù)據(jù)并發(fā)射至所述報(bào)警器設(shè)備119，所述報(bào)警器設(shè)備119可以啟動(dòng)所述警告和/或生成并發(fā)送通知至所述管理設(shè)備。由所述報(bào)警器119產(chǎn)生的警告可以包括任何類型的傳感器反饋，例如音頻反饋、視覺反饋、觸覺反饋或某些結(jié)合。

在某些實(shí)施例中，例如所述示例性系統(tǒng)100，傳感器113可作為發(fā)射機(jī)101的部件容納于所述發(fā)射機(jī)101內(nèi)。在某些實(shí)施例中，傳感器113可作處于發(fā)射機(jī)101外部并且可以通過有線或無線連接交換傳感器數(shù)據(jù)至一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)101。傳感器113，其可處于一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)101外部或作為單個(gè)發(fā)射機(jī)101的一部分，可以提供傳感器數(shù)據(jù)至所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)101，所述發(fā)射機(jī)101的處理器則可分享所述傳感器數(shù)據(jù)來確定功率波135的適當(dāng)構(gòu)造和發(fā)射。類似地，在某些實(shí)施例中，多個(gè)傳感器113可以與多個(gè)發(fā)射機(jī)101分享傳感器數(shù)據(jù)。在所述實(shí)施例中，傳感器113或主機(jī)發(fā)射機(jī)101可以與系統(tǒng)100中其它傳感器113或主機(jī)發(fā)射機(jī)進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。附加地或替換地，所述傳感器113或所述主機(jī)發(fā)射機(jī)101可以向或從一個(gè)或多個(gè)圖存儲(chǔ)器117發(fā)射或獲取傳感器數(shù)據(jù)。

例如，如圖1示例性系統(tǒng)100所示，第一發(fā)射機(jī)101a可以包括第一傳感器113a，第一傳感器113a發(fā)射傳感器波133a并生成傳感器數(shù)據(jù)，其可以存儲(chǔ)于所述第一發(fā)射機(jī)101a和/或圖存儲(chǔ)器117；所述系統(tǒng)100還可以具有第二發(fā)射機(jī)101b，第二發(fā)射機(jī)101b包括第二傳感器113a，第二傳感器113a發(fā)射傳感器波113b并生成傳感器數(shù)據(jù)，其可以存儲(chǔ)于所述第二發(fā)射機(jī)101b和/或系統(tǒng)100的圖存儲(chǔ)器117。在該實(shí)例中，發(fā)射機(jī)101a、101b均可以包括處理器，其可以從所述傳感器113a、113b接收傳感器數(shù)據(jù)，和/或從所述具體存儲(chǔ)位置取回存儲(chǔ)的傳感器數(shù)據(jù)；這樣，由各傳感器113a、113b產(chǎn)生的傳感器數(shù)據(jù)可以為各發(fā)射機(jī)101a、101b所共享。每個(gè)所述發(fā)射機(jī)101a、101b的處理器則可使用所述共享的傳感器數(shù)據(jù)確定用于生成并發(fā)射功率波133a、133b的特征，包括確定當(dāng)檢測到敏感目標(biāo)141、143時(shí)是否要發(fā)射功率波133a、133b。

如上所述，發(fā)射機(jī)101可以包括或關(guān)聯(lián)于多個(gè)傳感器113，所述發(fā)射機(jī)101從所述多個(gè)傳感器113接收傳感器數(shù)據(jù)。例如，單個(gè)發(fā)射機(jī)101可以包括位于所述發(fā)射機(jī)101上第一位置的第一傳感器以及位于所述發(fā)射機(jī)101上第二位置的第二傳感器。在該實(shí)例中，所述傳感器113可為二進(jìn)制傳感器，其可以獲取立體傳感器數(shù)據(jù)例如敏感目標(biāo)141的位置至所述傳感器113。在某些實(shí)施例中，所述二進(jìn)制或立體傳感器可以配置為提供三維成像能力，其可以發(fā)射至管理員的工作站和/或其它計(jì)算設(shè)備。此外，二進(jìn)制以及立體傳感器可以改善接收機(jī)103或目標(biāo)141位置檢測以及位移的精度，其可應(yīng)用于例如運(yùn)動(dòng)辨識(shí)和跟蹤。

為了允許發(fā)射機(jī)101檢測并確認(rèn)所述用戶希望從無線能量(即功率波135、能量口袋137)接收中排除的目標(biāo)141，所述用戶可以向發(fā)射機(jī)101發(fā)送欲記錄于發(fā)射機(jī)101的圖存儲(chǔ)器的標(biāo)記信息。例如，所述用戶可以通過用戶設(shè)備123提供標(biāo)記信息，所述用戶設(shè)備123通過自身的圖形用戶界面(GUI)與發(fā)射機(jī)101控制器通信。示例性標(biāo)記信息包括電設(shè)備121的位置數(shù)據(jù)，其可以包括空間中包含所述目標(biāo)141的的一維坐標(biāo)、空間中包含所述目標(biāo)141的區(qū)域的二維(2D)坐標(biāo)、或空間中包含所述目標(biāo)141的區(qū)域的三維(3D)坐標(biāo)。

在某些實(shí)施例中，標(biāo)記可以分配給發(fā)射場中的具體目標(biāo)141和/或位置。進(jìn)行標(biāo)記期間，標(biāo)記數(shù)據(jù)可以被生成并存入圖數(shù)據(jù)庫，并且可以通知所述發(fā)射機(jī)101針對(duì)所述發(fā)射場中的特定目標(biāo)141或位置采取何種行動(dòng)。進(jìn)行標(biāo)記期間生成的標(biāo)記數(shù)據(jù)可以通知發(fā)射機(jī)101是否要發(fā)射功率波至目標(biāo)141或位置、和/或在發(fā)射場中何處發(fā)射功率波135或生成能量口袋137。例如，可以更新或生成所述圖數(shù)據(jù)庫中的位置記錄，其含有的標(biāo)記數(shù)據(jù)指令所述發(fā)射機(jī)101永不發(fā)射功率波137至所述具體位置。同樣，再例如，標(biāo)記數(shù)據(jù)可以填充到位置記錄，指令所述發(fā)射機(jī)101總是發(fā)射功率波137至該位置。換言之，在某些實(shí)施方式中，所述標(biāo)記過程可以簡單為通過某種用戶界面預(yù)先填充標(biāo)記數(shù)據(jù)至所述圖數(shù)據(jù)庫。雖然可以通過僅輸入所述標(biāo)記數(shù)據(jù)至所述發(fā)射機(jī)101的圖數(shù)據(jù)庫生成標(biāo)記，在某些情況下，當(dāng)所述圖數(shù)據(jù)庫或其它設(shè)備從無線標(biāo)記設(shè)備123例如智能手機(jī)或其它移動(dòng)設(shè)備接收標(biāo)記指示時(shí)，傳感器處理器、發(fā)射機(jī)處理器或其它計(jì)算設(shè)備可以自動(dòng)生成所述標(biāo)記數(shù)據(jù)。例如，由于兒童習(xí)慣躲藏在桌子141b下，用戶想禁止功率波137發(fā)射至兒童游戲房中的桌子141。在該實(shí)例中所述用戶可以與其智能手機(jī)123圖形界面互動(dòng)生成并發(fā)射包含桌子141b的坐標(biāo)的標(biāo)記數(shù)據(jù)至所述發(fā)射機(jī)101的圖數(shù)據(jù)庫。在某些情況下，所述用戶可以將移動(dòng)標(biāo)記設(shè)備123放在所述桌子141b附近或勾勒桌子141b的坐標(biāo)，然后按下所述用戶界面的指示鍵，以發(fā)射所述相關(guān)位置數(shù)據(jù)至所述發(fā)射機(jī)101或圖數(shù)據(jù)庫。必要時(shí)，所述發(fā)射機(jī)101或圖數(shù)據(jù)庫則可將所述位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述發(fā)射場的可用坐標(biāo)。所生成的發(fā)射場坐標(biāo)則可存儲(chǔ)至所述圖數(shù)據(jù)庫以在后續(xù)當(dāng)所述發(fā)射機(jī)101確定在何處生成能量口袋137時(shí)作為參考。

在某些實(shí)施方式中，傳感器113可以檢測發(fā)射場中預(yù)定或標(biāo)記為敏感的敏感目標(biāo)141。在某些情況下，無論傳感器113是否識(shí)別出人員141a或其它敏感目標(biāo)141接近所述發(fā)射場中具體障礙物例如家具141b或墻壁，都希望回避所述具體障礙物。這樣，內(nèi)部或外部圖存儲(chǔ)器117可以存儲(chǔ)標(biāo)記所述具體障礙物的具體位置的圖數(shù)據(jù)和/或傳感器，從而將所述具體位置有效標(biāo)記為功率波135的界限。附加地或替換地，所述具體目標(biāo)可以數(shù)字地或以物理方式關(guān)聯(lián)于產(chǎn)生傳感器113、通信部件111或所述發(fā)射機(jī)101的其它部件可檢測的信號(hào)或物理表現(xiàn)(例如熱信號(hào))的數(shù)字或物理標(biāo)記。例如，作為生成用于所述發(fā)射機(jī)101的傳感器數(shù)據(jù)的一部分，所述傳感器113可以接入內(nèi)部(即容納所述傳感器113的發(fā)射機(jī)101內(nèi)部的)圖存儲(chǔ)器，該內(nèi)部圖存儲(chǔ)器存儲(chǔ)被標(biāo)記為需要回避的障礙物例如桌子141b的記錄。在該實(shí)例中，所述傳感器113會(huì)檢測到作為被標(biāo)記的障礙物的所述桌子141，并生成傳感器數(shù)據(jù)113，所述傳感器數(shù)據(jù)113使得所述發(fā)射機(jī)101降低桌子141處功率波135提供的能量量、終止發(fā)送所述功率波135至所述桌子141b處或重定向所述功率波135。

附加地或替換地，在某些實(shí)施方式中，傳感器113可以檢測已被標(biāo)記(即之前記錄在內(nèi)部圖存儲(chǔ)器或外部圖存儲(chǔ)器117或接收到所述傳感器113可檢測的數(shù)字或物理標(biāo)記)為要接收無線功率波137的電設(shè)備121。此時(shí)，檢測到標(biāo)記或被標(biāo)記的目標(biāo)或確定標(biāo)記或被標(biāo)記的目標(biāo)應(yīng)接收無線能量后，傳感器113可以生成傳感器數(shù)據(jù)，使發(fā)射機(jī)101發(fā)射功率波135至所述被標(biāo)記的目標(biāo)處以在被標(biāo)識(shí)的標(biāo)記或被標(biāo)記的目標(biāo)處形成能量口袋137。

iv.天線陣列、天線元件和線

發(fā)射機(jī)101可以包括天線陣列115，其可為配置為發(fā)射一個(gè)或多個(gè)類型的波131、133、135的一個(gè)或多個(gè)天線的集合。在某些實(shí)施例中，天線陣列115可以包括天線元件，所述天線元件為包括天線的可配置片(tile)、以及零或更多控制該元件中天線行為(例如生成具有預(yù)定特征例如振幅、頻率、軌跡、相位的功率波135)的集成電路。天線陣列115的天線可以發(fā)射一系列具有所述預(yù)定特征的功率波135，使得所述一系列功率波135到達(dá)發(fā)射場中的給定位置處，并展現(xiàn)所述特征?？偠灾?，天線陣列115的天線可以發(fā)射在所述給定(通常為檢測到接收機(jī)103的)位置相交的功率波135，由于其各自的特征，功率波135形成能量口袋137，所述接收機(jī)103可以從能量口袋137收集能量并生成電。應(yīng)理解，雖然所述示例性系統(tǒng)100描述基于射頻的功率波135，可以使用附加的或替代的發(fā)射機(jī)天線、天線陣列和/或基于波的技術(shù)(例如超聲波，紅外線，磁共振)以無線方式從所述發(fā)射機(jī)101發(fā)射功率至所述接收機(jī)103。

發(fā)射機(jī)101可以使用圖數(shù)據(jù)來確定天線陣列115應(yīng)該在何處以及如何發(fā)射功率波135。所述圖數(shù)據(jù)可以指示所述發(fā)射機(jī)101應(yīng)向何處發(fā)送功率波135以及在何處形成能量口袋137，以及在某些情況下，不應(yīng)向何處發(fā)射所述功率波135。與發(fā)射機(jī)101相關(guān)聯(lián)的處理器可以捕獲、查詢并解釋所述圖數(shù)據(jù)，從而所述發(fā)射機(jī)101可以確定天線陣列115的天線應(yīng)如何形成以及發(fā)射所述功率波135。當(dāng)確定如何形成所述功率波，所述發(fā)射機(jī)101確定要從天線陣列115的各天線發(fā)射的每個(gè)所述功率波135的特征。所述功率波135的特征的非限制性的實(shí)例特征可以包括：振幅、相位、增益、頻率以及方向等等。例如，為了在具體位置處生成能量口袋137，所述發(fā)射機(jī)101從所述天線陣列115識(shí)別出子集天線，發(fā)射功率波135至所述預(yù)定位置，然后所述發(fā)射機(jī)101生成所述功率波135。從所述子集各天線發(fā)射的功率波135具有相對(duì)不同的例如相位以及振幅。在該實(shí)例中，所述發(fā)射機(jī)101的波形生成集成電路(未示出)能形成所述功率波137的帶有相差的延遲版本陣列，向所述功率波137的延遲版本陣列施加不同振幅，然后從適當(dāng)?shù)奶炀€發(fā)射所述功率波137。對(duì)于正弦波形，例如RF信號(hào)、超聲波、微波等等，延遲所述功率波137類似于對(duì)功率波135施加相移。在某些情況下，一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)處理器(未示出)控制由發(fā)射機(jī)101通過所述天線陣列115廣播的功率波135的形成以及發(fā)射。

天線陣列115可以包括與生成所述功率波135的天線相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)集成電路。在某些實(shí)施例中，集成電路在容納集成電路的天線元件以及與所述集成電路相關(guān)聯(lián)的天線上。集成電路可以充當(dāng)與所述集成電路相關(guān)聯(lián)的天線的波形發(fā)生器，提供所述適當(dāng)?shù)碾娐芬约爸噶钪了鱿嚓P(guān)天線，使得所述天線可以根據(jù)被識(shí)別用于所述功率波135的預(yù)定特征形成并發(fā)射所述功率波135。所述集成電路可以從微處理器(例如發(fā)射機(jī)處理器)接收指令，所述微處理器確定應(yīng)如何發(fā)射所述功率波135至發(fā)射場中發(fā)射機(jī)101。所述發(fā)射機(jī)處理器例如可以基于圖數(shù)據(jù)確定在何處形成能量口袋137，然后可以指令所述天線陣列115的集成電路生成含有波形特征集合的功率波135。所述集成電路則可形成所述功率波135并指令其各相關(guān)天線相應(yīng)發(fā)射所述功率波135至所述發(fā)射場。

如上所述，映射數(shù)據(jù)可基于以下數(shù)據(jù)：由通信部件111所收集并且由發(fā)射機(jī)處理器所生成的熱圖數(shù)據(jù)，和/或傳感器113所收集并且傳感器處理器所生成的傳感器數(shù)據(jù)。熱圖數(shù)據(jù)可包含用于標(biāo)識(shí)傳輸場內(nèi)的接收機(jī)103以及用于標(biāo)識(shí)接收機(jī)在傳輸場內(nèi)相對(duì)于發(fā)射機(jī)101的位置的數(shù)據(jù)。例如，熱圖數(shù)據(jù)可包括代表接收機(jī)的位置的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)在發(fā)射機(jī)從接收機(jī)處接收的通信信號(hào)中，該數(shù)據(jù)對(duì)接收機(jī)檢測到來自發(fā)射機(jī)101的低功率波的位置進(jìn)行標(biāo)識(shí)，和/或?qū)Πl(fā)射機(jī)所檢測到的低功率波的功率水平是否超過特定閾值進(jìn)行標(biāo)識(shí)。傳感器數(shù)據(jù)可包含用于標(biāo)識(shí)敏感目標(biāo)141、143的數(shù)據(jù)，敏感目標(biāo)141、143為在傳輸場內(nèi)的以下位置處發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)：該位置的功率波135應(yīng)該具有最小能量或者根本不該被發(fā)射。換言之，映射數(shù)據(jù)可代表輸入?yún)?shù)，該輸入?yún)?shù)被發(fā)射機(jī)101用來確定生成和發(fā)射功率波135所采用的特征。由于映射數(shù)據(jù)(即，熱圖數(shù)據(jù)和/或傳感器數(shù)據(jù))由發(fā)射機(jī)101進(jìn)行更新和查詢，所以發(fā)射機(jī)101可調(diào)整天線陣列115產(chǎn)生和發(fā)射功率波135的方式，以考慮傳輸場內(nèi)環(huán)境的變化(比如，接收機(jī)103或人141的運(yùn)動(dòng))。

在某些情況下，發(fā)射機(jī)101可將天線陣列115劃分為天線組，以使得組分天線(constituent antenna)執(zhí)行不同的任務(wù)。例如，在包括10個(gè)天線的天線陣列115中，其中的9個(gè)天線可發(fā)射在接收機(jī)103處形成能量口袋137的功率波135，以及第10個(gè)天線可與通信部件111一起操作，以通過持續(xù)且順序地發(fā)射低水平能量至傳輸場內(nèi)的離散位置來標(biāo)識(shí)傳輸場中的新的接收機(jī)(未示出)，新的接收機(jī)可捕獲低水平能量連同通信信號(hào)131從而確定該新的接收機(jī)在傳輸場內(nèi)相對(duì)于發(fā)射機(jī)101的位置。在另一示例中，具有10個(gè)天線的天線陣列115可被劃分為數(shù)量為5的兩組天線，每組天線發(fā)射功率波135至傳輸場中的兩個(gè)不同接收機(jī)103。

v.映射存儲(chǔ)器

發(fā)射機(jī)101可與一個(gè)或多個(gè)映射存儲(chǔ)器相關(guān)聯(lián)，一個(gè)或多個(gè)映射存儲(chǔ)器可以是被配置為存儲(chǔ)映射數(shù)據(jù)的非瞬時(shí)性機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，映射數(shù)據(jù)可以是對(duì)傳輸場中與發(fā)射機(jī)101相關(guān)聯(lián)的特定部分進(jìn)行描述的數(shù)據(jù)。映射數(shù)據(jù)可包括熱圖數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)。熱圖數(shù)據(jù)可由發(fā)射機(jī)處理器生成以標(biāo)識(shí)位于傳輸場中的接收機(jī)103；以及傳感器數(shù)據(jù)可由發(fā)射機(jī)處理器和/或傳感器處理器生成以標(biāo)識(shí)位于傳輸場中的敏感目標(biāo)141、143。因此，系統(tǒng)100的映射存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的映射數(shù)據(jù)可包括：指示接收機(jī)103的位置的信息、指示敏感目標(biāo)141、143的位置的信息、功率波135的傳輸參數(shù)、以及能被發(fā)射機(jī)101用來生成和發(fā)射安全且有效功率波135的其他類型數(shù)據(jù)(例如，被標(biāo)記目標(biāo)的位置、追蹤參數(shù))。發(fā)射機(jī)101可查詢存儲(chǔ)在映射存儲(chǔ)器的記錄中的映射數(shù)據(jù)，或者記錄可被實(shí)時(shí)“推送”至發(fā)射機(jī)101，以使得發(fā)射機(jī)101可將映射數(shù)據(jù)用作輸入?yún)?shù)以用于確定發(fā)射功率波135的特征以及用于確定生成能量口袋137的位置。在某些實(shí)施方式中，發(fā)射機(jī)101可在最新的映射數(shù)據(jù)被從管理通信部件111或傳感器113的處理器接收到時(shí)，更新映射存儲(chǔ)器中的映射數(shù)據(jù)。

在某些實(shí)施例中，無線充電系統(tǒng)100可包括由一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器計(jì)算機(jī)的非瞬時(shí)性機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)所托管的外部映射存儲(chǔ)器117，該外部映射存儲(chǔ)器117可以是數(shù)據(jù)庫或機(jī)器可讀計(jì)算機(jī)文件的集合。在這樣的實(shí)施例中，外部映射存儲(chǔ)器117可通過任何有線或無線通信協(xié)議以及硬件耦接至一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)101。外部映射存儲(chǔ)器117可包含一個(gè)或多個(gè)傳輸場的映射數(shù)據(jù)，該一個(gè)或多個(gè)傳輸場與系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)101相關(guān)聯(lián)。外部映射服務(wù)器117的記錄可被每個(gè)發(fā)射機(jī)101所訪問，每個(gè)發(fā)射機(jī)101在掃描到針對(duì)接收機(jī)103或敏感目標(biāo)141、143的傳輸場時(shí)可更新映射數(shù)據(jù)，和/或在確定出發(fā)射機(jī)101將要生成的功率波135的安全且有效特征時(shí)可查詢映射數(shù)據(jù)。

在某些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)101可包括被配置為托管內(nèi)部映射存儲(chǔ)器的非瞬時(shí)性機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，內(nèi)部映射存儲(chǔ)器可將映射數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在發(fā)射機(jī)101內(nèi)。發(fā)射機(jī)101的處理器(比如發(fā)射機(jī)處理器或傳感器處理器)在新的映射數(shù)據(jù)被標(biāo)識(shí)并存儲(chǔ)時(shí)可更新內(nèi)部映射存儲(chǔ)器的記錄。在某些實(shí)施例中，存儲(chǔ)在內(nèi)部映射存儲(chǔ)器中的映射數(shù)據(jù)可被發(fā)射到系統(tǒng)100的附加發(fā)射機(jī)101，和/或內(nèi)部映射存儲(chǔ)器中的映射數(shù)據(jù)可以以固定的間隔或?qū)崟r(shí)地被發(fā)射并存儲(chǔ)到外部映射存儲(chǔ)器117中。

B.接收機(jī)

接收機(jī)103可被用于對(duì)相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備121供電或充電，電子設(shè)備121可以是耦接至一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)103或者與一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)103集成在一起的電子設(shè)備121。接收機(jī)103可包括一個(gè)或多個(gè)天線(未示出)，該一個(gè)或多個(gè)天線可接收功率波135，該功率波135來自源自一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)101的一個(gè)或多個(gè)功率波135。接收機(jī)103可對(duì)由發(fā)射機(jī)101產(chǎn)生并直接從發(fā)射機(jī)101發(fā)射的一個(gè)或多個(gè)功率波135進(jìn)行接收，或者接收機(jī)103可從一個(gè)或多個(gè)能量口袋137得到功率波135，一個(gè)或多個(gè)能量口袋可以是空間中的三維場，該三維場由一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)101所產(chǎn)生的多個(gè)功率波135的會(huì)聚來產(chǎn)生。

在某些實(shí)施例中，接收機(jī)103可包括天線陣列，天線陣列被配置為從功率傳輸波接收功率波135。接收機(jī)103天線可從一個(gè)或多個(gè)功率波135或能量口袋137得到能量，能量口袋由功率波135在傳輸場內(nèi)的特定位置處的積累來形成。在功率波135被接收和/或能量被從能量口袋137收集后，接收機(jī)103的電路裝置(例如，集成電路、放大器、整流器、電壓調(diào)節(jié)器)可將功率波135(例如，射頻電磁輻射)的能量轉(zhuǎn)換為電能(即，電力)，電能可被存儲(chǔ)在電池(未示出)中或者可被電子設(shè)備121所使用。在某些情況下，例如，接收機(jī)103的整流器可將電能從AC轉(zhuǎn)化為可被電子設(shè)備121所使用的DC形式除了從AC到DC的轉(zhuǎn)換或者作為從AC到DC轉(zhuǎn)換的替代，其他類型的調(diào)節(jié)也同樣適用。例如，電壓調(diào)節(jié)電路可根據(jù)電子設(shè)備121的要求增大或減小電能的電壓。繼電器則可將電能從接收機(jī)103傳送到電子設(shè)備121。

接收機(jī)103或者電子設(shè)備121可包括接收機(jī)側(cè)通信部件(未示出)，接收機(jī)可通過接收機(jī)的通信部件所生成的通信信號(hào)實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)地與發(fā)射機(jī)101傳遞各種類型的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)包括映射數(shù)據(jù)(例如，熱圖數(shù)據(jù))以及設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，例如，接收機(jī)103的狀態(tài)信息、電子設(shè)備121的狀態(tài)信息、功率波135的狀態(tài)信息和/或能量口袋137的狀態(tài)信息。換言之，接收機(jī)103可向發(fā)射機(jī)101提供與以下各項(xiàng)有關(guān)的信息以及其他類型的信息：設(shè)備121的當(dāng)前位置數(shù)據(jù)、接收機(jī)103所接收的電荷量、電子設(shè)備121所使用的電荷量以及某些用戶賬戶信息。

如上所述，在某些實(shí)施方式中，接收機(jī)103可被集成到電子設(shè)備103中，以使得對(duì)于所有實(shí)際目的，接收機(jī)103和電子設(shè)備121可被理解為單個(gè)單元或產(chǎn)品，而在某些實(shí)施例中，接收機(jī)103可在生產(chǎn)后被耦接至電子設(shè)備121。應(yīng)當(dāng)理解的是，接收機(jī)103可被配置為使用電子設(shè)備121的通信部件和/或被配置為包括自身的通信部件。作為一個(gè)示例，接收機(jī)103可以是可被連接至電子設(shè)備121的可附接但不同的單元或產(chǎn)品，以向電子設(shè)備121提供無線功率充電的益處。在該示例中，接收機(jī)103可包括自身的通信部件以與發(fā)射機(jī)101傳遞數(shù)據(jù)。附加地或可替換地，在某些實(shí)施例中，接收機(jī)103可使用電子設(shè)備121的通信部件或者以其他方式與電子設(shè)備121的通信部件一起操作。例如，接收機(jī)103可在制造便攜式計(jì)算機(jī)121的過程中或其后的某一時(shí)刻被集成到便攜式計(jì)算機(jī)121中。在該示例中，接收機(jī)103可使用便攜式計(jì)算機(jī)的通信部件(例如，基于的通信部件)以與發(fā)射機(jī)101傳遞數(shù)據(jù)。

C.電子設(shè)備以及用于設(shè)備和目標(biāo)的標(biāo)記信息

耦接至接收機(jī)103的電子設(shè)備121可以是要求持續(xù)電能或要求來自電池的電力的任何電子設(shè)備121。接收機(jī)103可被永久地集成到電子設(shè)備121中，或者，接收機(jī)103可被可拆卸地耦接至電子設(shè)備121，這在某些情況下可導(dǎo)致單個(gè)集成產(chǎn)品或單元。作為一個(gè)示例，電子設(shè)備121可被放置在保護(hù)套筒中，保護(hù)套筒包括可被可拆卸地耦接至設(shè)備121的電源輸入端的嵌入式接收機(jī)103。電子設(shè)備121的非限定性示例可包括便攜式計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、智能電話、平板電腦、音樂播放器、玩具、電池、閃光燈、燈泡、電子表、相機(jī)、游戲機(jī)、電器、GPS設(shè)備、可穿戴設(shè)備(例如，健康手環(huán)、計(jì)步器、智能手表)以及其他類型的電子設(shè)備121.

電子設(shè)備121可包括嵌入式或相關(guān)聯(lián)的接近傳感器、加速度計(jì)、羅盤、陀螺儀和/或環(huán)境光傳感器，這些可充當(dāng)發(fā)射機(jī)101的輔助數(shù)據(jù)源，以對(duì)于發(fā)射機(jī)101物理上相關(guān)聯(lián)的傳感器113所生成的傳感器數(shù)據(jù)、熱圖數(shù)據(jù)和/或映射數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。

在某些示例中，電子設(shè)備121或相關(guān)聯(lián)的接收機(jī)103都不與能夠與發(fā)射機(jī)101通信的通信部件相關(guān)聯(lián)。例如，電子設(shè)備121可以是更小的家用電氣設(shè)備121(比如時(shí)鐘或煙霧報(bào)警器),更小的家用電氣設(shè)備可不包括將通信信號(hào)發(fā)射至發(fā)射機(jī)101的通信部件，因此電氣設(shè)備121以及附接至電氣設(shè)備121的接收機(jī)103將無法交換指引發(fā)射機(jī)101產(chǎn)生功率波135所需要的數(shù)據(jù)。

為了使得發(fā)射機(jī)101能夠定位和標(biāo)識(shí)這樣的電氣設(shè)備121，用戶將向發(fā)射機(jī)101傳送“標(biāo)記”數(shù)據(jù)，“標(biāo)記”數(shù)據(jù)可被記錄在內(nèi)部或外部映射存儲(chǔ)器117中。例如，用戶可經(jīng)由用戶設(shè)備(例如，便攜式計(jì)算機(jī)121、智能電話、管理計(jì)算機(jī)或服務(wù)器)來提供標(biāo)記信息，用戶設(shè)備與發(fā)射機(jī)101或外部映射存儲(chǔ)器117進(jìn)行通信。用戶設(shè)備可執(zhí)行管理軟件應(yīng)用，該管理軟件應(yīng)用經(jīng)由圖形用戶界面(GUI)允許用戶生成標(biāo)記信息。標(biāo)記信息然后可作為映射數(shù)據(jù)(例如，傳感器數(shù)據(jù)、熱圖數(shù)據(jù))被存儲(chǔ)在系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)映射存儲(chǔ)器117中以供系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)處理器(例如，發(fā)射機(jī)處理器、傳感器處理器、用戶設(shè)備處理器)檢索。示例性的標(biāo)記信息包括用于電氣設(shè)備121的位置數(shù)據(jù)、電氣設(shè)備121的電力使用水平、電氣設(shè)備121的電力使用時(shí)長、電氣設(shè)備121的電力傳送調(diào)度、以及電氣設(shè)備121的認(rèn)證證書。

附件地或可替換地，用于電氣設(shè)備121的標(biāo)記信息可在掃描傳輸場以標(biāo)識(shí)電氣設(shè)備121和/或敏感目標(biāo)141時(shí)被傳感器113和/或通信部件所自動(dòng)標(biāo)識(shí)和生成。作為一個(gè)示例，采用傳感器113進(jìn)行掃描可動(dòng)態(tài)地維護(hù)發(fā)射機(jī)101的內(nèi)部映射存儲(chǔ)器，從而可通過用戶設(shè)備對(duì)手動(dòng)提供給映射存儲(chǔ)器117的標(biāo)記信息進(jìn)行更新。在一個(gè)實(shí)施例中，無線供電系統(tǒng)100的傳輸場被周期性地掃描以使用一個(gè)或多個(gè)熱電傳感器、超聲傳感器、毫米傳感器和功率傳感器來檢測傳感器113響應(yīng)，該響應(yīng)指示用于電氣設(shè)備121和/或敏感目標(biāo)141的更新的標(biāo)記信息。在操作中，在一個(gè)或多個(gè)傳感器113或通信部件111標(biāo)識(shí)出電氣設(shè)備101并輸出傳感器數(shù)據(jù)至發(fā)射機(jī)處理器之后，發(fā)射機(jī)處理器可將所捕獲的傳感器數(shù)據(jù)與存在在系統(tǒng)100的映射存儲(chǔ)器117中的標(biāo)記信息進(jìn)行比較?；谠摫容^，發(fā)射機(jī)處理器可確定發(fā)射機(jī)101是否應(yīng)該發(fā)射功率波135至電氣設(shè)備121，或者發(fā)射機(jī)處理器是否應(yīng)該避免發(fā)射功率波135至電氣設(shè)備121。

在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)100可包括管理設(shè)備123，管理設(shè)備123可充當(dāng)界面以供管理員進(jìn)行配置設(shè)置或提供運(yùn)行指令至系統(tǒng)100的各個(gè)部件。管理設(shè)備123可以是包括通信部件和微處理器的任何設(shè)備，通信部件能夠與系統(tǒng)100的部件進(jìn)行有線或無線通信，微處理器被配置為發(fā)射某些類型的數(shù)據(jù)至系統(tǒng)100的部件。管理設(shè)備123的非限定性示例可包括導(dǎo)引設(shè)備(例如，無線電導(dǎo)引設(shè)備、紅外導(dǎo)引設(shè)備、激光導(dǎo)引設(shè)備)、計(jì)算設(shè)備、智能電話、平板電腦或者能夠向系統(tǒng)100的部件提供指令和操作數(shù)據(jù)的其他設(shè)備。

在某些實(shí)施例中，管理設(shè)備123可以是包括處理器的導(dǎo)引設(shè)備，該處理器被配置為基于所采用的技術(shù)的類型，執(zhí)行用于“標(biāo)記”電子設(shè)備121的各種例程。如上所述，在傳輸場內(nèi)標(biāo)記接收機(jī)103和其他目標(biāo)可向系統(tǒng)100的部件指示這些部件應(yīng)該或不應(yīng)該執(zhí)行某些例程。作為一個(gè)示例，管理設(shè)備123可以是激光導(dǎo)引設(shè)備，該激光導(dǎo)引設(shè)備將標(biāo)記數(shù)據(jù)發(fā)射到發(fā)射機(jī)通信部件111、傳感器113、映射存儲(chǔ)器117或者系統(tǒng)100的被配置為接收和處理基于激光導(dǎo)引的標(biāo)記數(shù)據(jù)的其他設(shè)備。在該示例中，每當(dāng)用戶與界面輸入(比如按鈕或圖形用戶界面(GUI))交互時(shí)以及激光“標(biāo)記”所需要的目標(biāo)時(shí)，標(biāo)記數(shù)據(jù)可被生成。在某些情況下，所產(chǎn)生的標(biāo)記數(shù)據(jù)立即被發(fā)射至發(fā)射機(jī)101或其他設(shè)備以存儲(chǔ)到映射數(shù)據(jù)中。在某些示例中，具有激光敏感技術(shù)的傳感器101可標(biāo)識(shí)和檢測基于激光的標(biāo)記。盡管在本文中描述了標(biāo)記目標(biāo)和設(shè)備的附加和可替換的方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解存在可被用來“標(biāo)記”目標(biāo)以及生成或檢測標(biāo)記數(shù)據(jù)的各種導(dǎo)引技術(shù)。

在某些實(shí)施例中，管理設(shè)備123執(zhí)行與無線充電系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的軟件應(yīng)用，其中軟件應(yīng)用包括用于生成標(biāo)記數(shù)據(jù)并將標(biāo)記數(shù)據(jù)發(fā)射到系統(tǒng)100的部件的軟件模塊。軟件應(yīng)用所生成的標(biāo)記數(shù)據(jù)可包含用于標(biāo)識(shí)目標(biāo)或目標(biāo)的位置的信息。也就是說，標(biāo)記數(shù)據(jù)可被用來指令傳感器113在特定傳感特征(sensory signature)(例如紅外線)被檢測到時(shí)，傳感器113應(yīng)該生成特定的傳感器數(shù)據(jù)，從而最終告知發(fā)射機(jī)101如何生成和發(fā)射功率波135。

在某些實(shí)施例中，管理設(shè)備123可以是耦接至發(fā)射機(jī)處理器的服務(wù)器計(jì)算機(jī)或其他工作站計(jì)算機(jī)。在這樣的實(shí)施方式中，管理員可將標(biāo)記數(shù)據(jù)直接提供給外部映射存儲(chǔ)器117，標(biāo)記數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)直到發(fā)射機(jī)101需要標(biāo)記數(shù)據(jù)為止。盡管圖1將管理設(shè)備123示為與被發(fā)射機(jī)101和接收機(jī)103所充電的電子設(shè)備121不同的設(shè)備，但是應(yīng)當(dāng)理解它們可以是相同的設(shè)備并且所起作用相似。換言之，電子設(shè)備121可以像管理設(shè)備123那樣起作用；和/或管理設(shè)備123可通過內(nèi)嵌或連接至管理設(shè)備123的相關(guān)聯(lián)接收機(jī)103來接收無線充電服務(wù)。

II.確定接收機(jī)位置和熱圖數(shù)據(jù)

無線充電系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)可確定接收機(jī)在發(fā)射機(jī)所覆蓋的傳輸場中的位置。發(fā)射機(jī)可以與映射存儲(chǔ)器縣關(guān)聯(lián)，當(dāng)接收機(jī)在傳輸場中移動(dòng)時(shí)，映射存儲(chǔ)器使得發(fā)射機(jī)能夠追蹤接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)。

A.熱圖的示例性方法

圖2示出了無線充電系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)(TX)在傳輸場內(nèi)定位接收機(jī)以使得發(fā)射機(jī)可發(fā)射功率波至接收機(jī)設(shè)備的示例性方法200。方法200描述了單個(gè)發(fā)射機(jī)的部件所執(zhí)行的動(dòng)作，盡管應(yīng)當(dāng)理解的是至少某些動(dòng)作可由無線供電傳輸系統(tǒng)的附加或可替換的部件(比如，其他發(fā)射機(jī)、微處理器、計(jì)算設(shè)備或者能夠接收和下發(fā)與發(fā)射機(jī)相關(guān)的指令的其他設(shè)備)來執(zhí)行。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，示例性方法200的動(dòng)作可由任何數(shù)量的發(fā)射機(jī)或處理器來同時(shí)執(zhí)行或以特定于每個(gè)設(shè)備的個(gè)性化間隔來執(zhí)行。

在第一步驟201中，發(fā)射機(jī)(TX)可向發(fā)射機(jī)的傳輸場中連續(xù)發(fā)射功率波和通信系統(tǒng)。功率波可以是具有任何特征集合的任何類型的波，該任何類型的功率波可向位于傳輸場內(nèi)的給定位置處的設(shè)備提供電力。功率波的非限定性示例可包括超聲波、微波、紅外波以及射頻波。功率波可以以特定集合的物理特征(例如，頻率、相位、能量水平、幅值、距離、方向)來發(fā)射，特定集合的物理特征產(chǎn)生在傳輸場的給定位置處提供升高的能量水平的功率波。在步驟201中，發(fā)射機(jī)可發(fā)射所謂的探測(exploratory)功率波，探測功率波所具有的的功率水平相比之下低于提供功率至接收機(jī)的功率波通常所使用的功率水平。探測功率波可以用于標(biāo)識(shí)接收機(jī)，和/或被用來確定最終提供功率至傳輸場中的接收機(jī)的功率波的合適的特征。

通信信號(hào)可以是電氣設(shè)備通過相關(guān)聯(lián)的協(xié)議傳遞數(shù)據(jù)所使用的任何類型的波。非限定性的示例可包括NFC-Wi-Fi、等。通信信號(hào)可被用來傳遞發(fā)射機(jī)為正確生成功率波所使用的參數(shù)。在第一步驟201中，通信信號(hào)可包含用于描述被反射的低水平功率波的特征的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可指示例如與通信信號(hào)一起發(fā)射的功率波的方向和能量水平。在某些實(shí)施方式中，通信信號(hào)的數(shù)據(jù)所指示的功率波特征可被接收機(jī)和發(fā)射機(jī)用作進(jìn)行多個(gè)判定的參數(shù)。這些參數(shù)則可通過通信信號(hào)進(jìn)行更新和交換以更新所生成和發(fā)射的功率波的特征。

在下一步驟203中，接收機(jī)的一個(gè)或多個(gè)天線可從發(fā)射機(jī)接收功率波和通信信號(hào)。功率波可具有使得功率波具有低水平功率的波形特征。通信信號(hào)可包含指示功率波的特征的數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)射機(jī)在某個(gè)方向生成功率波和/或?qū)⒐β什òl(fā)射至傳輸場內(nèi)的某個(gè)位置，發(fā)射機(jī)的通信部件可在通信信號(hào)內(nèi)生成描述功率波的數(shù)據(jù)并發(fā)射該數(shù)據(jù)。例如，通信信號(hào)可指示有關(guān)功率波形成的信息，比如，幅值、頻率、功率水平、功率波的軌跡和/或功率波所被發(fā)射的期望位置。

在下一步驟205中，接收機(jī)可采用自身在傳輸場內(nèi)的位置的指示(例如，位置信息的明確通信或指示在某一段或子段對(duì)探索低功率波傳輸進(jìn)行接收的通信、和/或所述探測波的功率水平超過特定閾值的確認(rèn))來對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行響應(yīng)，從而將通信信號(hào)中的數(shù)據(jù)用作輸入?yún)?shù)。接收機(jī)可包括處理器，該處理器被配置為生成用于以自身位置的指示來響應(yīng)發(fā)射機(jī)的信號(hào)。接收機(jī)可被集成到電子設(shè)備(例如，智能電話)中或者耦接至電子設(shè)備(例如，智能電話背板)，電子設(shè)備包括處理器，該處理器被配置為當(dāng)接收到低功率波傳輸時(shí)生成指示接收機(jī)的位置的消息。在一可替換實(shí)施例中，接收機(jī)能夠基于所接收的通信信號(hào)所指示的接收功率波的特征來確定自身的位置。

在某些實(shí)施方式中，在功率波被接收機(jī)接收后，接收機(jī)必須基于功率波的波形特征(由通信信號(hào)來指示)推出自身的位置。例如，接收機(jī)處理器可使用指示目標(biāo)區(qū)域(即，功率波被發(fā)射到傳輸場中的位置)、功率波的低水平量和發(fā)射功率波的特定軌跡的數(shù)據(jù)來確定發(fā)射機(jī)的位置。在該實(shí)例中，接收機(jī)可通過如下方式來確定自身在發(fā)射機(jī)的傳輸場中的位置：基于實(shí)際接收到的功率量確定接收機(jī)相對(duì)于目標(biāo)區(qū)域的位置，然后基于功率波的軌跡確定目標(biāo)區(qū)域相對(duì)于發(fā)射機(jī)的位置。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述確定接收機(jī)的位置的方式僅是示例性的；任何數(shù)量的附加或可替換的計(jì)算、輸入、參數(shù)和其他信息可在接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間傳遞并被接收機(jī)用來確定自身在傳輸場中的位置。

在下一步驟207中，在確定接收機(jī)在傳輸場內(nèi)的位置之后，接收機(jī)可采用更新的傳輸參數(shù)來對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行響應(yīng)，更新的傳輸參數(shù)將被發(fā)射機(jī)用來生成功率波。發(fā)射機(jī)可生成和發(fā)射具有特定波形特征的功率波，特定波形特征由發(fā)射機(jī)根據(jù)一組參數(shù)來確定，該組參數(shù)是預(yù)先確定的或者由接收機(jī)通過通信信號(hào)數(shù)據(jù)來提供。在步驟207中，在接收機(jī)確定出自身相對(duì)于發(fā)射機(jī)所處的位置后，接收機(jī)提供參數(shù)給發(fā)射機(jī)。在某些情況下，接收機(jī)也可提供更新的參數(shù)以供發(fā)射機(jī)生成和發(fā)射功率波所用。

例如，接收機(jī)可確定功率波的有效性，其中有效性可被確定為功率波中發(fā)射的功率量與接收機(jī)實(shí)際接收到的功率量之比(有效性比)。在該示例中，有效性可通過通信信號(hào)(例如，Wi-Fi、NFC、)發(fā)送到發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)可將有效性用作用于確定生成和發(fā)射功率波的方式的參數(shù)。接收機(jī)也可發(fā)射在前一步驟205中所確定的、指示自身位置的更新的參數(shù)數(shù)據(jù)。作為另一示例，在接收機(jī)度額定功率波的有效性比以及確定自身在傳輸場中的位置之后，接收機(jī)可對(duì)某些或全部通信信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，以使得接收機(jī)發(fā)射該數(shù)據(jù)至發(fā)射機(jī)以及發(fā)射機(jī)使用該數(shù)據(jù)來確定放置能量口袋的位置。然后，接收機(jī)可確定和發(fā)射其他有用數(shù)據(jù)，發(fā)射機(jī)可將其他有用數(shù)據(jù)用作用于確定功率波的波形特征的經(jīng)更新參數(shù)。例如，數(shù)據(jù)可包括電子設(shè)備的電池水平和/或電子設(shè)備的期望的電池水平。

在可選的下一步驟209中，發(fā)射機(jī)可基于接收機(jī)反饋數(shù)據(jù)來精煉傳輸參數(shù)以標(biāo)識(shí)發(fā)射機(jī)的更細(xì)粒度的位置(more granular location)?；谌缤谙炔襟E207中的初始標(biāo)識(shí)掃描，發(fā)射機(jī)可尋求有關(guān)傳輸場或特定接收機(jī)的經(jīng)更新或更精煉的信息。在某些實(shí)例中，該數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)在映射存儲(chǔ)器中作為用于特定接收機(jī)的熱圖數(shù)據(jù)，或者可被用來更新存儲(chǔ)在映射存儲(chǔ)器中的接收機(jī)的記錄。

在某些示例中，接收機(jī)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)反饋可指示接收機(jī)的位置坐標(biāo)已經(jīng)變化。換言之，對(duì)于發(fā)射機(jī)而言，用于標(biāo)識(shí)接收機(jī)和用于生成功率波的經(jīng)更新或變化的數(shù)據(jù)參數(shù)可基于更新的位置或基于發(fā)射機(jī)或接收機(jī)所確定的接收機(jī)的移動(dòng)來進(jìn)行修訂。

在下一步驟211中，發(fā)射機(jī)可基于從接收機(jī)接收到的反饋通信信號(hào)數(shù)據(jù)來對(duì)發(fā)射功率波到接收機(jī)的天線陣列中的天線。

B.追蹤算法和更新熱圖

圖3示出了無線充電系統(tǒng)300的部件，這些部件用于追蹤和更新針對(duì)示例性系統(tǒng)300的傳輸場307的映射數(shù)據(jù)，其中，示例性系統(tǒng)300執(zhí)行與圖2中所示的方法類似的示例性方法。示例性系統(tǒng)300包括發(fā)射機(jī)301和接收機(jī)設(shè)備309。

發(fā)射機(jī)301可包括通信部件305，通信部件305可以以給定的間隔發(fā)送通信信號(hào)到傳輸場307的段311。除了通信信號(hào)之外，發(fā)射機(jī)301可向各個(gè)段311發(fā)送低水平功率波，低水平功率波即具有相對(duì)小的能量量的功率波，該小的能量量可被接收機(jī)檢測到但不包含足以提供無線供電的能量。通信信號(hào)可包含指示低水平功率所發(fā)射到的段311的數(shù)據(jù)。該指示可以采用標(biāo)識(shí)低水平功率波的各個(gè)特征(例如，距離、高度、方位角、仰角、功率水平)的信息的形式。

盡管示例性實(shí)施例記載了使用對(duì)傳輸場內(nèi)的段的順序掃描，但是其意味著其他掃描方法或位置標(biāo)識(shí)方法也可被使用。例如，接收器可確定自身位置并在到發(fā)射機(jī)的通信信號(hào)傳輸中標(biāo)識(shí)該位置。在一種配置中，段可被替代為使用使用X、Y、Z坐標(biāo)或極坐標(biāo)(例如，方位角、仰角、距離)。在另一可替換實(shí)施例中，接收機(jī)可在未從發(fā)射機(jī)接收到低水平功率波并且僅接收到通信信號(hào)的情況下，采用自身位置的指示來響應(yīng)發(fā)射機(jī)。

在示例性實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)301可以以順序方式在段311上發(fā)射通信信號(hào)和低水平功率波。已占據(jù)的段2B中的接收機(jī)309可最終接收到通信信號(hào)和低水平功率波，并做出如下響應(yīng)：發(fā)射機(jī)309從低水平功率波收集能量，或者接收機(jī)接收到特定閾值功率水平處或以上的低水平功率波。

發(fā)射機(jī)301可需要更多的信息以更精細(xì)地確定接收機(jī)309的位置。在某些情況下，發(fā)射機(jī)301可通過掃描傳輸場307的更大的段311來更高效地掃描傳輸場307。然而，在這樣的情況下，段311可能太大而無法發(fā)射功率波。對(duì)于發(fā)射機(jī)301接收到來自接收機(jī)309的響應(yīng)(該響應(yīng)指示接收機(jī)309在特定的已占據(jù)段被發(fā)現(xiàn))的每種情況，發(fā)射機(jī)則可掃描已占據(jù)段2B的子段2B1-4；其中，掃面子段2B1-4可包括發(fā)射通信信號(hào)到每個(gè)相應(yīng)的子段2B1-4，從而以更高的分辨率確定接收機(jī)309的位置。作為一個(gè)示例，發(fā)射機(jī)301可尋求一分辨率，在該分辨率下，發(fā)射機(jī)307可沿X軸以例如30度的增量水平地發(fā)射通信信號(hào)。當(dāng)發(fā)射機(jī)301從接收機(jī)309接收到接收機(jī)在沿X軸的第二段處被發(fā)現(xiàn)的指示時(shí)，發(fā)射機(jī)307則可在第二段內(nèi)以1度的增量發(fā)射通信信息。然后，接收機(jī)309可指示自身位于沿X軸的第二子段中。該過程可沿Y軸和Z軸重復(fù)，以確定接收機(jī)309的相對(duì)高度或仰角以及相對(duì)于發(fā)射機(jī)309的距離。

當(dāng)針對(duì)粒度的預(yù)定閾值被滿足(即，接收機(jī)的位置在足夠的區(qū)域內(nèi)被確定)時(shí)，并且因此令人滿意的足夠小的能量口袋可被限定在接收機(jī)的周圍時(shí)，發(fā)射機(jī)301的天線可發(fā)射一個(gè)或多個(gè)功率波至接收機(jī)309的位置，其中，該位置通過例如在足夠小的三維空間內(nèi)發(fā)現(xiàn)的三維坐標(biāo)來限定。在某些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)301可命令發(fā)射機(jī)陣列303的天線子集與發(fā)射機(jī)301的通信部件一起工作以針對(duì)額外的接收機(jī)309繼續(xù)掃描傳輸場307，而天線陣列的另一天線子集繼續(xù)發(fā)射功率波至接收機(jī)309的位置。作為一個(gè)示例，發(fā)射機(jī)301可使天線陣列303的95％：專注于發(fā)射功率波到已占據(jù)位置，而剩余的5％繼續(xù)發(fā)射低水平功率波連同通信部件一起掃描傳輸場307。

然后，發(fā)射機(jī)301可在發(fā)射機(jī)301機(jī)經(jīng)由通信信號(hào)從接收機(jī)309接收到更新的反饋數(shù)據(jù)時(shí)，檢測接收機(jī)何時(shí)移動(dòng)。如果接收機(jī)309移動(dòng)的太快而無法確定接收機(jī)309的新的位置或者接收機(jī)309停止發(fā)射反饋數(shù)據(jù)，則發(fā)射機(jī)301可關(guān)斷全部功率波。通常，接收機(jī)309所提供的反饋數(shù)據(jù)指示從功率波所接收到的相對(duì)的功率量，該相對(duì)的功率量可被用來標(biāo)識(shí)和磨練發(fā)射機(jī)301和/或接收機(jī)309對(duì)接收機(jī)309在傳輸場307中所處的位置的了解。相似地，發(fā)射機(jī)301可執(zhí)行追蹤算法以確定接收機(jī)是否在移動(dòng)(即，確定位移)。在某些實(shí)施方式中，發(fā)射機(jī)301可使用該數(shù)據(jù)來估計(jì)接收機(jī)309移動(dòng)的相對(duì)速度，以及怎樣相應(yīng)地重新調(diào)整功率波。在某些情況下，發(fā)射機(jī)301能夠更新功率波，以使得功率波匯集在接收機(jī)309被估計(jì)的新的位置處；以及在某些情況下，發(fā)射機(jī)301可在接收機(jī)309到達(dá)估計(jì)的新位置前更新發(fā)送到該預(yù)期新位置的功率波。例如，在發(fā)射機(jī)301確定出接收機(jī)309的位移速率隨時(shí)間增加時(shí)，發(fā)射機(jī)可確定天線會(huì)在新的位置中沿X軸以5度的增量進(jìn)行發(fā)射，這與以1度增量的情況相反。

在某些情況下，為了使得在搜尋粒度位置時(shí)發(fā)射機(jī)301能夠計(jì)算出應(yīng)用于天線陣列303的天線的功率波特征(例如，相位)，發(fā)射機(jī)301可確定到達(dá)位置的距離，比如Z軸上從每個(gè)天線振子(antenna element)到段311的距離。在這樣的實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)301可預(yù)計(jì)算從每個(gè)點(diǎn)到接收機(jī)309或其他興趣點(diǎn)的距離。也就是說，發(fā)射機(jī)301預(yù)測距離每個(gè)發(fā)射天線的距離，以使得發(fā)射機(jī)301可識(shí)別功率波的相位和增益。這可以通過例如預(yù)先確定的數(shù)據(jù)或表格來實(shí)現(xiàn)，或基于接收機(jī)的坐標(biāo)(X，Y，Z)來實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。然后，發(fā)射機(jī)301可確定各個(gè)功率波的相位的延遲，因?yàn)榇藭r(shí)發(fā)射機(jī)301知曉其與接收機(jī)309的相對(duì)精確距離。在某些情況下，該預(yù)先確定的距離可以由通信部件305聯(lián)通低水平功率波一起發(fā)射。

圖4示出了示例性無線供電系統(tǒng)400，該無線供電系統(tǒng)采用熱圖以標(biāo)識(shí)無線供電系統(tǒng)400的服務(wù)區(qū)域(即，傳輸場)內(nèi)的接收機(jī)409。發(fā)射機(jī)401可包括通信部件405和天線陣列403。在該示例中，發(fā)射機(jī)401可以位于室內(nèi)的升高的位置，發(fā)射機(jī)401可從該升高的位置執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)映射例程，比如用以標(biāo)識(shí)接收機(jī)409的熱圖例程。

在熱圖例程中，通信部件405可持續(xù)發(fā)射通信信號(hào)至沿X軸、Y軸和Z軸下降的每個(gè)順序段。此外，在某些情況下，天線陣列403可將具有相對(duì)低功率水平的功率波(即，低水平功率波)連同通信信號(hào)一起發(fā)射到每個(gè)順序段中。通信信號(hào)可指示發(fā)射低水平功率信號(hào)所使用的參數(shù)(例如，預(yù)期坐標(biāo)、功率水平)。在某些情況下，接收機(jī)409可使用通信信號(hào)的數(shù)據(jù)來采用通信信號(hào)中所標(biāo)識(shí)的參數(shù)的取值以對(duì)發(fā)射機(jī)401作出響應(yīng)，從而使得發(fā)射機(jī)401能夠標(biāo)識(shí)接收機(jī)在傳輸場中的位置。以及在某些情況下，發(fā)射機(jī)409可通過發(fā)射響應(yīng)性通信信號(hào)來通過使用有別于功率波的通信協(xié)議和/或技術(shù)的通信信道來響應(yīng)通信信號(hào)，響應(yīng)性通信信號(hào)所包含的反饋數(shù)據(jù)可被發(fā)射機(jī)401用來磨練接收機(jī)409的位置坐標(biāo)或者可被用來生成功率波或暫停功率波。通信部件405可以以任何順序穿過每個(gè)順序段。例如，通信部件405可向給定平面內(nèi)具有粗間隔(coarse interval)的段發(fā)射通信信號(hào)，從而試圖標(biāo)識(shí)該平面上的接收機(jī)409。然后，通信部件405可達(dá)到平面上的下一粗間隔段，但是當(dāng)接收機(jī)409在較粗的段掃描中被標(biāo)識(shí)出時(shí)，通信部件可以相對(duì)更細(xì)粒度的子段重新掃描特定的段。

在某些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)記錄可被存儲(chǔ)到映射存儲(chǔ)器中。數(shù)據(jù)記錄可包含與傳輸場的屬性有關(guān)的數(shù)據(jù)。例如，映射存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)記錄可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)與以下各項(xiàng)相關(guān)聯(lián)：接收機(jī)409、傳輸場中所標(biāo)識(shí)的目標(biāo)、以及由一組坐標(biāo)所限定的特定位置。映射存儲(chǔ)器可以是數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫包含從發(fā)射機(jī)301和/或接收機(jī)409所接收的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的復(fù)雜度變化，從指示接收機(jī)409是否接收到功率波的幾比特二進(jìn)制數(shù)據(jù)變化為與傳輸場的每個(gè)屬性有關(guān)的數(shù)據(jù)記錄。在圖4所示的當(dāng)前示例中，映射存儲(chǔ)器針對(duì)多個(gè)屬性(例如，接收機(jī)409、家具、墻)存儲(chǔ)多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，據(jù)此，映射存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)可用來邏輯地生成如圖4所示的熱圖的數(shù)據(jù)。

C.與熱圖相關(guān)聯(lián)的附加或可替代方法

圖5示出了根據(jù)示例性實(shí)施例用于無線地從發(fā)射機(jī)發(fā)射功率至任意數(shù)量的接收機(jī)設(shè)備以對(duì)接收機(jī)設(shè)備供電的示意性方法500。

在第一步驟501中，發(fā)射機(jī)(TX)與接收機(jī)(RX)建立連接或通過其他方式與接收機(jī)相關(guān)聯(lián)。也就是說，在某些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可使用無線通信協(xié)議(例如，BLE、Wi-Fi,NFC,)通過通信信號(hào)傳送控制數(shù)據(jù)，無線通信協(xié)議能夠在電氣設(shè)備的兩個(gè)處理器之間傳輸信息。例如，在使用或的變型的實(shí)施例中,發(fā)射機(jī)可掃描接收機(jī)的廣播信標(biāo)信號(hào)(有時(shí)被稱為“廣告信號(hào)”)，或者接收機(jī)可發(fā)射廣告信號(hào)至發(fā)射機(jī)。廣告信號(hào)可將接收機(jī)的存在通知給發(fā)射機(jī)，并且觸發(fā)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的關(guān)聯(lián)。如下面所要描述的，在某些實(shí)施例中，廣告信號(hào)可傳遞可被各個(gè)設(shè)備(例如，發(fā)射機(jī)、客戶端設(shè)備、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、其他接收機(jī))所使用的信息以執(zhí)行和管理形成口袋(pocket-forming)的步驟。廣告信號(hào)中所包含的信息可包括：設(shè)備標(biāo)識(shí)(例如MAC地址、IP地址、UUID)、所接收的電能的電壓、客戶端設(shè)備功率消耗、以及與功率波有關(guān)的其他類型的數(shù)據(jù)。發(fā)射機(jī)可使用所發(fā)射的廣告信號(hào)以標(biāo)識(shí)接收機(jī)，以及在某些情況下在二維空間或三維空間中定位接收機(jī)。一旦發(fā)射機(jī)標(biāo)識(shí)出接收機(jī)，發(fā)射機(jī)可在發(fā)射機(jī)中建立與接收機(jī)相關(guān)聯(lián)的連接，從而使得發(fā)射機(jī)和接收機(jī)能夠通過第二信道傳遞通信信號(hào)。

作為一個(gè)示例，當(dāng)包括處理器的接收機(jī)被上電或者位于發(fā)射機(jī)的檢測范圍內(nèi)時(shí)，藍(lán)牙處理器可開始根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)廣告接收機(jī)。發(fā)射機(jī)可識(shí)別出廣告并開始建立連接i以用于傳遞控制信號(hào)和功率傳輸信號(hào)。在某些實(shí)施例中，廣告信號(hào)可包含唯一標(biāo)識(shí)，以使得發(fā)射機(jī)可區(qū)分廣告，并最終將發(fā)射機(jī)與附近范圍內(nèi)的所有其他設(shè)備區(qū)分開來。

在下一步驟503中，當(dāng)發(fā)射機(jī)檢測到廣告信號(hào)時(shí)，發(fā)射機(jī)可自動(dòng)與接收機(jī)建立通信連接，通信連接的建立使得發(fā)射機(jī)和接收機(jī)能夠通過通信信號(hào)進(jìn)行通信。然后，發(fā)射機(jī)可命令接收機(jī)開始發(fā)射實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)或控制數(shù)據(jù)。發(fā)射機(jī)也可開始發(fā)射來自發(fā)射機(jī)的天線陣列中的天線的功率傳輸信號(hào)。

在下一步驟505中，除了與功率傳輸信號(hào)的有效性有關(guān)的其他度量之外，接收機(jī)可基于接收機(jī)的天線所接收到的電能來測量電壓。接收機(jī)可生成包含測量信息的控制數(shù)據(jù)，然后將包含控制數(shù)據(jù)的控制信號(hào)發(fā)送至發(fā)射機(jī)。例如，接收機(jī)可例如以每秒100次的速率采樣所接收的電能的電壓測量結(jié)果。接收機(jī)可將電壓采樣測量結(jié)果采用控制信號(hào)的形式以每秒100次的頻率發(fā)送回發(fā)射機(jī)。

在某些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)可執(zhí)行軟件模塊，該軟件模塊對(duì)經(jīng)由通信信號(hào)從接收機(jī)所接收的度量(比如，電壓測量結(jié)果)進(jìn)行監(jiān)視。算法可改變發(fā)射機(jī)的天線所進(jìn)行的功率傳輸信號(hào)的產(chǎn)生和傳輸，以使接收機(jī)周圍的能量口袋的有效性最大化。例如，發(fā)射機(jī)可在發(fā)射機(jī)的、發(fā)射功率傳輸信號(hào)的天線處調(diào)整相位，直到接收機(jī)所接收到的功率指示有效的能量口袋被在接收機(jī)周圍建立為止。當(dāng)識(shí)別出天線的優(yōu)化配置，發(fā)射機(jī)的存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)該配置以保持發(fā)射機(jī)以最高水平進(jìn)行廣播。

在下一步驟509中，發(fā)射機(jī)的算法可確定何時(shí)需要調(diào)整功率傳輸信號(hào)，并且還可響應(yīng)于確定這樣的調(diào)整是有必要的而改變發(fā)射天線的配置。例如，發(fā)射機(jī)可基于從接收機(jī)所接收到的數(shù)據(jù)來確定接收機(jī)處所接收到的功率小于最大值。然后，發(fā)射機(jī)可自動(dòng)調(diào)整功率傳輸信號(hào)的相位，但是也可同時(shí)繼續(xù)對(duì)由接收機(jī)所上報(bào)的電壓進(jìn)行接收和監(jiān)視。

在下一步驟511中，在與特定的接收機(jī)通信預(yù)定時(shí)段后，發(fā)射機(jī)可掃描和/或自動(dòng)檢測來自位于發(fā)射機(jī)的范圍內(nèi)的其他接收機(jī)的廣告。發(fā)射機(jī)可與第二接收機(jī)建立另一通信信號(hào)連接，在某些實(shí)施例中，該另一通信連接是響應(yīng)于第二接收機(jī)或發(fā)射機(jī)分別從第二接收機(jī)或發(fā)射機(jī)接收到廣告或信標(biāo)信號(hào)而建立的。

在下一步驟513中，在與第二接收機(jī)建立第二通信連接之后，發(fā)射機(jī)可繼續(xù)調(diào)整發(fā)射機(jī)的天線陣列中的一個(gè)或多個(gè)天線以同時(shí)或以交替的方式將功率波從發(fā)射機(jī)發(fā)射到第二接收機(jī)和第一接收機(jī)。在某些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)可識(shí)別為第二接收提供服務(wù)的天線子集，從而將天線陣列劃分為與接收機(jī)相關(guān)聯(lián)的陣列子集。在某些實(shí)施例中，整個(gè)天線陣列可為第一接收機(jī)提供服務(wù)長達(dá)一給定的時(shí)間段，然后整個(gè)陣列可為第二接收機(jī)提供服務(wù)長達(dá)該時(shí)間段。

發(fā)射機(jī)可對(duì)多個(gè)接收機(jī)的傳輸劃分優(yōu)先順序。例如，優(yōu)先順序可基于接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間的距離，以確定接收機(jī)由于其與發(fā)射機(jī)的距離是否能夠接收到足夠量的功率。該距離可根據(jù)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的通信信號(hào)來得到。在另一示例中，優(yōu)先順序可基于與接收機(jī)相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的功率水平(即，電池水平)以及基于對(duì)該設(shè)備的電池進(jìn)行充電的必要性(例如，具有低電荷的電池將優(yōu)先于被基本充滿電的電池)。設(shè)備的功率水平可根據(jù)從接收機(jī)到發(fā)射機(jī)的通信信號(hào)來得到。相應(yīng)地，發(fā)射機(jī)可基于優(yōu)先順序來分配第一子集天線和第二子集天線。

發(fā)射機(jī)所進(jìn)行的手動(dòng)或自動(dòng)過程可選擇天線子集來為第二接收機(jī)提供服務(wù)。在該示例中，發(fā)射機(jī)的陣列可被劃分我兩半，從而形成兩個(gè)子集。因此，一半的天線可被配置為發(fā)射功率傳輸信號(hào)至第一接收機(jī)，而另一半天線可被配置給第二接收機(jī)。在當(dāng)前步驟513中，發(fā)射機(jī)可應(yīng)用上述討論的類似技術(shù)以配置或優(yōu)化用于第二接收機(jī)的天線子集。當(dāng)選擇天線子集用于發(fā)射功率傳輸信號(hào)時(shí)，發(fā)射機(jī)和第二接收機(jī)可傳遞控制數(shù)據(jù)。因此，在發(fā)射機(jī)交替會(huì)與第一接收機(jī)通信和/或掃描新的接收機(jī)時(shí)，發(fā)射機(jī)已經(jīng)接收到足夠量的采樣數(shù)據(jù)以調(diào)整發(fā)射機(jī)的天線陣列的第二子集所發(fā)射的波的相位，從而有效地將功率發(fā)送到第二接收機(jī)。

在下一步驟515中，在調(diào)整第二子集以發(fā)射功率傳輸信號(hào)至第二接收機(jī)之后，發(fā)射機(jī)可交替回與第一接收機(jī)傳遞控制數(shù)據(jù)或掃描附加的接收機(jī)。發(fā)射機(jī)可重新配置第一子集的天線，然后以預(yù)定的間隔在第一和第二接收機(jī)之間交替。

在下一步驟517中，發(fā)射機(jī)可繼續(xù)在接收機(jī)之間交替并且以預(yù)定額間隔掃描新的接收機(jī)。在檢測到每個(gè)新的接收機(jī)時(shí)，發(fā)射機(jī)可建立連接并相應(yīng)地開始發(fā)射功率傳輸信號(hào)。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，接收機(jī)可被電連接至諸如智能電話的設(shè)備。發(fā)射機(jī)的處理器可掃描任何藍(lán)牙設(shè)備。接收機(jī)可開始通過接收機(jī)的通信部件(比如芯片)來廣告指示其為例如藍(lán)牙使能設(shè)備的數(shù)據(jù)。在該廣告內(nèi)，可存在唯一標(biāo)識(shí)符，以使得發(fā)射機(jī)一旦接收到針對(duì)廣告的響應(yīng)時(shí)就可以對(duì)該接收機(jī)的廣告進(jìn)行區(qū)分，從而最終將該接收機(jī)與傳輸范圍內(nèi)的所有其他接收機(jī)區(qū)分開來。當(dāng)發(fā)射機(jī)檢測到該廣告并注意到其為接收機(jī)時(shí)，發(fā)射機(jī)可立即與該接收機(jī)形成通信連接并命令該接收機(jī)考試發(fā)送實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)。

然后，接收機(jī)可測量其接收天線處的電壓，并將該電壓采樣測量結(jié)果發(fā)送回發(fā)射機(jī)(例如以高達(dá)或超過每秒100次的頻率)。發(fā)射機(jī)可開始通過調(diào)整相位來改變發(fā)射天線的配置。在發(fā)射機(jī)調(diào)整相位時(shí)，發(fā)射機(jī)對(duì)從接收機(jī)發(fā)送回的電壓進(jìn)行監(jiān)視。在某些實(shí)施方式中，電壓越高，口袋中的能量越多。天線相位可被改變直到電壓處于最高水平并且在接收機(jī)附近存在最大的能量口袋。發(fā)射機(jī)可將天線保持在特定的相位以使得電壓處于最高水平。

發(fā)射機(jī)可以每次一個(gè)的方式改變每個(gè)單獨(dú)天線。例如，如果在發(fā)射機(jī)中存在32個(gè)天線并且每個(gè)天線具有8個(gè)相位，則發(fā)射機(jī)可從第一天線開始并且使第一天線遍歷所有8個(gè)相位。然后，接收機(jī)將第一天線的8個(gè)相位中的每個(gè)相位的功率水平發(fā)送回發(fā)射機(jī)。然后，發(fā)射機(jī)可存儲(chǔ)第一天線的最大相位。發(fā)射機(jī)可針對(duì)第二天線重復(fù)該過程，并使第二天線遍歷8個(gè)相位。接收機(jī)可再次將針對(duì)每個(gè)相位的功率水平發(fā)送回發(fā)射機(jī)，以及發(fā)射機(jī)了存儲(chǔ)最高水平。接下來，發(fā)射機(jī)可針對(duì)第三天線重復(fù)該過程，并繼續(xù)重復(fù)該過程直到所有32個(gè)天線都遍歷了8個(gè)相位。在該過程的末尾，發(fā)射機(jī)可以最高效的方式發(fā)送最大電壓至接收機(jī)。

在另一示例性實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)可檢測第二接收機(jī)的廣告并且與第二接收機(jī)形成通信連接。當(dāng)發(fā)射機(jī)與第二接收機(jī)形成通信連接時(shí)，發(fā)射機(jī)可將原來的32個(gè)天線對(duì)準(zhǔn)第二接收機(jī)，并針對(duì)與第二接收機(jī)對(duì)準(zhǔn)的32個(gè)天線中的每個(gè)天線，重復(fù)相位過程。一旦該過程完成，第二接收機(jī)可從發(fā)射機(jī)獲得盡可能多的功率。發(fā)射機(jī)可與第二接收機(jī)通信一秒，然后交替回第一接收機(jī)長達(dá)一預(yù)定時(shí)段(例如，一秒)，以及發(fā)射機(jī)可繼續(xù)在第一接收機(jī)和第二接收機(jī)之間以預(yù)定的時(shí)間間隔來回交替。

在又一實(shí)施方式中，發(fā)射機(jī)么檢測到第二接收機(jī)的廣告并與第二接收機(jī)形成通信連接。首先，發(fā)射機(jī)可與第一接收機(jī)通信，并對(duì)瞄準(zhǔn)第一接收機(jī)的示例性的32個(gè)天線中的一半進(jìn)行重新分配，使16個(gè)天線專用于第一接收機(jī)。然后，發(fā)射機(jī)將第二半天線分配給第二接收機(jī)，使16個(gè)天線專用于第二接收機(jī)。發(fā)射機(jī)可針對(duì)第二半天線調(diào)整相位。一旦16個(gè)天線遍歷了8個(gè)相位中的每一個(gè)，第二接收機(jī)可以最高效的方式得到最大電壓至接收機(jī)。

D.用于接收機(jī)的移動(dòng)應(yīng)用

在一些實(shí)例中，接收機(jī)可以被嵌入到電氣設(shè)備中，或者可以由與無線功率系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的軟件應(yīng)用來控制。這些實(shí)例在如下情況下出現(xiàn)，例如，接收機(jī)和電氣設(shè)備是同一產(chǎn)品，或者接收機(jī)有能力接收功率波，但是可能不包括可操作的通信部件。在這樣的實(shí)例中，諸如智能電話應(yīng)用的軟件應(yīng)用可以被用于代表發(fā)射機(jī)來識(shí)別或“標(biāo)記”接收機(jī)。

標(biāo)記可以是向發(fā)射機(jī)傳達(dá)如下信息的任何手段：發(fā)射機(jī)負(fù)責(zé)向電氣設(shè)備的接收機(jī)發(fā)射功率波，而不管典型的數(shù)據(jù)交換是否發(fā)生。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，管理員可以使用執(zhí)行系統(tǒng)的軟件應(yīng)用的智能電話來通知發(fā)射機(jī)將功率波發(fā)射到包括接收機(jī)天線但缺少通信部件的掛鐘。使用智能電話應(yīng)用，用戶可以將智能電話放置到掛鐘附近，然后選擇接口輸入以將掛鐘的傳輸場坐標(biāo)發(fā)射到發(fā)射機(jī)和/或映射存儲(chǔ)器。結(jié)果，發(fā)射機(jī)將基于現(xiàn)在由智能電話應(yīng)用提供的“被標(biāo)記的”位置來繼續(xù)將功率波發(fā)射到接收機(jī)。

在一些實(shí)例中，智能電話應(yīng)用可以生成界面，該界面為用戶指示用于接收能量口袋中的功率波的所建議位置。即，智能電話應(yīng)用可以查詢存儲(chǔ)器地圖以識(shí)別在何處發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)已經(jīng)確定形成能量口袋并且避開所識(shí)別的敏感物體。映射存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)可以向智能電話應(yīng)用提供坐標(biāo)數(shù)據(jù)，智能電話應(yīng)用可以被預(yù)先配置為理解和解釋坐標(biāo)數(shù)據(jù)以識(shí)別能量口袋的位置。然而，在一些實(shí)施例中，如本文中所公開的那樣，智能電話可以執(zhí)行由接收機(jī)設(shè)備執(zhí)行的算法中的一個(gè)或多個(gè)，以識(shí)別放置接收機(jī)的最有效的位置。智能電話應(yīng)用可以動(dòng)態(tài)地確定在傳輸場的何處接收機(jī)可以從由一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)射到傳輸場中的功率波或能量口袋接收最有效的功率量。智能電話應(yīng)用可以從傳輸場中的任意數(shù)量的功率口袋中確定哪個(gè)功率口袋是最有效的，或者甚至確定哪個(gè)功率口袋是最接近的，然后生成具有指示器(諸如箭頭)的界面，將用戶指引至能量口袋。

III.發(fā)射機(jī)傳感器和識(shí)別敏感物體

一些操作模式可能對(duì)屬于生物或敏感物體的監(jiān)管要求(regulatory requirement)敏感。生物可以包括人類和諸如飼養(yǎng)的動(dòng)物的其他生物。敏感物體包括對(duì)功率波中的電磁能量敏感的某種設(shè)備和其他有價(jià)值的物體。在另一操作模式中，傳感器可以檢測已經(jīng)被標(biāo)記為避免在功率波的軌跡中的無線功率發(fā)射的無生物的物體，諸如對(duì)功率發(fā)射的障礙物。在這些情況下，數(shù)據(jù)傳感器可以使發(fā)射機(jī)減少或終止功率波，或者重新指引功率波(例如，以避免障礙物)或如上所述的其他響應(yīng)。

此外，用于形成能量口袋的系統(tǒng)包括安全措施，以利用對(duì)能量口袋附近的人類或其他生物或敏感物體的可靠檢測，來解決傳輸場內(nèi)的實(shí)體(諸如物體)可以與其干涉的情況。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器檢測已經(jīng)被標(biāo)記為從功率波的軌跡中的無線功率發(fā)射的接收中被排除的無生物物體或其他實(shí)體(在以下討論中被稱作物體)。在這些情況下，傳感器可以使發(fā)射機(jī)減少或終止功率波，以重新指引功率波遠(yuǎn)離所標(biāo)記的物體，和/或諸如激活報(bào)警器的其他安全措施。所標(biāo)記的無生物物體可以包括例如與傳感器接收干涉的障礙物、和嬰兒或幼兒所占用的物體，諸如兒童床。

為了使發(fā)射機(jī)能夠檢測并確認(rèn)用戶希望從無線功率的接收中排除的物體，用戶可以向發(fā)射機(jī)機(jī)傳遞標(biāo)記信息以在發(fā)射機(jī)的映射存儲(chǔ)器中記錄。例如，用戶可以經(jīng)由與發(fā)射機(jī)的控制器通信的用戶設(shè)備、經(jīng)由用戶設(shè)備的圖形用戶界面(GUI)來提供標(biāo)記信息。示例性的標(biāo)記信息包括用于電子設(shè)備的位置數(shù)據(jù)，位置數(shù)據(jù)可以包括空間中包含物體的區(qū)域的一維坐標(biāo)、在空間中包含物體的區(qū)域的二維(2D)坐標(biāo)、或空間中包含物體的區(qū)域的三維(3D)坐標(biāo)。

此外，可以通過利用傳感器來掃描無線功率系統(tǒng)的傳輸場來檢測這樣的物體而提供用于待從無線功率的接收中排除的物體的標(biāo)記信息。利用傳感器進(jìn)行的掃描動(dòng)態(tài)地維護(hù)發(fā)射機(jī)的映射存儲(chǔ)器，例如，以更新如上所述那樣之前經(jīng)由用戶設(shè)備而被提供到映射存儲(chǔ)器的標(biāo)記信息。在實(shí)施例中，使用熱電傳感器、超聲傳感器、毫米波傳感器和功率傳感器或其他傳感器技術(shù)中的一種或多種來周期性地掃描無線功率系統(tǒng)的傳輸場以檢測傳感器響應(yīng)，傳感器響應(yīng)指示待從無線功率的接收中排除的物體的更新后的標(biāo)記信息。

傳感器可以檢測由無線充電系統(tǒng)所伺服的二維或三維空間(即，傳輸場)內(nèi)的各種狀況，諸如敏感物體或被標(biāo)記的物體的存在。結(jié)合無線充電系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)進(jìn)行操作，傳感器和發(fā)射機(jī)可以執(zhí)行通過動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生、調(diào)整和/或終止由發(fā)射機(jī)生成的功率波來提供安全、可靠和有效的無線功率的各種方法。如在本文中進(jìn)一步詳述的那樣，當(dāng)確定用于功率波的適當(dāng)?shù)牟ㄐ翁匦詴r(shí)，發(fā)射機(jī)可以計(jì)算匯聚以在傳輸場內(nèi)的預(yù)定位置處形成能量口袋的那些功率波的功率水平。這些功率水平的測量可以包括例如功率密度(W/m2)和/或電場水平(V/m)，盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到其他測量也是可行的。

A.傳感器識(shí)別設(shè)備和調(diào)整功率波

圖6示出了使用傳感器數(shù)據(jù)來自動(dòng)識(shí)別和調(diào)整無線功率發(fā)射系統(tǒng)的工作狀況的無線功率發(fā)射的示例方法600的執(zhí)行步驟。

在第一步驟601處，發(fā)射機(jī)計(jì)算傳輸場內(nèi)的預(yù)定位置的功率波，傳輸場可以是從無線功率系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)接收無線功率服務(wù)的二維或三維空間。發(fā)射機(jī)可以計(jì)算在發(fā)射機(jī)的操作起動(dòng)期間用于預(yù)定位置的功率波，或者可以計(jì)算在發(fā)射機(jī)的正在進(jìn)行的無線功率發(fā)射期間用于預(yù)定位置的功率波。在一些實(shí)施方式中，發(fā)射機(jī)計(jì)算預(yù)定位置的功率波，用于在預(yù)定位置處形成能量口袋。如本文所公開的那樣，在計(jì)算功率波時(shí)，發(fā)射機(jī)可以計(jì)算在三維空間中匯聚以在預(yù)定位置處形成一個(gè)或多個(gè)第一能量口袋的功率波的功率水平，諸如功率密度(W/m2)和/或電場水平(V/m)。

在該步驟601的一些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)的針對(duì)預(yù)定位置的計(jì)算功率波被包括在映射數(shù)據(jù)或熱圖數(shù)據(jù)中，被用于確定由發(fā)射機(jī)發(fā)射的用于功率波的口袋形成位置。熱圖數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在由發(fā)射機(jī)維護(hù)的映射數(shù)據(jù)庫中，或者可以被維護(hù)于發(fā)射機(jī)外部所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫中，諸如在與發(fā)射機(jī)通信的服務(wù)器處存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫。在實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)將所計(jì)算出的功率波與預(yù)定位置處的傳輸場的位置坐標(biāo)(例如，三維或二維坐標(biāo))相關(guān)聯(lián)。

在該步驟601的附加的或替換的實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)發(fā)射在傳輸場中匯聚以在預(yù)定位置處形成一個(gè)或多個(gè)第一能量口袋的功率波、以及匯聚以在第二位置處形成一個(gè)或多個(gè)第二能量口袋的功率發(fā)射信號(hào)，第二位置與預(yù)定位置分離。在實(shí)施例中，功率波生成旁波瓣，這導(dǎo)致第二能量口袋(有時(shí)，第二能量口袋是不期望的)的形成。在實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)第一能量口袋的預(yù)定位置和第二能量口袋的第二位置兩者均被包括在形成發(fā)射機(jī)的位置的口袋的熱圖中。在這樣的旁波瓣導(dǎo)致不期望的第二能量口袋的情況下，用于第二能量口袋的位置數(shù)據(jù)可以被用于在第二能量口袋的位置處生成零(即，匯聚功率波以產(chǎn)生破壞性的干涉)。

在接下來的步驟603中，傳感器可以向發(fā)射機(jī)傳遞與功率傳輸場內(nèi)的狀況有關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，傳感器傳遞與系統(tǒng)的不安全的或被禁止的操作狀況(例如，在特定位置處發(fā)射的功率波的功率水平會(huì)超過可允許的量)有關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器傳遞與傳輸場內(nèi)的生物或敏感物體的存在有關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)。在另一實(shí)施例中，傳感器將與待從功率波的接收中排除的一個(gè)或多個(gè)物體的存在有關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)。例如，可以存在如下實(shí)例：不管人是否當(dāng)前被特定位置處的傳感器所檢測到；總共地避免向特定位置發(fā)射功率波可能是優(yōu)選的。

在步驟603的實(shí)施例中，傳感器獲取與生物或物體有關(guān)的位置相關(guān)信息并將位置相關(guān)信息傳遞到發(fā)射機(jī)。在實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器獲取與所檢測到的生物或物體距一個(gè)或多個(gè)傳感器的距離有關(guān)的信息。在另一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器基于一系列在不同時(shí)間指示生物或物體的存在的數(shù)據(jù)來獲取指示生物或物體的運(yùn)動(dòng)的信息。在步驟603的另一實(shí)施例中，傳感器獲取并傳遞生物或物體的位置相關(guān)信息和至少一個(gè)非位置屬性。在實(shí)施例中，生物或物體的至少一個(gè)非位置屬性包括如下中的一種或多種：熱電傳感器響應(yīng)、光學(xué)傳感器響應(yīng)、超聲傳感器響應(yīng)和毫米波傳感器響應(yīng)。

在步驟605處，發(fā)射機(jī)基于在之前的步驟603處所獲取并傳遞的傳感器數(shù)據(jù)來確定是否調(diào)整用于預(yù)定位置的功率波。在實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)將在之前的步驟603中由傳感器識(shí)別的生物或物體的位置數(shù)據(jù)與預(yù)定位置的一維、二維或三維坐標(biāo)進(jìn)行比較。在實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)對(duì)著用于安全操作的一個(gè)或多個(gè)最大可允許的功率水平來比較如在之前的步驟601處計(jì)算出的匯聚在或被設(shè)置為匯聚在預(yù)定位置處的功率波的功率水平(例如，功率密度(W/m2)、電場水平(V/M))。

在步驟605的另一實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)對(duì)著指示待從功率波的接收中排除的物體的標(biāo)記信息來比較與一個(gè)或多個(gè)物體有關(guān)的物體檢測數(shù)據(jù)，并且可以被存儲(chǔ)為映射數(shù)據(jù)或傳感器數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，指示待從功率波的接收中排除的物體的標(biāo)記信息之前由用戶設(shè)備傳遞到了發(fā)射機(jī)，用戶設(shè)備諸如執(zhí)行與無線功率充電系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的軟件應(yīng)用的智能電話或工作站計(jì)算機(jī)。在另一實(shí)施例中，在針對(duì)物體(例如，敏感物體和/或接收機(jī))而掃描傳輸場的同時(shí)，由一個(gè)或多個(gè)傳感器將與待從功率波的接收中排除的物體有關(guān)的標(biāo)記信息提供到了發(fā)射機(jī)。在另一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器獲得傳輸場內(nèi)的各個(gè)區(qū)域處的傳感器的敏感度的測量，并且將敏感度的測量傳遞到發(fā)射機(jī)。由傳感器處理器或發(fā)射機(jī)處理器將在傳輸場中的、傳感器具有低傳感器敏感度測量的區(qū)域標(biāo)記為待從功率波的接收中被排除。

在接下來的步驟607處，在確定用于發(fā)射功率波的功率水平之后，發(fā)射機(jī)對(duì)天線進(jìn)行校準(zhǔn)并基于在之前的步驟605處進(jìn)行的確定來發(fā)射功率波。在該確定沒有檢測到不安全的或被禁止的狀況的情況下，則在步驟607中發(fā)射的功率波可以具有在之前的步驟605處最初計(jì)算的波形特性(例如，功率水平)。在另一方面，在確定檢測到不安全的或被禁止的狀況的情況下，在步驟607中發(fā)射的功率波可以被終止發(fā)射或者它們可以具有如按照需要根據(jù)步驟601處計(jì)算出的功率波而調(diào)整的更新后的波形特性。在各個(gè)實(shí)施例中，不安全的或被禁止的狀況可以是與生物或敏感物體的位置有關(guān)的信息，該信息指示生物或敏感物體位于預(yù)定位置(例如，能量口袋的位置)的附近(例如，接觸預(yù)定位置、鄰近預(yù)定位置或預(yù)定位置附近)，或者不安全的或被禁止的狀況可以是物體檢測數(shù)據(jù)，物體檢測數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于標(biāo)簽信息，標(biāo)簽信息與待從能量波的接收中排除的物體有關(guān)。

在步驟607的實(shí)施例中，當(dāng)步驟605處的確定識(shí)別不安全的或被禁止的狀況時(shí)，發(fā)射機(jī)減少預(yù)定位置處的功率波的功率水平。在另一實(shí)施例中，當(dāng)步驟605處的確定識(shí)別不安全的或被禁止的狀況時(shí)，發(fā)射機(jī)終止到預(yù)定位置處的功率波的發(fā)射。在另一實(shí)施例中，當(dāng)步驟605處的確定識(shí)別不安全的或被禁止的狀況時(shí)，發(fā)射機(jī)調(diào)整功率波的特性以減少由功率波在預(yù)定位置處提供的能量大小。在另一實(shí)施例中，當(dāng)步驟605處的確定識(shí)別在傳輸場中的特定位置處的不安全的或被禁止的狀況時(shí)，發(fā)射機(jī)可以調(diào)整功率波的特性，或者調(diào)整發(fā)射機(jī)的天線陣列，以重新指引圍繞該特定位置的功率波。附加地或可替換地，當(dāng)基于從與發(fā)射機(jī)相關(guān)聯(lián)的傳感器接收的傳感器數(shù)據(jù)、發(fā)射機(jī)在步驟605處識(shí)別不安全的或被禁止的狀況時(shí)，發(fā)射機(jī)可以激活報(bào)警器。

在當(dāng)前的步驟607中發(fā)射的最初計(jì)算的或調(diào)整的功率波可以是匯聚為建設(shè)性的干涉圖案的RF波，其最終可以形成能量口袋，能量口袋可以被接收機(jī)的天線所攔截或以另外的方式被接收。接收機(jī)可以對(duì)RF波進(jìn)行整流以然后將經(jīng)整流的RF波轉(zhuǎn)換為恒定的直流電壓，直流電壓可以被用于為電子設(shè)備充電或供電。

B.適應(yīng)性地調(diào)整正在進(jìn)行的功率充電的功率波

圖7示出了在由無線功率系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)正在進(jìn)行的功率波發(fā)射期間保護(hù)生物和其他敏感物體的無線功率發(fā)射示例性方法700的步驟。無線功率系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)可以包括傳感器，傳感器檢測生物或敏感物體是否位于一個(gè)或多個(gè)能量口袋、功率波和/或發(fā)射機(jī)附近。在這些情況下，由傳感器生成的傳感器數(shù)據(jù)可以使發(fā)射機(jī)減少或終止功率波的功率水平以及多個(gè)附加或可替換的動(dòng)作。

在第一步驟701處，發(fā)射機(jī)向預(yù)定位置發(fā)射功率波。如所提到的那樣，在該步驟701發(fā)射的功率波可以匯聚成三維建設(shè)性干涉圖案，最終在預(yù)定位置處形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋。預(yù)定位置可以被包括在用于確定在傳輸場中何處發(fā)射功率波的映射數(shù)據(jù)中，映射數(shù)據(jù)諸如傳感器數(shù)據(jù)或熱圖數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施方式，包含預(yù)定位置的映射數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)發(fā)射機(jī)內(nèi)部或外部的映射存儲(chǔ)器中。在一些實(shí)施方式中，可以由發(fā)射機(jī)處理器或傳感器處理器實(shí)時(shí)地或接近實(shí)時(shí)地生成映射數(shù)據(jù)。此外，在一些實(shí)施方式中，可以從用戶設(shè)備通過與無線充電系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的軟件應(yīng)用來提供包含預(yù)定位置的映射數(shù)據(jù)。

在步驟701的一些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)發(fā)射匯聚在傳輸場中以在預(yù)定位置處形成能量口袋的功率波，并且還發(fā)射匯聚以在傳輸場中的第二位置處形成第二能量口袋的功率波，第二位置與用于第一能量口袋的預(yù)定位置分離。即，在一些實(shí)例中，功率波可以導(dǎo)致功率波的旁波瓣的生成，這導(dǎo)致除了在預(yù)定位置處生成的第一能量口袋之外還形成一個(gè)或多個(gè)第二能量口袋。在一些實(shí)施方式中，用于第一能量口袋的預(yù)定位置和具有第二能量口袋的第二位置兩者均被包括在映射數(shù)據(jù)(例如，傳感器數(shù)據(jù)、熱圖數(shù)據(jù))中，跟蹤針對(duì)發(fā)射機(jī)的形成口袋的位置。盡管可以采用波形生成和發(fā)射技術(shù)來避免或減少旁波瓣的形成，但是當(dāng)這些及其他類型的第二能量口袋存在于傳輸場中時(shí)，本文所公開的無線功率發(fā)射的各個(gè)實(shí)施例(諸如示例性方法700)可以智能地保護(hù)生物和敏感物體。

在接下來的步驟703處，一個(gè)或多個(gè)傳感器獲取指示生物或敏感物體的存在的原始傳感器數(shù)據(jù)，然后將原始的或經(jīng)處理的傳感器數(shù)據(jù)傳遞到發(fā)射機(jī)。在實(shí)施例中，傳感器可以獲取并傳遞與生物或敏感物體有關(guān)的位置相關(guān)信息。在實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器獲取生物或敏感物體的位置相關(guān)信息以及至少一個(gè)非位置屬性并將其傳遞到發(fā)射機(jī)。在實(shí)施例中，生物或敏感物體的至少一個(gè)非位置屬性包括如下中的一種或多種：熱電傳感器響應(yīng)、光學(xué)傳感器響應(yīng)、超聲傳感器響應(yīng)和毫米波傳感器響應(yīng)。

在實(shí)施例中，第一傳感器位于發(fā)射機(jī)上的第一位置處，而第二傳感器位于發(fā)射機(jī)上的與第一位置分離的第二位置處。第一傳感器和第二傳感器獲取指示生物或敏感物體的存在的立體數(shù)據(jù)。

在實(shí)施例中，第一傳感器提供指示生物或敏感物體的存在的第一類型數(shù)據(jù)，而第二傳感器提供指示生物或敏感物體的存在的第二類型數(shù)據(jù)。對(duì)混和傳感器類型的使用大體上改進(jìn)了目標(biāo)辨別。在實(shí)施例中，第一類型數(shù)據(jù)和第二類型數(shù)據(jù)中的至少一種指示生物或敏感物體的三維空間中的位置。

在實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器獲取人類辨識(shí)傳感器數(shù)據(jù)并將其傳遞到發(fā)射機(jī)，人類辨識(shí)傳感器數(shù)據(jù)包括如下中的一種或多種：人體溫度數(shù)據(jù)、紅外測距儀數(shù)據(jù)、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、活動(dòng)辨識(shí)數(shù)據(jù)、輪廓數(shù)據(jù)、姿勢(shì)數(shù)據(jù)、心率數(shù)據(jù)、便攜式設(shè)備數(shù)據(jù)和可穿戴設(shè)備數(shù)據(jù)。附加地或可替換地，獲取指示生物或敏感物體的存在的傳感器數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)傳感器可以包括如下中的一種或多種：無源傳感器、有源傳感器和智能傳感器。傳感器可以包括如下中的一種或多種：紅外傳感器、熱電傳感器、超聲傳感器、激光傳感器、光學(xué)傳感器、多普勒傳感器、加速度傳感器、微波傳感器、毫米波傳感器、諧振LC傳感器和射頻駐波傳感器。

在接下來的步驟705處，發(fā)射機(jī)從傳感器或映射存儲(chǔ)器獲得傳感器數(shù)據(jù)，傳感器數(shù)據(jù)包括如由傳感器所生成的指示生物或敏感物體的存在的原始的或經(jīng)處理的傳感器數(shù)據(jù)所指示的、與生物或敏感物體對(duì)應(yīng)的位置相關(guān)信息。作為示例，一個(gè)或多個(gè)傳感器可以獲取指示生物或敏感物體的存在的原始傳感器數(shù)據(jù)，對(duì)原始傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后生成傳感器數(shù)據(jù)，該傳感器數(shù)據(jù)包含指示生物或敏感物體距一個(gè)或多個(gè)傳感器或發(fā)射機(jī)的距離的信息。

在另一實(shí)施例中，第一傳感器位于發(fā)射機(jī)上的第一位置處，而第二傳感器位于發(fā)射機(jī)上的與第一位置分離的第二位置處。在步驟705中，發(fā)射機(jī)基于位于發(fā)射機(jī)上的各分離的位置處的第一傳感器和第二傳感器所獲取的數(shù)據(jù)來獲得與生物或敏感物體有關(guān)的立體位置數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，在步驟705中，發(fā)射機(jī)將距離信息與諸如立體傳感器數(shù)據(jù)的其他信息結(jié)合，以便確定生物或敏感物體與如下位置的鄰近：用于功率波的預(yù)定位置，或傳輸場內(nèi)的應(yīng)當(dāng)避免功率波的發(fā)射的其他位置。

在另一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)傳感器可以獲取原始傳感器數(shù)據(jù)，或基于一系列在不同時(shí)間的指示生物或敏感物體的存在的數(shù)據(jù)來生成經(jīng)處理的傳感器數(shù)據(jù)，經(jīng)處理的傳感器數(shù)據(jù)包含指示傳輸場中的生物或敏感物體的位移或運(yùn)動(dòng)的信息。在步驟705中，發(fā)射機(jī)使用該運(yùn)動(dòng)信息來感測生物或敏感物體相對(duì)于預(yù)定位置的移動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，在步驟705中，一個(gè)或多個(gè)傳感器、發(fā)射機(jī)或兩者可以對(duì)指示生物或敏感物體的存在的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，以消除或最小化錯(cuò)誤的假陽性(即，對(duì)生物或敏感物體的存在的錯(cuò)誤指示)。該過濾可以按照需要來查詢、變更和/或去除與生物或敏感物體的位置有關(guān)的信息。作為示例，熱電傳感器的傳感器處理器可以將過濾技術(shù)應(yīng)用于在發(fā)射機(jī)的傳輸場內(nèi)檢測到的與外來熱源相關(guān)聯(lián)的熱電傳感器數(shù)據(jù)。在該示例中，過濾可以從指示生物或敏感物體的傳感器數(shù)據(jù)中排除與外來熱源對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)。

在接下來的步驟707處，發(fā)射機(jī)基于在映射數(shù)據(jù)或傳感器數(shù)據(jù)中識(shí)別的與生物或敏感物體相關(guān)聯(lián)的位置數(shù)據(jù)來確定是否要調(diào)整功率波的特性。發(fā)射機(jī)對(duì)著與預(yù)定位置相關(guān)聯(lián)的平面坐標(biāo)(例如，一維坐標(biāo)、二維坐標(biāo)、三維坐標(biāo)、極坐標(biāo))來比較在之前的步驟705處獲得的用于生物或敏感物體的位置數(shù)據(jù)，其中用于預(yù)定位置的坐標(biāo)可以被存儲(chǔ)在無線充電系統(tǒng)或發(fā)射機(jī)的映射存儲(chǔ)器中。在實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)對(duì)著用于生物或敏感物體的一個(gè)或多個(gè)最大可允許的功率水平來比較由功率波在預(yù)定位置處生成的功率水平(例如，功率密度(W/m2)和/或電場水平(V/m))，該功率水平可以是在之前的步驟701處計(jì)算出的功率水平。

在一些實(shí)施方式中，在步驟707中，發(fā)射機(jī)可以使用與生物或敏感物體相關(guān)聯(lián)的傳感器數(shù)據(jù)中的位置數(shù)據(jù)來將安全技術(shù)應(yīng)用于對(duì)是否調(diào)整功率波的確定。一種安全技術(shù)是包括超過對(duì)最大可允許功率水平或?qū)MF暴露的監(jiān)管限制或其他限制的誤差的界限(例如，10％-20％的界限)，以確保生物或敏感物體不被暴露于該限制處或該限制附近的功率水平。第二安全技術(shù)涉及對(duì)是否以及如何調(diào)整功率波的特性的多階段確定。例如，在第一階段，由傳感器生成的位置數(shù)據(jù)可以指示生物或敏感物體朝著能量口袋的位置的移動(dòng)，導(dǎo)致確定要減少功率波的功率水平(即，預(yù)見生物或敏感物體進(jìn)入能量口袋)。在第二階段，位置數(shù)據(jù)可以指示生物或敏感物體到達(dá)能量口袋位置處，導(dǎo)致確定要終止功率波。

在接下來的步驟709處，如果發(fā)射機(jī)在之前的步驟707處基于與生物或敏感物體相關(guān)聯(lián)的傳感器數(shù)據(jù)中的位置數(shù)據(jù)來確定要調(diào)整功率波，則發(fā)射機(jī)可以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作。在一些情況下，當(dāng)發(fā)射機(jī)在之前的步驟707處確定要調(diào)整功率波時(shí)，發(fā)射機(jī)減少預(yù)定位置處的功率波的功率水平。在一些情況下，當(dāng)發(fā)射機(jī)在之前的步驟707處確定要調(diào)整或終止功率波時(shí)，發(fā)射機(jī)終止向預(yù)定位置發(fā)射功率波。在一些情況下，當(dāng)發(fā)射機(jī)在之前的步驟707處確定要調(diào)整功率波時(shí)，發(fā)射機(jī)減少在預(yù)定位置處的功率波的能量大小。在一些實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)射機(jī)在之前的步驟707處確定要調(diào)節(jié)功率波時(shí)，發(fā)射機(jī)重新指引圍繞生物或敏感物體的功率波的發(fā)射。附加地或可替換地，當(dāng)發(fā)射機(jī)在之前的步驟707處確定要調(diào)節(jié)功率波時(shí)，發(fā)射機(jī)可以激活發(fā)射機(jī)或無線充電系統(tǒng)的報(bào)警器。

C.對(duì)要避開的物體進(jìn)行標(biāo)記

圖8示出了一種無線功率發(fā)射方法，在該方法中，在由發(fā)射機(jī)正在進(jìn)行的功率波發(fā)射期間，傳感器通過檢測一個(gè)或多個(gè)物體來獲取物體檢測數(shù)據(jù)，一個(gè)或多個(gè)物體可以是諸如功率發(fā)射的障礙物的無生物物體。發(fā)射機(jī)對(duì)物體檢測數(shù)據(jù)與同待從功率波的接收中排除的實(shí)體有關(guān)的標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行比較，并且基于該比較，確定是否要調(diào)整功率波的發(fā)射。

在步驟801處，發(fā)射機(jī)將功率波發(fā)射到預(yù)定位置。在實(shí)施例中，在該步驟處發(fā)射的功率波以三維圖案匯聚以在預(yù)定位置處形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋。

在步驟803處，至少一個(gè)傳感器獲取指示一個(gè)或多個(gè)物體的存在的物體檢測數(shù)據(jù)并且將物體檢測數(shù)據(jù)傳遞到發(fā)射機(jī)。在實(shí)施例中，物體檢測數(shù)據(jù)包括用于一個(gè)或多個(gè)物體的位置相關(guān)信息。在實(shí)施例中，物體檢測數(shù)據(jù)包括用于一個(gè)或多個(gè)物體的位置相關(guān)信息、以及用于一個(gè)或多個(gè)物體的至少一個(gè)非位置屬性。在實(shí)施例中，至少一個(gè)傳感器包括如下中的一種或多種：無源傳感器、有源傳感器和智能傳感器。在實(shí)施例中，至少一個(gè)傳感器包括如下中的一種或多種：紅外傳感器、熱電傳感器、超聲傳感器、激光傳感器、光學(xué)傳感器、多普勒傳感器、加速度計(jì)、微波傳感器、毫米波傳感器、諧振LC傳感器和射頻駐波傳感器。

在步驟805處，發(fā)射機(jī)通過對(duì)物體檢測數(shù)據(jù)與同待從功率波的接收中排除的實(shí)體有關(guān)的標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行比較，來確定是否要調(diào)整功率波的發(fā)射。在實(shí)施例中，之前由用戶將用于待從功率波的接收中排除的物體的標(biāo)識(shí)信息傳遞到發(fā)射機(jī)，以用于存儲(chǔ)在發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)庫中。標(biāo)識(shí)信息可以包括與待從功率波的接收中排除的物體的位置有關(guān)的信息，并且可以包括與待從功率波的接收中排除的物體有關(guān)的非位置信息。用戶可以使用與發(fā)射機(jī)通信的計(jì)算機(jī)設(shè)備上的圖形用戶界面(GUI)(諸如標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器)來提供標(biāo)識(shí)信息。計(jì)算機(jī)設(shè)備可以是例如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、PDA、智能電話和/或可以接收、處理和/或發(fā)射數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的別的類型的處理器控制的設(shè)備。計(jì)算機(jī)設(shè)備可以被配置為從應(yīng)用商店下載圖形用戶界面以與發(fā)射機(jī)通信。

在另一實(shí)施例中，由至少一個(gè)傳感器經(jīng)由對(duì)用于無線功率發(fā)射的傳輸場進(jìn)行掃描以檢測標(biāo)識(shí)信息而將用于待從功率波的接收中排除的物體的標(biāo)識(shí)信息提供到發(fā)射機(jī)。

在實(shí)施例中，用于待從功率波的接收中排除的實(shí)體的標(biāo)識(shí)信息包括空間中包含實(shí)體的區(qū)域的一維坐標(biāo)、空間中包含實(shí)體的區(qū)域的二維坐標(biāo)、或空間中包含實(shí)體的區(qū)域的三維坐標(biāo)。

在實(shí)施例中，物體檢測數(shù)據(jù)包括用于一個(gè)或多個(gè)物體的位置相關(guān)信息、以及一個(gè)或多個(gè)物體的至少一個(gè)非位置屬性。在實(shí)施例中，至少一個(gè)非位置屬性包括如下中的一種或多種：指定設(shè)備的熱電傳感器響應(yīng)、光學(xué)傳感器響應(yīng)、超聲傳感器響應(yīng)、毫米波傳感器響應(yīng)、和一個(gè)或多個(gè)物體的功率傳感器響應(yīng)。

在實(shí)施例中，至少一個(gè)傳感器獲得空間中的各個(gè)區(qū)域處的傳感器的敏感度測量，并且將這些敏感度測量傳遞到發(fā)射機(jī)?？臻g中具有傳感器的低敏感度測量的區(qū)域由發(fā)射機(jī)標(biāo)記為待從功率波的接收中排除。該動(dòng)態(tài)掃描方法避免了將功率波發(fā)射到空間中的如下區(qū)域中：在該區(qū)域中，阻礙傳感器進(jìn)行檢測、或者傳感器以其他方式不能檢測無線功率發(fā)射系統(tǒng)的不安全或被禁止的狀況。

在實(shí)施例中，物體檢測數(shù)據(jù)包括用于一個(gè)或多個(gè)物體的位置相關(guān)信息，以及標(biāo)識(shí)信息包括待從功率波的接收中排除的實(shí)體的坐標(biāo)。在確定是否要調(diào)整功率波的發(fā)射時(shí)，發(fā)射機(jī)確定位置相關(guān)信息是否指示一個(gè)或多個(gè)物體貼近待從功率波的接收中排除的實(shí)體的坐標(biāo)。

在步驟807處，如果發(fā)射機(jī)在步驟805處確定要調(diào)整功率波的發(fā)射，則發(fā)射機(jī)減少功率水平，終止功率波的發(fā)射，或者重新指引功率波。在實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)射機(jī)在步驟805處確定要調(diào)整功率波時(shí)，發(fā)射機(jī)減少預(yù)定位置處的功率波的功率水平。在另一實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)射機(jī)在步驟805處確定要調(diào)整功率波時(shí)，發(fā)射機(jī)終止向預(yù)定位置的功率波發(fā)射。在另一實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)射機(jī)在步驟805處確定要調(diào)整功率波時(shí)，發(fā)射機(jī)減少在預(yù)定位置處的功率波的能量。在另一實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)射機(jī)在步驟805處確定要調(diào)整功率波時(shí)，發(fā)射機(jī)重新指引功率波。此外，當(dāng)發(fā)射機(jī)在步驟805處確定要調(diào)整功率波時(shí)，發(fā)射機(jī)可以激活報(bào)警器。

D.利用傳感器來識(shí)別接收機(jī)

如之前所提到的那樣，在一些實(shí)施方式中，傳感器可以被配置為識(shí)別傳輸場中應(yīng)當(dāng)從發(fā)射機(jī)接收功率波的接收機(jī)。在這樣的實(shí)施方式中，發(fā)射機(jī)可以收集傳輸場中的用于接收機(jī)的映射數(shù)據(jù)，作為對(duì)典型地由發(fā)射機(jī)用來識(shí)別接收機(jī)的通信部件的替代方式或補(bǔ)充。作為示例，當(dāng)接收機(jī)和/或發(fā)射機(jī)無權(quán)訪問通信部件時(shí)，識(shí)別接收機(jī)的替代或附加解決方案可以由發(fā)射機(jī)來實(shí)施。

圖9示出了對(duì)選出(例如，由用戶選出)為從無線功率系統(tǒng)接收功率的電氣設(shè)備進(jìn)行供電或充電的無線功率發(fā)射的方法。例如，圖9的方法可以向諸如報(bào)警器時(shí)鐘或煙霧報(bào)警器的電氣設(shè)備發(fā)射無線功率，該電氣設(shè)備不包括將通信信號(hào)發(fā)射到發(fā)射機(jī)以便實(shí)時(shí)地或近實(shí)時(shí)地交換數(shù)據(jù)的通信部件。在該方法中，傳感器檢測電氣設(shè)備并且將裝置檢測數(shù)據(jù)傳遞到發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)參照發(fā)射機(jī)的包括用于一個(gè)或多個(gè)這樣的指定設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息的數(shù)據(jù)庫，來確定裝置檢測數(shù)據(jù)是否對(duì)應(yīng)于被選出為從發(fā)射機(jī)接收功率的指定設(shè)備?；谠摯_定，發(fā)射機(jī)可以發(fā)射功率波，該功率波匯聚以在與被選出為接收無線功率發(fā)射的指定設(shè)備對(duì)應(yīng)的任何所檢測到的電氣設(shè)備的位置處形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋。

在步驟901處，至少一個(gè)傳感器獲取指示電氣裝置的存在的裝置檢測數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，裝置檢測數(shù)據(jù)包括關(guān)于電氣裝置的位置的信息。在另一實(shí)施例中，裝置檢測數(shù)據(jù)包括關(guān)于電氣裝置的位置的信息、以及用于電氣裝置的至少一個(gè)非位置屬性。在實(shí)施例中，至少一個(gè)傳感器包括如下中的一種或多種：熱電傳感器、光學(xué)傳感器、超聲傳感器、毫米波傳感器和功率傳感器以及其他傳感器技術(shù)。

在步驟903處，發(fā)射機(jī)確定在步驟901處獲取的裝置檢測數(shù)據(jù)是否對(duì)應(yīng)于被選出為從發(fā)射機(jī)接收功率的指定設(shè)備。在實(shí)施例中，之前由用戶將用于被選出為從發(fā)射機(jī)接收功率的一個(gè)或多個(gè)指定設(shè)備的標(biāo)識(shí)信息傳遞到發(fā)射機(jī)，以用于存儲(chǔ)在發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)庫中。標(biāo)識(shí)信息可以包括與一個(gè)或多個(gè)指定設(shè)備的位置有關(guān)的信息，并且可以包括與指定設(shè)備有關(guān)的非位置信息。用戶可以使用與發(fā)射機(jī)通信的計(jì)算機(jī)設(shè)備上的圖形用戶界面(GUI)(諸如標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器)來提供標(biāo)識(shí)信息。計(jì)算機(jī)設(shè)備可以是例如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、PDA、智能電話和/或可以接收、處理和/或發(fā)射數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的別的類型的處理器控制的設(shè)備。計(jì)算機(jī)設(shè)備可以被配置為從應(yīng)用商店下載圖形用戶界面以與發(fā)射機(jī)通信。

在實(shí)施例中，裝置檢測數(shù)據(jù)包括關(guān)于電氣裝置的位置的信息，并且發(fā)射機(jī)將該信息與之前存儲(chǔ)的空間中包含指定設(shè)備的區(qū)域的一維坐標(biāo)、空間中包含該指定設(shè)備的區(qū)域的二維坐標(biāo)、或空間中包含該指定設(shè)備的區(qū)域的三維坐標(biāo)進(jìn)行比較。在示例中，發(fā)射機(jī)對(duì)著之前在耦合到發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)記錄來比較指示在傳輸場內(nèi)的坐標(biāo)處的電氣裝置(例如，掛鐘)的位置的裝置檢測數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)記錄包含用于被選出為從發(fā)射機(jī)接收功率的指定設(shè)備的數(shù)據(jù)?；陔姎庋b置的位置與之前存儲(chǔ)的傳輸場坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)性，發(fā)射機(jī)確定電氣裝置對(duì)應(yīng)于掛鐘，并且因此掛鐘應(yīng)當(dāng)在特定坐標(biāo)處從發(fā)射機(jī)接收功率波。

在實(shí)施例中，裝置檢測數(shù)據(jù)包括關(guān)于電氣裝置的位置的信息、以及電氣裝置的至少一個(gè)非位置屬性。在實(shí)施例中，至少一個(gè)非位置屬性包括如下中的一種或多種：指定設(shè)備的熱電傳感器響應(yīng)、光學(xué)傳感器響應(yīng)、超聲傳感器響應(yīng)、毫米波傳感器響應(yīng)、以及指定設(shè)備的功率傳感器響應(yīng)。在非位置屬性的示例中，裝置檢測數(shù)據(jù)包括諸如RFID標(biāo)記的標(biāo)識(shí)符，并且發(fā)射機(jī)將該標(biāo)識(shí)符與之前在發(fā)射機(jī)中存儲(chǔ)的指定設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)符進(jìn)行比較。基于裝置檢測數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)符和指定設(shè)備的之前存儲(chǔ)的唯一標(biāo)識(shí)符之間的對(duì)應(yīng)性，發(fā)射機(jī)確定電氣裝置對(duì)應(yīng)于指定設(shè)備。在該實(shí)例中，發(fā)射機(jī)可以進(jìn)行要將功率發(fā)射到電氣設(shè)備的確定，即使電氣裝置可能已經(jīng)移動(dòng)到與之前在發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的指定設(shè)備的位置不同的位置。

在實(shí)施例中，裝置檢測數(shù)據(jù)包括關(guān)于電氣裝置的位置的信息，并且除了執(zhí)行確定步驟903之外，發(fā)射機(jī)還存儲(chǔ)與電氣裝置的位置對(duì)應(yīng)的映射信息，以用于未來的參照。在實(shí)施例中，裝置檢測數(shù)據(jù)包括關(guān)于電氣裝置的位置的信息，并且除了執(zhí)行確定步驟903之外，發(fā)射機(jī)還更新與電氣裝置的位置對(duì)應(yīng)的之前存儲(chǔ)的映射信息。

在步驟903的實(shí)施例中，在確定裝置檢測數(shù)據(jù)是否對(duì)應(yīng)于指定設(shè)備時(shí)，發(fā)射機(jī)進(jìn)一步確定用于指定設(shè)備的標(biāo)識(shí)和屬性信息，標(biāo)識(shí)和屬性信息包括如下中的一種或多種：指定設(shè)備的功率使用水平、指定設(shè)備的功率使用持續(xù)時(shí)間、指定設(shè)備的功率時(shí)間表、和指定設(shè)備的認(rèn)證憑證。

在步驟905處，如果裝置檢測數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于被選出為從發(fā)射機(jī)接收功率的指定設(shè)備，則發(fā)射機(jī)發(fā)射功率波以用于由電氣裝置來接收。在實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)確定用于指定設(shè)備的標(biāo)識(shí)和屬性信息，標(biāo)識(shí)和屬性信息可以控制是否或者何時(shí)發(fā)射機(jī)發(fā)射功率波以用于由電氣裝置來接收。標(biāo)識(shí)和屬性信息的示例包括指定設(shè)備的功率使用、指定設(shè)備的功率使用持續(xù)時(shí)間、指定設(shè)備的功率時(shí)間表和指定設(shè)備的認(rèn)證憑證。

在步驟907處，在電氣裝置被連接到接收機(jī)的情況下，接收機(jī)攔截功率波并對(duì)功率波進(jìn)行轉(zhuǎn)換以對(duì)電氣裝置進(jìn)行充電或供電。在實(shí)施例中，功率波是射頻波，射頻波以射頻波的建設(shè)性干涉圖案的形式形成一個(gè)或多個(gè)能量口袋，然后接收機(jī)從所得到的能量口袋中收集能量。此處，接收機(jī)對(duì)來自產(chǎn)生能量口袋的射頻波的能量進(jìn)行整流，并且將經(jīng)整流的射頻波轉(zhuǎn)換為恒定的DC電壓，恒定的DC電壓能夠?qū)﹄姎庋b置進(jìn)行充電或供電。

E.示例性實(shí)施例

在無線功率發(fā)射機(jī)(“發(fā)射機(jī)”)的傳感器子系統(tǒng)的以下示例性實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)可以包括兩個(gè)類型的傳感器：初級(jí)傳感器和次級(jí)傳感器。初級(jí)傳感器可以實(shí)現(xiàn)能夠捕獲并生成位于傳輸場內(nèi)的物體(例如，生物)的溫度或熱信息的傳感器數(shù)據(jù)的任何傳感器技術(shù)，所述任何傳感器技術(shù)可以包括紅外或熱傳感器。次級(jí)傳感器可以利用如下傳感器技術(shù)來進(jìn)行操作：該傳感器技術(shù)的目的為使用可替換的傳感器技術(shù)(諸如超聲傳感器)來測量距發(fā)射機(jī)某一距離和/或發(fā)射機(jī)附近的物體。應(yīng)當(dāng)理解到，在一些實(shí)施例中，對(duì)“初級(jí)”和“次級(jí)”傳感器的提及不總是指示由這些傳感器產(chǎn)生的信息的優(yōu)先級(jí)水平。

繼續(xù)該示例，初級(jí)熱傳感器和次級(jí)距離傳感器可以將模擬數(shù)據(jù)(即，原始傳感器數(shù)據(jù))直接報(bào)告到與對(duì)應(yīng)傳感器相關(guān)聯(lián)的特定應(yīng)用集成電路(ASIC)。ASIC的操作可以由傳感器處理器來控制，傳感器處理器可以是被配置用來控制ASIC的微控制器或處理器。作為示例，在接收到原始傳感器數(shù)據(jù)之后，每個(gè)ASIC然后可以對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化、處理，并且將經(jīng)處理的傳感器傳遞到對(duì)應(yīng)的處理器。ASIC和/或傳感器處理器可以被集成到傳感器組件，或者與傳感器分離某一物理或機(jī)械距離。在一些實(shí)施例中，ASIC和/或傳感器處理器可以使用串行外圍接口(SPI)和/或I2C串行數(shù)字通信接口來傳遞數(shù)據(jù)和命令。并且在一些實(shí)施例中，傳感器處理器和/或初級(jí)和次級(jí)傳感器組件可以被集成到單個(gè)印刷電路板(“傳感器PCB”)中，或者取決于特定機(jī)械要求或不同的系統(tǒng)應(yīng)用需要而可以分離開。在該示例中，傳感器包括具有傳感器處理器和ASIC的單個(gè)PCB。

在操作中，傳感器處理器將與一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)通信經(jīng)處理的傳感器數(shù)據(jù)。例如，處理器可以利用SPI將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)射到主發(fā)射機(jī)的命令控制單元(Command-and-Control-Unit，CCU)。在一些實(shí)施方式中，只有每當(dāng)要求對(duì)系統(tǒng)的安全和有效的操作進(jìn)行優(yōu)化時(shí)才執(zhí)行傳感器PCB到CCU的通信，但同時(shí)維護(hù)最佳資源(例如，功率、存儲(chǔ)器、處理)效率。

i.示例性校準(zhǔn)操作

在第一時(shí)間采樣處(例如，時(shí)間＝0(T0))，第一次或在清除存儲(chǔ)器之后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行上電或初始化。執(zhí)行自測試以確定各部件在低功率水平處是否是可操作的。執(zhí)行次級(jí)測試，次級(jí)測試檢查網(wǎng)絡(luò)連接性和(假設(shè)發(fā)現(xiàn)因特網(wǎng)連接)軟件更新。假設(shè)所有系統(tǒng)都是可操作的并且固件是最新的，傳感器PCB將執(zhí)行會(huì)在小于2秒內(nèi)完成的自校準(zhǔn)。傳感器PCB將是全功能的，并且即使在沒有網(wǎng)絡(luò)連接性的情況下仍能夠完成校準(zhǔn)。網(wǎng)絡(luò)連接性不會(huì)是用于安全和有效的操作的前兆(precursor)。

在一些實(shí)施方式中，當(dāng)同時(shí)滿足若干標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，自校準(zhǔn)可以隨后著手起動(dòng)。作為示例，對(duì)于對(duì)基于熱的技術(shù)進(jìn)行操作的初級(jí)傳感器，傳感器將確定是否沒有感興趣的熱物體(TOoI)存在于視場中以及是否沒有功率接收機(jī)存在于傳輸場中；并且通過CCU來檢測功率接收機(jī)的存在。對(duì)于該示例性實(shí)施例中的次級(jí)傳感器，起動(dòng)準(zhǔn)則要求在執(zhí)行自校準(zhǔn)所需要的最小時(shí)間量內(nèi)發(fā)射機(jī)是固定的，其中在傳輸場內(nèi)沒有感興趣的熱物體存在也沒有檢測到其移動(dòng)。

接下來，當(dāng)在傳輸場中沒有檢測到可能被確定為感興趣的熱物體的事物時(shí)，開始初級(jí)傳感器自校準(zhǔn)處理和增益控制。換言之，傳感器不能檢測到具有可能與生物的存在相匹配的熱和/或形狀輪廓的任何物體，生物包括(但不限于)在傳輸場內(nèi)自由漫步的寵物和任何年齡的人。初級(jí)傳感器然后可以根據(jù)所實(shí)施的技術(shù)來執(zhí)行自校準(zhǔn)處理。

在初級(jí)傳感器的自校準(zhǔn)的示例性方法中，初級(jí)傳感器將通過使用等溫快門來執(zhí)行自校準(zhǔn)，等溫快門在操作時(shí)隨時(shí)覆蓋傳感器的熱攝像裝置陣列的鏡頭或輸入。獨(dú)立的之前校準(zhǔn)的溫度傳感器(例如，NTC或PTC電熱調(diào)節(jié)器，2或4接觸電阻溫度檢測器(RTD)、熱電偶或其他精確的溫度感測器件)與初級(jí)傳感器組件集成，并且盡可能地與鏡頭和輸入快門設(shè)備接近等溫。在等溫快門禁止初級(jí)傳感器輸入時(shí)，外部的溫度感測設(shè)備和熱攝像裝置的整個(gè)像素陣列被讀取。用于每個(gè)熱像素的模擬傳感器值被分析并且被分配到(校準(zhǔn)到)外部(快門-等溫的)溫度感測設(shè)備的溫度讀數(shù)。該模擬到數(shù)字的熱自動(dòng)校準(zhǔn)可以是初級(jí)傳感器ASIC的功能，并且可以需要或不需要來自傳感器處理器/控制器的外部輸入或交互。當(dāng)快門被再次打開(不遮擋初級(jí)傳感器)時(shí)，來自初級(jí)傳感器中的熱像素的大陣列中的每個(gè)像素的讀數(shù)將被分配精確的絕對(duì)溫度讀數(shù)。將由傳感器處理器在所有隨后的熱陣列采集(熱幀)中分析這些值，以確定傳輸場內(nèi)或室內(nèi)/空間附近的任何感興趣的熱物體的位置。

假設(shè)初級(jí)傳感器沒有檢測到場景移動(dòng)或感興趣的熱物體，次級(jí)傳感器的校準(zhǔn)可以與初級(jí)傳感器校準(zhǔn)同時(shí)或在初級(jí)傳感器校準(zhǔn)的一秒內(nèi)發(fā)生。超聲距離和其他近程傳感器的操作是將小數(shù)量的快速發(fā)射脈沖發(fā)射到室內(nèi)或空間中，并且從室內(nèi)的所有物體接收回來的反射。發(fā)射圖案典型地將發(fā)生小于1/1000秒(<1ms)，并且可以感測反射數(shù)十微秒，允許感興趣的區(qū)域(感興趣的區(qū)域包括無線功率發(fā)射的區(qū)域)的深度范圍以及感測和邊界。由每個(gè)次級(jí)傳感器所收集的反射在這些狀況(即，沒有感興趣的熱物體并且沒有檢測到移動(dòng))下將形成參考幀或背景反射圖案，將對(duì)著背景反射圖案來測量未來的次級(jí)傳感器接收幀。

ii.正常操作

在對(duì)初級(jí)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)之后，可以由傳感器處理器來感測并且識(shí)別如感興趣的熱物體(TOoI)之類的物體。當(dāng)感測到感興趣的熱物體時(shí)，一對(duì)超聲或近程傳感器將發(fā)送出標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射脈沖并且接收回來的反射圖案?；跀?shù)學(xué)(例如，三角法)傳感器分析和處理，反射圖案給出到感興趣的熱物體的距離和角度。數(shù)學(xué)和反射處理將被用于檢測并且跟蹤功率發(fā)射的域內(nèi)的生物體(例如，人類和動(dòng)物)；并且在一些實(shí)施例中，可以在沒有CCU的情況下完全完成初級(jí)傳感器操作和檢測。

在一些情況下，當(dāng)CCU檢測到功率接收機(jī)的存在時(shí)，CCU可以從發(fā)射機(jī)請(qǐng)求傳感器PCB將幾乎立即報(bào)告回的、生物體(感興趣的熱物體)在X、Y、Z或X、Y中的坐標(biāo)、以及方位角。根據(jù)室內(nèi)的任何接收機(jī)的位置和/或任何生物體(例如，最終用戶)的位置的知識(shí)，可以控制用于生成能量口袋的功率波，不僅在空間上也在功率輸出上進(jìn)行控制，這是因?yàn)镃CU會(huì)具有功率以調(diào)節(jié)、定標(biāo)和控制被發(fā)射到接收機(jī)周圍的能量口袋的功率波。有利地，該系統(tǒng)使得能夠進(jìn)行同時(shí)具有最大合規(guī)和安全的、不具有來自最終用戶的主動(dòng)交互或想法的最佳功率發(fā)射。

當(dāng)系統(tǒng)檢測到生物體位于傳輸場的該能量口袋的四周外部時(shí)，接收機(jī)可以接收用于能量口袋的最大功率。如果能量口袋非常接近于生物體，則通過調(diào)節(jié)功率波來將功率發(fā)射自動(dòng)壓制為處于FCC合規(guī)和安全規(guī)格內(nèi)。

如果存在接收無線功率的接收機(jī)但是在傳輸場中沒有檢測到感興趣的熱物體(即，生物體)并且任何障礙物都迅速地移動(dòng)穿過視場(可能非常接近于發(fā)射機(jī))，則傳感器和傳感器處理器將足夠迅速地感測并且響應(yīng)以將中斷信號(hào)發(fā)送到發(fā)射機(jī)的CCU，發(fā)射機(jī)的CCU將立即并且臨時(shí)禁用功率發(fā)射，直到接收機(jī)的區(qū)域沒有障礙物并且可以恢復(fù)功率發(fā)射的這樣的時(shí)間為止。例如，發(fā)射機(jī)可以具有檢測感興趣的熱物體緊密接近發(fā)射機(jī)(借此，發(fā)射機(jī)禁止功率發(fā)射，直到感興趣的熱物體不再處于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的發(fā)射路徑中為止)的傳感器。在另一示例中，發(fā)射機(jī)可以具有檢測感興趣的熱物體緊密接近發(fā)射機(jī)(借此，發(fā)射機(jī)禁止功率發(fā)射直到感興趣的熱物體不再接近發(fā)射機(jī)為止)的傳感器。

IV.生成功率波并形成能量口袋

在無線充電系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)是包括各種元件和電路的裝置，或者是與各種組件和電路相關(guān)聯(lián)的裝置。這些電路和組件例如負(fù)責(zé)以下事項(xiàng)：產(chǎn)生和發(fā)射功率波、在傳輸場中的位置處形成能量口袋、對(duì)傳輸場的條件進(jìn)行監(jiān)視以及在需要的地方產(chǎn)生零空間。發(fā)射機(jī)可以基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來產(chǎn)生和發(fā)射用于口袋形成和/或零控制的功率波。這些參數(shù)可以基于從一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)、發(fā)射機(jī)內(nèi)部的傳感器和/或發(fā)射機(jī)外部的傳感器接收的數(shù)據(jù)，由發(fā)射機(jī)處理器、傳感器處理器、或向發(fā)射機(jī)提供指令的其他處理器來確定。關(guān)于系統(tǒng)的處理器，應(yīng)當(dāng)理解的是，內(nèi)部傳感器可以是發(fā)射機(jī)或者接收機(jī)的整體部件。還應(yīng)當(dāng)理解的是，外部傳感器可以是置于發(fā)射機(jī)的工作區(qū)域內(nèi)的傳感器，并且可以與系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)進(jìn)行有線或者無線通信。

發(fā)射機(jī)可以無線地發(fā)送具有某些物理波形特性的功率波，這些物理波形特性對(duì)于所實(shí)施的特定波形技術(shù)是特有的。功率波被發(fā)送給發(fā)射機(jī)的傳輸場內(nèi)的接收機(jī)，功率波可以是通過空間傳播的任何物理媒介的形式并且被轉(zhuǎn)換成用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備進(jìn)行充電的可用電能。物理媒介的示例包括射頻(RF)波、紅外、聲學(xué)、電磁場和超聲。功率傳輸信號(hào)可以包括具有任意的頻率或波長的任何無線電信號(hào)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，無線充電技術(shù)不限于射頻波傳輸技術(shù)，還可以包括將能量發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)的替代或者額外技術(shù)。

A.產(chǎn)生和使用功率波的系統(tǒng)的部件

圖10示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的產(chǎn)生能量口袋以對(duì)無線功率傳輸系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)電子裝置進(jìn)行供電。

無線功率傳輸系統(tǒng)1000包括發(fā)射機(jī)1002，發(fā)射機(jī)1002將一個(gè)或多個(gè)功率傳輸波形1004從天線陣列1006發(fā)送，以對(duì)諸如移動(dòng)電話1008和膝上型筆記本電腦1010之類的一個(gè)或多個(gè)電子裝置進(jìn)行供電。除了其他類型的電子裝置以外，一個(gè)或多個(gè)電子裝置的非限定性示例還可以包括膝上型筆記本電腦、移動(dòng)電話、智能電話、平板電腦、音樂播放器、玩具、電池、手電筒、電子表、照相機(jī)、游戲控制臺(tái)、家用電器和GPS裝置。

功率波的示例可以包括微波、無線電波和超聲波。功率波1004通過發(fā)射機(jī)1002的微處理器進(jìn)行控制，以在需要形成能量口袋1012的位置處形成能量口袋1012。在示例性的實(shí)施例中，能量口袋1012預(yù)期在一個(gè)或多個(gè)電子裝置1008和1010處。發(fā)射機(jī)1002進(jìn)一步被配置成發(fā)送功率波1002，功率波聚合在三維空間中，以在一個(gè)或多個(gè)位置中創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)零空間，在零空間出，所發(fā)送的功率波大體上相互抵消。

發(fā)射機(jī)1001的微處理器進(jìn)一步被配置成基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來選擇功率傳輸波形、選擇功率傳輸波形的輸出頻率、一個(gè)或多個(gè)天線陣列1006的形狀、以及至少一個(gè)天線陣列1006中的一個(gè)或多個(gè)天線的間隔，以在目標(biāo)位置處形成能量口袋，從而對(duì)一個(gè)或多個(gè)電子裝置1008和1010進(jìn)行供電。發(fā)射機(jī)1001的微處理器進(jìn)一步被配置成基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來選擇功率波形的輸出頻率、一個(gè)或多個(gè)天線陣列1006的形狀、至少一個(gè)天線陣列1006中的一個(gè)或多個(gè)天線的間隔，以在發(fā)射機(jī)1002的傳輸場中的一個(gè)或多個(gè)位置處形成零空間。能量口袋形成在功率波1002聚集以形成能量三維場處，在能量三維場周圍由發(fā)射機(jī)1002產(chǎn)生特定位置處的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的傳輸零。

發(fā)送功率波的發(fā)射機(jī)1002的天線陣列1006的天線可以工作在單陣列、雙陣列、四陣列或者由發(fā)射機(jī)1002的微處理器根據(jù)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)所選擇的任何其他配置中。在示例性的實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)1002的天線陣列1006的天線可以操作為單陣列。

接收機(jī)可以與發(fā)射機(jī)1002進(jìn)行通信，以指示其相對(duì)于發(fā)射機(jī)1002的位置。通信部件使得接收機(jī)通過發(fā)送符合無線協(xié)議的通信信號(hào)來與發(fā)射機(jī)1002進(jìn)行通信。無線協(xié)議可以從由以下所組成的群組中選擇：BLE,Wi-Fi,NFC。通信部件可以用于傳遞信息，例如一個(gè)或多個(gè)電子裝置1008和1010的標(biāo)識(shí)符、一個(gè)或多個(gè)電子裝置1008和1010的電池水平信息、一個(gè)或多個(gè)電子裝置1008和1010地理位置數(shù)據(jù)、或者用于發(fā)射機(jī)1002確定何時(shí)發(fā)送功率給接收機(jī)以及將創(chuàng)建能量口袋1012的功率波1002傳遞至何處之類的信息。然后，接收機(jī)使用發(fā)射機(jī)1002所發(fā)射的功率波1002來建立能量口袋1012，以對(duì)一個(gè)或多個(gè)電子裝置1008和1010進(jìn)行充電或者供電。接收機(jī)可以包括用于將功率波1002轉(zhuǎn)換成電能的電路，電能被提供給一個(gè)或多個(gè)電子裝置1008和1010。在本申請(qǐng)的其他實(shí)施例中，可以有多個(gè)發(fā)射機(jī)和/或多個(gè)天線陣列，以對(duì)多種電子設(shè)備進(jìn)行供電，例如，智能電話、平板電腦、音樂播放器、玩具或者其他。

在某些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備1008和1010可以與和一個(gè)或多個(gè)電子裝置1008和1010相關(guān)聯(lián)的接收機(jī)不同。在這些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)電子裝置1008和1010可以通過電線連接到接收機(jī)，電線將轉(zhuǎn)換后的電能從接收機(jī)傳遞給一個(gè)或多個(gè)電子裝置1008和1010。

發(fā)射機(jī)1002從接收機(jī)接收到通信之后，發(fā)射機(jī)1002對(duì)接收機(jī)進(jìn)行識(shí)別和定位。建立一個(gè)路徑，發(fā)射機(jī)1002通過這個(gè)路徑可以獲悉來自接收機(jī)的通信信號(hào)的增益和相位。除了來自接收機(jī)的通信信號(hào)之外，發(fā)射機(jī)1002從一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部傳感器、一個(gè)或多個(gè)外部傳感器、關(guān)于接收機(jī)的位置和一個(gè)或多個(gè)物體(例如，人類和動(dòng)物)的位置的熱圖數(shù)據(jù)接收信息/數(shù)據(jù)?；趶膬?nèi)部傳感器、外部傳感器、熱圖數(shù)據(jù)、來自接收機(jī)的通信信號(hào)所接收的全部信息和數(shù)據(jù)，發(fā)射機(jī)1002的微處理器對(duì)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后確定一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)作為輸入以用于確定在目標(biāo)位置處產(chǎn)生能量口袋1012所需要的選擇。在確定一個(gè)或多個(gè)參數(shù)之后，發(fā)射機(jī)1002隨后選擇待發(fā)送的功率傳輸波1002的類型，功率傳輸波1002的輸出頻率，以在發(fā)射機(jī)1002的傳輸場內(nèi)的目標(biāo)位置處產(chǎn)生能量口袋1012。在其他實(shí)施例中，除了選擇功率傳輸波1002的類型和確定功率傳輸波形1002的輸出頻率之外，發(fā)射機(jī)1002還可以從一個(gè)或多個(gè)天線陣列1006的固定物理形狀選擇天線的子集，天線的子集對(duì)應(yīng)于天線的期望間隔，并且用于在發(fā)射機(jī)1002的傳輸場內(nèi)的目標(biāo)位置處產(chǎn)生能量口袋1012。在功率波的輸出頻率、一個(gè)或多個(gè)天線陣列106的形狀、一個(gè)或多個(gè)天線陣列1006中的每個(gè)天線陣列中的一個(gè)或多個(gè)天線的間隔的選擇之后，發(fā)射機(jī)1002的天線可以開始發(fā)送在三維空間聚合的功率波1002。還可以通過使用外部電源和使用壓電材料的本地振蕩器芯片來產(chǎn)生功率波1002。功率波1002由發(fā)射機(jī)1002的微處理器不斷控制，發(fā)射機(jī)1002的微處理器包括用于調(diào)整功率波1002的相位和/或相對(duì)幅度的專用芯片。功率波1002的相位、增益、幅度、頻率和其他波形特征是基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來確定的，并且可以用作天線形成能量口袋1012的多個(gè)輸入中的一個(gè)輸入。

圖11示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的無線功率傳輸系統(tǒng)中的能量口袋的產(chǎn)生。

如圖11所示，發(fā)射機(jī)1102產(chǎn)生功率波1104，功率波1104在接收機(jī)處形成能量口袋1106。如之前所討論的，發(fā)射機(jī)1106的微處理器將基于從內(nèi)部和外部傳感器、熱圖數(shù)據(jù)、來自接收機(jī)的通信信號(hào)接收的全部信息和數(shù)據(jù)來確定一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。發(fā)射機(jī)1102的微處理器將使用一個(gè)或多個(gè)參數(shù)作為輸入來從一個(gè)或多個(gè)波形的列表中選擇功率波1104，并且由波形發(fā)生器在所期望的輸出頻率下產(chǎn)生功率波1104。功率波1104的相位、增益、幅度、頻率和其他波形特征也是由發(fā)射機(jī)1102的微處理器基于該一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來確定的。發(fā)射機(jī)1102的微處理器可以使用一個(gè)或多個(gè)參數(shù)作為輸入來從全部數(shù)量的天線陣列中選擇天線陣列的子集，并且從所選擇的天線陣列的子集的全部數(shù)量的天線中選擇天線的子集，以用于形成功率波1104，從而形成能量口袋1106。

基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，發(fā)射機(jī)1102的微處理器將會(huì)選擇天線陣列、選擇所選擇的天線陣列的形狀、選擇將要在所選擇的天線陣列中使用的天線、選擇由波形發(fā)生器產(chǎn)生的波形以供所選擇的天線陣列中的所選擇的天線進(jìn)行傳輸，并且最后由所選擇的天線陣列中的所選擇的天線發(fā)送的所選擇波形的輸出頻率。發(fā)射機(jī)1102的微處理器進(jìn)一步基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來選擇從所選擇的天線陣列中的所選擇的天線發(fā)射所選擇的波形的發(fā)射時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)1102的微處理器連續(xù)地從內(nèi)部和外部傳感器、熱圖數(shù)據(jù)、來自接收機(jī)的通信信號(hào)接收新信息和數(shù)據(jù)；基于新接收到的信息和數(shù)據(jù)，發(fā)射機(jī)1102的微處理器可以產(chǎn)生新的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。發(fā)射機(jī)1102的微處理器使用新的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來控制所發(fā)送的功率波104的頻率，用于傳輸新的功率波1104的新的天線陣列的子集和天線的子集。舉例而言，如圖3和4所示，發(fā)射機(jī)1102可以連續(xù)地掃描傳輸場的分段，以識(shí)別接收機(jī)的新位置，如圖13所示，發(fā)射機(jī)1102可以基于新的參數(shù)來調(diào)整天線功率波傳輸?shù)姆较颉⑻炀€陣列中的天線的選擇(例如，天線陣列的形狀、天線的間隔)和輸出頻率。

在圖11中，安全區(qū)域1108可以是接近發(fā)射機(jī)1102的區(qū)域，在接近于天線陣列時(shí)，功率波1104不用通過使用零控制來消除，因此功率波1104的輻射能量不能由發(fā)射機(jī)1102來取消。在某些實(shí)現(xiàn)方式中，由功率波1104從發(fā)射機(jī)1102產(chǎn)生的能量不適用于諸如人類和動(dòng)物的物體。因此，安全區(qū)域1108表示傳輸場內(nèi)、發(fā)射機(jī)1102自動(dòng)地降低所產(chǎn)生的能量或者整體停止功率波1104的傳輸?shù)膮^(qū)域，特別是如果傳感器在安全區(qū)域內(nèi)識(shí)別到人類或敏感物體。

圖12示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的無線功率傳輸系統(tǒng)中的能量口袋的形成的圖示。圖12示出了距離和分貝毫瓦特之間的圖示。能量口袋形成在36dBm和5尺處。發(fā)射機(jī)天線發(fā)送功率傳輸信號(hào)，使得功率傳輸信號(hào)在接收機(jī)周圍的三維空間中聚集，其位于5尺距離處。接收機(jī)周圍所產(chǎn)生的場形成36dBm的能量口袋，接收機(jī)從該能量口袋獲得電能。如圖所示，在能量口袋的預(yù)期位置之外，功率波中所包含的能量快速減少，以避免在能量口袋的位置附近的其他區(qū)域創(chuàng)建不期望的能量。在本附圖中，能量口袋預(yù)期在5尺的距離處產(chǎn)生，因此在超過5尺的任何距離處，功率傳輸信號(hào)減少。圖12示出了天線陣列具有相等的天線間隔、天線陣列具有不同的天線間隔并且可以置于非平面天線陣列這兩種情況下，功率波何時(shí)逐漸消失的兩條曲線。在不同天線間隔和非平面天線的情況下，功率水平在能量口袋的預(yù)定位置之外迅速減小。

圖13示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的一種形成用于無線功率傳輸系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)裝置的能量口袋的方法。

在第一步驟1302中，發(fā)射機(jī)(TX)接收從一個(gè)或多個(gè)傳感器收集和產(chǎn)生的傳感器數(shù)據(jù)。在某些情況下，根據(jù)用于發(fā)射機(jī)的通信組件和接收機(jī)的通信組件之間的通信的無線協(xié)議，發(fā)射機(jī)建立與接收機(jī)(RX)的連接。也就是，發(fā)射機(jī)的通信組件和接收機(jī)的通信組件可以使用無線通信協(xié)議(例如，Wi-Fi,NFC,ZigBee)來相互傳遞數(shù)據(jù)，無線通信協(xié)議能夠在電子裝置的處理器(例如，發(fā)射機(jī)處理器和接收機(jī)處理器)之間發(fā)送信息。舉例而言，發(fā)射機(jī)可以掃描接收機(jī)的廣播信號(hào)或者反之亦然，或者接收機(jī)可以向發(fā)射機(jī)發(fā)送信號(hào)。信號(hào)可以向發(fā)射機(jī)宣告接收機(jī)的存在，或者向接收機(jī)宣告發(fā)射機(jī)的存在，并且可以觸發(fā)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的關(guān)聯(lián)。一旦發(fā)射機(jī)識(shí)別到接收機(jī)，則發(fā)射機(jī)可以在發(fā)射機(jī)內(nèi)建立與接收機(jī)相關(guān)聯(lián)的連接，從而允許發(fā)射機(jī)和接收機(jī)傳遞信號(hào)。發(fā)射機(jī)隨后可以指令接收機(jī)開始發(fā)送數(shù)據(jù)。接收機(jī)測量電壓等，并且將電壓采樣測量結(jié)果發(fā)送回發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)進(jìn)一步從一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部傳感器、一個(gè)或多個(gè)外部傳感器、與接收機(jī)的位置有關(guān)的熱圖數(shù)據(jù)、關(guān)于一個(gè)或多個(gè)電子裝置和一個(gè)或多個(gè)其他物體的信息接收信息和數(shù)據(jù)。

在下一步驟1304中，發(fā)射機(jī)可以確定一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)的微處理器可以執(zhí)行一個(gè)或者多個(gè)軟件模塊，以便對(duì)所接收的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析，并且基于分析結(jié)果來確定一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。一個(gè)或多個(gè)參數(shù)充當(dāng)微處理器的輸入，以進(jìn)行必要的選擇，從而在一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)位置處形成能量口袋。

在下一步驟1306中，發(fā)射機(jī)可以基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件模塊，以選擇由波形發(fā)生器所產(chǎn)生的波形、選擇波形的輸出頻率、從一個(gè)或多個(gè)天線陣列的固定物理形狀選擇天線的子集，天線的子集對(duì)應(yīng)于天線的期望間隔，以在一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)的目標(biāo)位置處形成能量口袋。

在一個(gè)實(shí)施例中，基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的發(fā)射機(jī)算法可以通過發(fā)射機(jī)的天線來改變功率傳輸信號(hào)的產(chǎn)生和傳輸，以優(yōu)化接收機(jī)周圍的能量口袋。舉例而言，發(fā)射機(jī)可以調(diào)整發(fā)射機(jī)的天線發(fā)送功率傳輸信號(hào)的相位，直到接收機(jī)所接收的功率指示在接收機(jī)的周圍有效地建立了能量口袋。當(dāng)天線的優(yōu)化配置被識(shí)別之后，發(fā)射機(jī)的天線可以存儲(chǔ)這些配置，以使得發(fā)射機(jī)在最大水平下進(jìn)行廣播。

在一個(gè)實(shí)施例中，基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的發(fā)射機(jī)的算法可以確定何時(shí)調(diào)整功率傳輸信號(hào)，并且還可以改變發(fā)射天線的配置。舉例而言，發(fā)射機(jī)可以基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來確定接收機(jī)處所接收的功率小于最大值。隨后，發(fā)射機(jī)可以調(diào)整功率傳輸信號(hào)的相位，但是還同時(shí)基于接收機(jī)和傳感器裝置回報(bào)的信息和數(shù)據(jù)來繼續(xù)產(chǎn)生新的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)射機(jī)從接收機(jī)和傳感器裝置接收關(guān)于新接收機(jī)存在的信息和數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)射機(jī)將產(chǎn)生新的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，并且基于新的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)發(fā)射機(jī)可以調(diào)整發(fā)射機(jī)的天線陣列中的一個(gè)或多個(gè)天線。在某些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)可以確定天線的子集來為新的接收機(jī)提供服務(wù)，由此將陣列分為陣列的子集。在某些實(shí)施例中，整個(gè)天線陣列可以在指定的時(shí)間段內(nèi)為原接收機(jī)提供服務(wù)，并且然后整個(gè)陣列為新接收機(jī)提供服務(wù)。由發(fā)射機(jī)執(zhí)行自動(dòng)流程以選擇陣列子集來為新接收機(jī)提供服務(wù)。在一個(gè)示例中，發(fā)射機(jī)陣列可以一分為二，形成兩個(gè)子集。結(jié)果，一半的天線可以被配置成向原接收機(jī)發(fā)送功率傳輸信號(hào)，另一半天線被配置成用于新接收機(jī)。

在下一步驟1308中，發(fā)射機(jī)將針對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)產(chǎn)生能量口袋。一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)可以電連接到諸如智能電話之類的電子裝置。發(fā)射機(jī)可以在接收機(jī)之間交替變化并且在預(yù)定的間隔掃描新接收機(jī)，并且由此產(chǎn)生新的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。每檢測到一個(gè)新的接收機(jī)，則產(chǎn)生新的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，并且基于新的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，發(fā)射機(jī)可以建立連接并且據(jù)此開始發(fā)送功率傳輸信號(hào)。

B.功率波的波形&操作波形

圖14A和14B示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于在無線功率傳輸系統(tǒng)中形成能量口袋的波形。波形或功率波1402和1404由發(fā)射機(jī)1406產(chǎn)生，并且被指向接收機(jī)1408的發(fā)射機(jī)1406的一個(gè)或多個(gè)天線發(fā)送，以在預(yù)期的位置處形成能量口袋。

發(fā)射機(jī)1406接收通信信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)1406可以從傳感器裝置接收通信信號(hào)。傳感器裝置包括一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部傳感器和/或一個(gè)或多個(gè)外部傳感器。一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部傳感器是發(fā)射機(jī)1406的整體部件。一個(gè)或多個(gè)外部傳感器位于發(fā)射機(jī)1406的外部。一個(gè)或多個(gè)外部傳感器可以形成為接收機(jī)1408的整體部件。在另一示例中，一個(gè)或多個(gè)外部傳感器可以位于本申請(qǐng)的無線通信系統(tǒng)的工作區(qū)域中。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)外部傳感器可以固定在待充電的一個(gè)或多個(gè)電子裝置上。在另一實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)1406可以接收從接收機(jī)1408直接接收通信信號(hào)。發(fā)射機(jī)1406的微處理器對(duì)接收機(jī)1408通過通信部件發(fā)送的通信信號(hào)或者信息進(jìn)行處理，以確定行程能量口袋的最佳時(shí)間和位置。通信部件和傳感器裝置可以用來傳遞信息，例如，裝置或用戶的標(biāo)識(shí)符、電池水平、位置或者其他此類信息。其他通信部件是可能的，其可以包括雷達(dá)、紅外攝像機(jī)、用于聲波三角測量的聲音裝置，以用于確定裝置位置和物體位置。發(fā)射機(jī)1406可以進(jìn)一步基于所接收的通信信號(hào)來產(chǎn)生傳輸信號(hào)。發(fā)射機(jī)1406根據(jù)微處理器所確定的操作模式來產(chǎn)生傳輸信號(hào)。操作模式反映了發(fā)射機(jī)1406的微處理器所確定的傳輸頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶使用與發(fā)射機(jī)1406的微處理器相關(guān)聯(lián)的用戶接口來手動(dòng)設(shè)置操作模式。在另一實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)1406的微處理器基于通信信號(hào)中的所接收信息來自動(dòng)地設(shè)置操作模式。

一旦發(fā)射機(jī)1406基于通信信號(hào)中所包含的信息/數(shù)據(jù)識(shí)別和定位到接收機(jī)1408，則建立路徑。通過使用一個(gè)或多個(gè)天線陣列中的至少一個(gè)天線陣列的一個(gè)或多個(gè)天線，發(fā)射機(jī)1406可以開始發(fā)送在三維空間中聚合的功率波。

在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)1406的工作模式(工作頻率)是基于發(fā)射機(jī)1406從傳感器裝置或通信部件接收的通信信號(hào)來確定的。發(fā)射機(jī)1406的微處理器隨后對(duì)通信信號(hào)進(jìn)行評(píng)估，并且基于通信信號(hào)的結(jié)果，發(fā)射機(jī)1406發(fā)起待由一個(gè)或多個(gè)天線陣列中的每個(gè)天線陣列中的一個(gè)或多個(gè)天線進(jìn)行發(fā)送的波形(一個(gè)或多個(gè)類型)的產(chǎn)生。在一個(gè)示例中，如果傳感器裝置或者通信部件所接收的信息/數(shù)據(jù)包括指示接收機(jī)1408的第一位置(例如，接近發(fā)射機(jī)1406)的數(shù)據(jù)，則可以使用低功率波形發(fā)生器。在連續(xù)波模式中，如果傳感器裝置或者通信部件所接收的信息/數(shù)據(jù)包括指示接收機(jī)1408的第二位置(例如，遠(yuǎn)離發(fā)射機(jī)1406)的數(shù)據(jù)，則需要高功率脈沖來向接收機(jī)發(fā)送更多能量，因此發(fā)射機(jī)使用高功率路徑(脈沖波形發(fā)生器)。這些波形中的每個(gè)波形通常被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中，作為根據(jù)條件需要的一系列可能發(fā)送的波形。換言之，基于傳感器裝置或者通信部件所接收的通信信號(hào)中所包含的信息，發(fā)射機(jī)1406隨后產(chǎn)生由一個(gè)或多個(gè)天線發(fā)射的所期望類型的波形，并且進(jìn)一步選擇所產(chǎn)生波形的工作頻率和幅度。如上位所討論的，使用波形發(fā)生器或者任何波形發(fā)生器電路的發(fā)射機(jī)1406可以產(chǎn)生脈沖波和連續(xù)波。在另一實(shí)施例中，這些RF波還可以使用外部電源或者使用壓電材料的本地振蕩器芯片來產(chǎn)生。RF波可以由RFIC電路來進(jìn)行控制，RFIC電路可以包括用于調(diào)整RF信號(hào)的相位和/或相對(duì)幅度，RF信號(hào)的相位和/或相對(duì)幅度可以作為輸入，以便一個(gè)或多個(gè)天線形成口袋形成。口袋形成可以利用干擾來改變一個(gè)或多個(gè)天線的方向性，其中，干擾的一種形式產(chǎn)生能量口袋，而干擾的另一種形式產(chǎn)生零空間。接收機(jī)1408隨后利用口袋形成所產(chǎn)生的能量口袋來對(duì)電子裝置進(jìn)行充電或者供電，并且因此有效地提供無線功率傳輸。

發(fā)射機(jī)1406包括在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中使用的用于產(chǎn)生波形的波形產(chǎn)生部件。發(fā)射機(jī)1406包括外殼。外殼可以由允許信號(hào)或波傳輸和/或接收的任意材料制成。外殼可以包括一個(gè)或多個(gè)微處理器和電源。在一個(gè)實(shí)施例中，若干個(gè)發(fā)射機(jī)可以由單個(gè)基站和單個(gè)微處理器來進(jìn)行管理。這種能力可以允許發(fā)射機(jī)的位置在各種各樣的戰(zhàn)略位置中，例如天花板、墻壁等。

發(fā)射機(jī)1406的外殼包括一個(gè)或多個(gè)天線陣列。一個(gè)或多個(gè)天線陣列中的每一個(gè)天線陣列包括一個(gè)或多個(gè)天線。一個(gè)或多個(gè)天線可以包括用于在頻帶中工作的天線類型，例如，大致900MHz至約100GHz或者其他這樣的頻帶，例如，約1GHz,5.8GHz,24GHz,60GHz,and 72GHz。在一個(gè)實(shí)施例中，天線可以是方向性的，并且包括平面天線、貼片天線、偶極天線和用于無線功率傳輸?shù)娜魏纹渌炀€。天線類型可以包括，例如，高度從約1/8英寸到約6英寸、寬度從1/8英寸到約6英寸的貼片天線。天線的形狀和方向可以隨著發(fā)射機(jī)1406的期望特征來改變；方向可以在X軸、Y軸和Z軸是平坦的，以及在三維布置中的各種方向類型和組合。天線材料可以包括允許具有高效和良好熱耗散的RF信號(hào)傳輸?shù)娜我獠牧?。天線的數(shù)量可以隨著發(fā)射機(jī)1406的期望范圍和功率傳輸能力而變化。另外，天線可任意具有至少一個(gè)極化或者極化的選擇。這種極化可以包括垂直極化、水平極化、圓極化、左手極化、右手極化以及極化的組合。極化的選擇可以隨著發(fā)射機(jī)1406的特性而變化。另外，天線可以位于發(fā)射機(jī)1406的各種表面中。天線可以工作在單陣列、雙陣列、四陣列和根據(jù)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)而設(shè)計(jì)的其他配置中。

發(fā)射機(jī)1406的外殼進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)印刷電路板(PCB)、一個(gè)或多個(gè)RF集成電路(RFIC)、一個(gè)或多個(gè)波形發(fā)生器和一個(gè)或多個(gè)微處理器。

發(fā)射機(jī)1406包括多個(gè)PCB層，其可以包括天線，和/或基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)提供對(duì)能量口袋形成進(jìn)行更大控制的RFIC。PCB可以是單側(cè)、雙側(cè)和/或多層的。多個(gè)PCB層可以增加發(fā)射器所傳遞的范圍和功率。PCB層可以連接到單個(gè)微處理器和/或?qū)Ｓ梦⑻幚砥?。在某些時(shí)限方式中，包括多個(gè)PCB層的發(fā)射機(jī)1406可以包括對(duì)形成能量口袋提供更大控制的天線，并且可以基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)而增加對(duì)目標(biāo)接收器的響應(yīng)。此外，無線功率傳輸?shù)姆秶梢杂砂l(fā)射機(jī)來增加。由于天線的較高密度，多個(gè)PCB層可以增加發(fā)射機(jī)1406無線傳送和/或廣播的范圍和功率波的量。PCB層可以連接到針對(duì)每個(gè)天線的單個(gè)微處理器和/或?qū)Ｓ梦⑻幚砥鳌?/p>

發(fā)射機(jī)1406可以包括RFIC，RFIC可以從微處理器接收RF波，并且將RF波分成多個(gè)輸出，每個(gè)輸出鏈接到一個(gè)天線。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，每個(gè)RFIC可以被連接到四個(gè)天線。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，每個(gè)RFIC可以被連接到多個(gè)天線。RFIC可以包括多個(gè)RF電路，多個(gè)RF電路可以包括數(shù)字和/或模擬部件，例如，放大器、電容器、振蕩器、壓電晶體等。RFIC控制天線的特征，例如針對(duì)口袋形成的增益和/或相位。在發(fā)射機(jī)1406的其他實(shí)現(xiàn)方式中，從每個(gè)天線所發(fā)射的功率波的相位和幅度可以通過相應(yīng)的RFIC來調(diào)節(jié)，以便基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來產(chǎn)生所期望的能量口袋和零控制。RFIC和天線可以根據(jù)所期望的應(yīng)用來設(shè)計(jì)的任何布置來工作。舉例而言，發(fā)射機(jī)1406可以包括平坦配置的天線和RFIC?；谝粋€(gè)或多個(gè)配置，天線的子集和/或任意數(shù)量的天線可以連接到單個(gè)RFIC。

微處理器包括ARM處理器和/或DSP。ARM可以包括基于精簡指令集計(jì)算的一個(gè)或多個(gè)微處理器。DSP可以是被配置為提供通信信號(hào)的數(shù)學(xué)運(yùn)算、以某種方式修改或改善通信信號(hào)的單處理芯片，其中，通信信號(hào)可以由離散時(shí)間、離散頻率和/或其他離散域信號(hào)(包括一系列的符號(hào)和這些信號(hào)的處理)來表示。DSP可以測量、過濾和/或壓縮連續(xù)時(shí)域模擬信號(hào)。第一步是通過使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將信號(hào)從模擬轉(zhuǎn)函成數(shù)字，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成離散數(shù)字值流。微處理器還可以運(yùn)行Linux和/或其他操作系統(tǒng)。微處理器還可以連接到Wi-Fi，以便通過網(wǎng)絡(luò)來提供信息。此外，微處理器可以發(fā)送功率波，功率波聚合形成針對(duì)多個(gè)接收機(jī)的多個(gè)能量口袋。發(fā)射機(jī)可以允許無線功率傳輸?shù)木嚯x區(qū)分。另外，微處理器可以通過控制通信部件來管理和控制通信協(xié)議和信號(hào)。

發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生部件進(jìn)一步可以包括波形發(fā)生器、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器、功率放大器和一個(gè)或多個(gè)濾波器。發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器通常被編程以產(chǎn)生具有指定量噪聲、干擾、頻率偏移和頻率漂移的波形。發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器被配置成基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)在發(fā)射機(jī)處產(chǎn)生多個(gè)版本的波形，針對(duì)每個(gè)天線有一個(gè)版本的波形。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器產(chǎn)生由天線陣列中的各個(gè)元件所發(fā)送的波形。針對(duì)一個(gè)或多個(gè)天線中的每個(gè)天線，不同的波信號(hào)由發(fā)射機(jī)1406中的波形發(fā)生器來產(chǎn)生。這些信號(hào)中的每一個(gè)信號(hào)隨后通過D/A轉(zhuǎn)換器和一個(gè)或多個(gè)濾波器。所產(chǎn)生的模擬信號(hào)中每一個(gè)被功率放大器所放大，然后被發(fā)送至一個(gè)或多個(gè)天線中的相應(yīng)天線。波形發(fā)生器的描述可以參見2014年12月27日申請(qǐng)、申請(qǐng)?zhí)枮?3/891,445、題為“用于無線功率傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)”的美國專利申請(qǐng)，2014年12月29日申請(qǐng)、申請(qǐng)?zhí)枮?4/584,364、題為“用于無線功率傳輸?shù)脑鰪?qiáng)發(fā)射機(jī)”的美國專利申請(qǐng)。這兩篇美國專利申請(qǐng)的全文以引用的方式并入本文。

在一個(gè)示例中，假設(shè)所發(fā)送的信號(hào)是基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)而確定的余弦波形，發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器首先產(chǎn)生與待發(fā)送的波形的相位相對(duì)應(yīng)的一系列相位角。由發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器所產(chǎn)生的這一系列相位角可以公用于所有天線，或者不公用于所有天線。在本申請(qǐng)中，由發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器所產(chǎn)生的這一系列相位角可以公用于所有天線。波形相位角可以被調(diào)整為通過針對(duì)每個(gè)天線增加時(shí)間延遲和相位調(diào)整來控制波形。針對(duì)每個(gè)天線產(chǎn)生一系列經(jīng)調(diào)整的相位角。隨后，通過向經(jīng)調(diào)整的相位角應(yīng)用余弦功能，針對(duì)每個(gè)天線產(chǎn)生信號(hào)。這可以通過余弦查找表來完成。每個(gè)余弦波被加載并且讀出至D/A轉(zhuǎn)換器。發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器產(chǎn)生與待發(fā)送的信號(hào)的相位相對(duì)應(yīng)的一系列相位角。這些相位角是天線陣列中的每個(gè)天線公用的。由發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器所進(jìn)行的相位角選擇可以由直接數(shù)字合成器(DDS)或類似的裝置來實(shí)現(xiàn)。隨后，對(duì)波形相位角進(jìn)行處理以針對(duì)每個(gè)天線增加時(shí)間延遲和相位調(diào)整。時(shí)間延遲允許在較寬帶寬上的統(tǒng)一指向，并且相位調(diào)整補(bǔ)償了中心頻率出的時(shí)間延遲量化。為了對(duì)所發(fā)送的波進(jìn)行控制，每個(gè)天線還需要具有向公共波形增加特定的相位角。發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器被配置成基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的輸入而對(duì)波形執(zhí)行所有的上述功能。

發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器進(jìn)一步被配置成根據(jù)一個(gè)或多個(gè)傳輸參數(shù)來產(chǎn)生具有一個(gè)或多個(gè)特征的一個(gè)或多個(gè)功率波。一個(gè)或多個(gè)功率波是非連續(xù)波，非連續(xù)波具有基于對(duì)與一個(gè)或多個(gè)功率波的一個(gè)或多個(gè)特征相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)傳輸參數(shù)進(jìn)行的一個(gè)或多個(gè)更新而增加或減小的頻率和幅度。在一個(gè)示例中，非連續(xù)功率波可以是啁啾波形(chirp waveform)。由于波形的頻率在時(shí)間上呈現(xiàn)線性變化或?qū)?shù)變化，從而掃除頻帶而不會(huì)創(chuàng)建一個(gè)特定頻率下的集中能量(而這不是所期望的)，通常使用啁啾波形。當(dāng)然，取決于應(yīng)用和當(dāng)前需要哪種頻域波形，可以使用其他依賴時(shí)間的頻率。換言之，啁啾波形是頻率調(diào)制脈沖或信號(hào)，其中，經(jīng)調(diào)制的頻率通常在與一脈沖寬度相等的有限時(shí)間內(nèi)從初始頻率開始線性增加，例如從-50MHz到+50MHz，從而在例如10毫秒的脈沖寬度內(nèi)提供100MHz的帶寬，并調(diào)制例如160MHz的中心頻率。這種調(diào)制波形通常是增加的，并且在由發(fā)射機(jī)的一個(gè)或多個(gè)天線傳輸之前，可以被混合到較高RF載波，例如900MHz到100GHz。啁啾波形可以通過各種硬件模塊來產(chǎn)生。產(chǎn)生啁啾波形的其中一種方法包括一組集總電路元件。例如，這組集總電路元件可以包括一組電路，這一組電路產(chǎn)生各自組的交錯(cuò)延遲信號(hào)，這些交錯(cuò)的延遲信號(hào)相加，并且提供啁啾波形。產(chǎn)生啁啾波形的另一方法可以包括金屬化水晶設(shè)備，金屬化水晶設(shè)備經(jīng)受高脈沖信號(hào)以產(chǎn)生線性頻率調(diào)制的啁啾波形。在產(chǎn)生啁啾波形的另一示例性方法中，可以采用直接數(shù)字合成。產(chǎn)生啁啾波形的DDS方法通常采用被編程的存儲(chǔ)器，被編程的存儲(chǔ)器具有存儲(chǔ)的正弦值，這些正弦值通常被饋送到D/A轉(zhuǎn)換器，使得在某個(gè)脈沖寬度時(shí)間內(nèi)，數(shù)字值被以增加的速率循環(huán)輸入到D/A轉(zhuǎn)換器，模擬轉(zhuǎn)換器通過這個(gè)脈沖寬度產(chǎn)生啁啾波形。

在另一實(shí)施例中，可以基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，產(chǎn)生啁啾子脈沖波形，并且將啁啾子脈沖波形混合到期望的中心中頻。連續(xù)地產(chǎn)生多個(gè)啁啾子脈沖波形，并且分別與多個(gè)中頻中的中頻相混合。這種連續(xù)混合的啁啾波形具有與全部啁啾子脈沖波形的脈沖寬度之和相等的擴(kuò)展脈沖寬度。在這種情況中，當(dāng)全部啁啾子脈沖波形的脈沖寬度具有相同脈沖寬度時(shí)，連續(xù)調(diào)頻脈沖波形的擴(kuò)展脈沖寬度將會(huì)等于子脈沖的數(shù)量乘以每個(gè)子脈沖的脈沖寬度。

在另一實(shí)施例中，可以使用數(shù)據(jù)來對(duì)相對(duì)較高的頻率載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)天線的波形。一種類型的調(diào)制是角調(diào)制，這包括調(diào)制載波信號(hào)的角度。角調(diào)制可以包括調(diào)制載波信號(hào)的頻率或調(diào)制子載波信號(hào)的相位。波形形成處理包括產(chǎn)生較多調(diào)制的波形信號(hào)，并且使用多個(gè)低通濾波器來漸進(jìn)地過濾發(fā)射機(jī)的波形發(fā)射器中的角調(diào)制信號(hào)，以產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)天線的調(diào)制正弦波形。該技術(shù)包括對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行編程以濾波的轉(zhuǎn)角頻率(corner frequency)調(diào)諧到使用由發(fā)射機(jī)1406的微處理器所進(jìn)行的編程可選擇的頻率范圍內(nèi)的頻率。

為了產(chǎn)生能量口袋，使用波形發(fā)生器的發(fā)射機(jī)1406產(chǎn)生具有與其自身相關(guān)度很低的一個(gè)或多個(gè)功率波。在一個(gè)示例中，使用啁啾波。啁啾波具有與其非常低的相關(guān)度。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器針對(duì)一個(gè)或多個(gè)天線中的全部天線產(chǎn)生相同的啁啾波形。在另一實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器針對(duì)一個(gè)和多個(gè)天線中的每一個(gè)天線產(chǎn)生不同的啁啾波形。在另一實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器針對(duì)一個(gè)或多個(gè)天線中的第一天線子集產(chǎn)生第一啁啾波形，并且一個(gè)或多個(gè)天線中的第二或剩余天線子集產(chǎn)生第二啁啾波形。在另一實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器可以包括一個(gè)或多個(gè)子波形發(fā)生器，其中，第一子波形發(fā)生器配置成產(chǎn)生針對(duì)一個(gè)或多個(gè)天線陣列中的第一天線陣列產(chǎn)生第一啁啾波形，并且第二子波形發(fā)生器配置為針對(duì)一個(gè)或多個(gè)天線陣列中的第二天線陣列產(chǎn)生第二啁啾波形，等等。

上文所描述的發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器產(chǎn)生啁啾波形。啁啾波形可以產(chǎn)生為線性啁啾波形和非線性啁啾波形。非線性啁啾波形是選擇由以下所組成的群組：指數(shù)、對(duì)數(shù)、任意形成的啁啾波形。發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)產(chǎn)生啁啾波形。發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器基于從傳感器裝置和/或通信部件所接收的通信信號(hào)來確定一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器所產(chǎn)生的啁啾波的輸出頻率是基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來確定的?；谝粋€(gè)或多個(gè)參數(shù)，發(fā)射機(jī)1406的波形發(fā)生器可以針對(duì)多個(gè)天線產(chǎn)生多個(gè)啁啾波形，其中，每個(gè)啁啾波形具有唯一的輸出頻率和幅度。發(fā)射機(jī)1406進(jìn)一步被配置成基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，相對(duì)于時(shí)間和距離的變化而增加所發(fā)送的啁啾波的頻率和幅度。發(fā)射機(jī)1406進(jìn)一步被配置成基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，相對(duì)于時(shí)間和距離的變化而減小所發(fā)送的啁啾波的頻率和幅度。在一個(gè)示例中，發(fā)射機(jī)1406所發(fā)送的啁啾波形的頻率在每秒的時(shí)間內(nèi)，隨機(jī)地變化1到1000次。頻率在第N秒處增加，然后頻率在第N+2秒處減小。在另一實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)的一個(gè)或多個(gè)天線所發(fā)送的一個(gè)或多個(gè)功率波的頻率基于一個(gè)或多個(gè)物體的最大容許輻射量(MPE)而變化。

在所示出的附圖中，基于有發(fā)射機(jī)1406的微處理器所確定的第一組的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，發(fā)射機(jī)1406的第一波形發(fā)生器產(chǎn)生具有頻率發(fā)f1的第一波形1402。發(fā)射機(jī)1406的微處理器從傳感器裝置和接收機(jī)接收新數(shù)據(jù)和新信息，并且基于新數(shù)據(jù)和新信息，發(fā)射機(jī)1406的微處理器可以產(chǎn)生第二組的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。第二組的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)不同于第一組的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)?；诘诙M的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，發(fā)射機(jī)1406的微處理器向第一波形發(fā)生器提供指令，以改變(增加/減小)所發(fā)射波形的頻率f1。在另一實(shí)施例中，基于第二組的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，發(fā)射機(jī)1406的微處理器向第一波形發(fā)生器提供指令，以產(chǎn)生具有頻率f2的新波形1404。在另一實(shí)施例中，基于第二組的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，發(fā)射機(jī)1406的微處理器可以使用新的波形發(fā)生器，而不是第一波形發(fā)生器來產(chǎn)生具有頻率f2的新波形1404。

圖15示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于在無線功率傳輸系統(tǒng)中產(chǎn)生波形的方法。

在第一步驟1502中，發(fā)射機(jī)(TX)接收傳感器數(shù)據(jù)。發(fā)射機(jī)建立與接收機(jī)(RX)的連接。通過使用能夠在電子裝置之間傳遞信息的無線通信協(xié)議(例如，)，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)通過通信信號(hào)傳遞信息和數(shù)據(jù)。舉例而言，發(fā)射機(jī)可以掃描接收機(jī)的廣播信號(hào)或者反之亦然，或者接收機(jī)可以發(fā)送信號(hào)給發(fā)射機(jī)。信號(hào)可以想發(fā)射機(jī)表明接收機(jī)的存在，或者向接收機(jī)表明發(fā)射機(jī)的存在，并且可以出發(fā)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的關(guān)聯(lián)。一旦發(fā)射機(jī)識(shí)別了接收機(jī)，則發(fā)射機(jī)在發(fā)射機(jī)中建立與接收機(jī)相關(guān)聯(lián)的連接，允許發(fā)射機(jī)和接收機(jī)傳遞信號(hào)。發(fā)射機(jī)然后可以指令接收機(jī)開始發(fā)送數(shù)據(jù)。除了其他度量之外，接收機(jī)可以測量電壓，并且將電壓采樣測量結(jié)果返回至發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)進(jìn)一步從一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部傳感器、一個(gè)或多個(gè)外部傳感器、與接收機(jī)的位置有關(guān)的熱圖數(shù)據(jù)、關(guān)于一個(gè)或多個(gè)電子裝置的信息(例如，電池使用)以及一個(gè)或多個(gè)物體接收信息和數(shù)據(jù)。

在下一步驟1504中，發(fā)射機(jī)可以確定一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)的微處理器可以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件模塊，以分析所接收的數(shù)據(jù)和信息，并且基于所識(shí)別的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。一個(gè)或多個(gè)參數(shù)用作微處理器的輸入，以對(duì)波形和它們的輸出頻率進(jìn)行必要選擇，從而在一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)位置處形成能量口袋。

在下一步驟1506中，發(fā)射機(jī)基于一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來選擇待由波形發(fā)生器產(chǎn)生的波形(例如，射頻波，聲波)。舉例而言，基于一組的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，發(fā)射機(jī)可以選擇啁啾波來進(jìn)行傳輸，基于另一組的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，發(fā)射機(jī)可以選擇正弦波來進(jìn)行傳輸。由于啁啾波的頻率和幅度隨著時(shí)間和距離的增加而連續(xù)增加或者減少，發(fā)射機(jī)可以選擇啁啾波形，一個(gè)或多個(gè)參數(shù)可以表明一時(shí)間段內(nèi)部具有連續(xù)頻率的信號(hào)需求。

在下一步驟1508中，發(fā)射機(jī)向波形發(fā)生器提供指令，以產(chǎn)生所選擇的波形，例如啁啾波。波形還可以通過使用外部電源和使用壓電材料的本地振蕩器芯片來產(chǎn)生。波形可以由來進(jìn)行控制，波形發(fā)生器和發(fā)射機(jī)電路可以包括用于調(diào)節(jié)波形的相位和/或相對(duì)幅度的專用芯片。波形的頻率、相位、增益、幅度和其他波形特征可以被調(diào)整，以在一個(gè)或多個(gè)電子裝置的目標(biāo)位置處形成能量口袋。

C.零引導(dǎo)

圖16示出了根據(jù)示例性實(shí)施例在無線功率傳輸系統(tǒng)中形成零空間。發(fā)射機(jī)1602包括天線陣列中的一個(gè)或更多個(gè)天線。發(fā)射機(jī)配置為對(duì)從發(fā)射機(jī)1602的天線發(fā)射到接收機(jī)1604的功率波的其他可能屬性中的相位和幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在沒有任何相位或幅度調(diào)節(jié)的情況下，功率波可以從發(fā)射機(jī)1602的天線中的每一個(gè)天線發(fā)射，并且將達(dá)到不同位置且具有不同相位。這些差別通常是由于發(fā)射機(jī)1602的每個(gè)天線到位于不同位置處的接收機(jī)的不同距離。為了形成能量口袋，發(fā)射機(jī)1602發(fā)射的功率波彼此精確地同相到達(dá)接收機(jī)1604處并組合以增大每個(gè)波的幅度，從而產(chǎn)生比每個(gè)組成功率波更強(qiáng)的合成波。

在所示附圖中，接收機(jī)1604可以從發(fā)射機(jī)1602接收多個(gè)功率傳輸信號(hào)。多個(gè)功率傳輸信號(hào)中的每一個(gè)包括來自發(fā)射機(jī)1602的多個(gè)天線的功率波。這些功率傳輸信號(hào)的合成可以大致為零，這是因?yàn)楣β什ǒB加以建立零空間。也就是說，發(fā)射機(jī)1602的天線可以發(fā)射精確相同的功率傳輸信號(hào)，該精確相同的功率傳輸信號(hào)包括具有相同特征(例如，相位、幅度)的功率波。因?yàn)槊總€(gè)功率傳輸信號(hào)的功率波1606、1608具有相同的特性，所以當(dāng)功率波1606、1608到達(dá)接收機(jī)1604處時(shí)，功率波1606、1608相互偏移180度。因此，發(fā)射機(jī)1602發(fā)射的功率波1606相互抵消或取消。

在一個(gè)實(shí)施例中，基于通信信號(hào)和繪圖數(shù)據(jù)(例如，熱圖數(shù)據(jù)和/或傳感器數(shù)據(jù))，發(fā)射機(jī)1602將基于對(duì)接收機(jī)1604的位置指示來生成功率波。發(fā)射機(jī)1602則將在接收機(jī)1604的位置后方或在接近接收機(jī)的其他位置處生成零空間，或者相反地不期望具有功率水平超過特定閾值的能量口袋。在另一實(shí)施例中，基于繪圖數(shù)據(jù)(例如，熱圖數(shù)據(jù)和/或傳感器數(shù)據(jù))，發(fā)射機(jī)1602將確定一個(gè)或更多個(gè)諸如人和動(dòng)物之類的目標(biāo)的位置，并且之后在一個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)的位置處或附近生成零空間，或者相反地不期望具有功率水平超過特定閾值的能量口袋。發(fā)射機(jī)1602將從傳感器連續(xù)接收關(guān)于一個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)和一個(gè)或更多個(gè)接收機(jī)的位置的數(shù)據(jù)。發(fā)射機(jī)1602配置為在一個(gè)或更多個(gè)接收機(jī)的位置處生成能量口袋，并且發(fā)射機(jī)1602在接收機(jī)的位置之外、以及一個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)的位置處或附近、由或者不期望能量口袋的功率水平超過特定閾值之處生成一個(gè)或更多個(gè)零空間。發(fā)射機(jī)1602配置為不斷地測量一個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)和一個(gè)或更多個(gè)接收機(jī)的位置之間的距離?；谠摼嚯x，發(fā)射機(jī)1602選擇從一個(gè)或更多個(gè)天線陣列的一個(gè)或更多個(gè)天線選擇功率波發(fā)射以建立能量口袋或零空間。

在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)1602的波形發(fā)生器可以生成至少兩個(gè)波形。所生成的至少兩個(gè)波形具有不同的頻率。至少兩個(gè)波形之一或至少兩個(gè)波形中的全部波形的頻率的相位改變可以導(dǎo)致形成統(tǒng)一的波形。統(tǒng)一的波形使得將沿一定區(qū)域中的一個(gè)或更多個(gè)零空間在一個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)處生成能量口袋。

圖17示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的一種用于在無線功率傳輸系統(tǒng)中形成零空間的方法。

在第一步驟1702中，發(fā)射機(jī)(TX)發(fā)射功率波以在一個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)電子設(shè)備處生成能量口袋。發(fā)射機(jī)發(fā)射的功率波在三維空間中匯聚。通過相位和/或相對(duì)幅度調(diào)節(jié)控制功率波以在預(yù)期能量口袋的位置處形成能量口袋。能量口袋由在三維空間中的目標(biāo)位置處匯聚的兩個(gè)或更多個(gè)功率波形成。

在下一步驟1704中，發(fā)射機(jī)接收目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)。一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)部傳感器和一個(gè)或更多個(gè)外部傳感器將關(guān)于目標(biāo)在發(fā)射機(jī)的工作區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)和位置的數(shù)據(jù)發(fā)射到發(fā)射機(jī)。一個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)可以包括人和動(dòng)物。

在下一步驟1706中，發(fā)射機(jī)測量目標(biāo)和接收機(jī)之間的距離。一旦接收到目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)，發(fā)射機(jī)測量目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)與能量口袋定向的一個(gè)或更多個(gè)接收機(jī)的位置(例如，圖2中所述的過程中識(shí)別的位置)之間的距離。發(fā)射機(jī)還配置為測量一個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)距離發(fā)射機(jī)和功率波的距離?；谶@各種距離的測量值，發(fā)射機(jī)則確定是否生成零空間，并且在確定生成零空間時(shí)確定零空間的位置。

在下一步驟1708中，如果發(fā)射機(jī)確定目標(biāo)接近于功率水平超過給定閾值的能量口袋，發(fā)射機(jī)在能量口袋的位置處或附近建立零空間，或者建立對(duì)應(yīng)于目標(biāo)的位置的零空間。在一些情況下，當(dāng)檢測到目標(biāo)位于與預(yù)期能量口袋相同的位置處時(shí)，發(fā)射機(jī)能夠在預(yù)期生成能量口袋的位置處建立零空間。在這些情況下，所發(fā)射的功率波彼此抵消，導(dǎo)致沒有明顯的能量發(fā)射到包含目標(biāo)的位置處。

D.發(fā)射機(jī)天線陣列的配置

i.天線陣列中天線的間隔

圖18示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的無線功率傳輸系統(tǒng)的天線陣列中的天線設(shè)置。

在一個(gè)實(shí)施方式中，無線功率傳輸系統(tǒng)包括一個(gè)或更多個(gè)發(fā)射機(jī)。一個(gè)或更多個(gè)發(fā)射機(jī)中的每一個(gè)包括一個(gè)或更多個(gè)天線陣列。在說明性實(shí)施例中示出了單個(gè)天線陣列1802。一個(gè)或更多個(gè)天線陣列中的每一個(gè)包括一個(gè)或更多個(gè)天線以發(fā)射一個(gè)或更多個(gè)功率波。在說明性實(shí)施例中，單個(gè)天線陣列1802包括多個(gè)天線1804。一個(gè)或更多個(gè)天線中的天線彼此間隔以使得多個(gè)天線發(fā)射的一個(gè)或更多個(gè)功率波被定向形成能量口袋，從而為目標(biāo)電子設(shè)備供電。

無線功率傳輸系統(tǒng)還包括接收機(jī)，該接收機(jī)配置為接收使用一個(gè)或更多個(gè)發(fā)射機(jī)的一個(gè)或更多個(gè)天線陣列中的一個(gè)或更多個(gè)天線發(fā)射的一個(gè)或更多個(gè)功率波生成的能量口袋。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)上的一個(gè)或更多個(gè)天線的至少一個(gè)天線的高度能夠從大約1/8英寸至大約1英寸，并且至少一個(gè)天線的寬度能夠從大約1/8英寸至大約1英寸。天線陣列中的兩個(gè)鄰近天線之間的距離能夠介于1/3至12λ。在一個(gè)實(shí)施例中，該距離能夠大于1λ。該距離能夠介于1λ和10λ之間。在一個(gè)實(shí)施例中，該距離能夠介于4λ和10λ之間。

天線陣列中的一個(gè)或更多個(gè)天線中的天線彼此以預(yù)定距離放置，以使得天線發(fā)射的一個(gè)或更多個(gè)功率波被定向以在接收機(jī)處形成能量口袋。進(jìn)一步地，一個(gè)或更多個(gè)天線中的每一個(gè)在三維空間中彼此以預(yù)定距離放置，以使得一個(gè)或更多個(gè)天線中的每一個(gè)發(fā)射的一個(gè)或更多個(gè)功率波在接收機(jī)外不形成能量口袋。進(jìn)一步地，一個(gè)或更多個(gè)天線中的每一個(gè)在三維空間中彼此以預(yù)定距離放置，以使得一個(gè)或更多個(gè)天線中的每一個(gè)發(fā)射的一個(gè)或更多個(gè)功率波被定向以在接收機(jī)處形成能量口袋，其中，能量口袋內(nèi)的能量大于由于一個(gè)或更多個(gè)功率波造成的接收機(jī)邊緣以外出現(xiàn)的能量。

在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)天線固定在活動(dòng)部件上，并且一個(gè)或更多個(gè)天線陣列中的每一個(gè)中的一個(gè)或更多個(gè)天線根據(jù)接收機(jī)的位置來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，以使得一個(gè)或更多個(gè)天線發(fā)射的一個(gè)或更多個(gè)功率波被定向以在接收機(jī)處形成能量口袋?；顒?dòng)部件為任意機(jī)械致動(dòng)器，該機(jī)械致動(dòng)器由發(fā)射機(jī)的微處理器控制。發(fā)射機(jī)的微處理器接收來自一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)部傳感器、一個(gè)或更多個(gè)外部傳感器以及關(guān)于接收機(jī)或目標(biāo)電子設(shè)備的位置的熱圖數(shù)據(jù)的信息并且基于該傳感器數(shù)據(jù)中的一些或全部，微處理器控制安裝有天線的機(jī)械致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)天線陣列中的每一個(gè)中的一個(gè)或更多個(gè)天線彼此以預(yù)定距離放置，這使得一個(gè)或更多個(gè)天線之間能夠相互耦合，并且其中，相互耦合使多個(gè)天線之間的電感耦合或電容耦合。

一個(gè)或更多個(gè)天線陣列中的每一個(gè)的一個(gè)或更多個(gè)天線配置為由于一個(gè)或更多個(gè)天線的放置以在相互不同的時(shí)間發(fā)射一個(gè)或更多個(gè)功率波。在另一實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)天線陣列中的每一個(gè)的一個(gè)或更多個(gè)天線配置為由于被發(fā)射器的微處理器控制的計(jì)時(shí)電路的存在以在相互不同的時(shí)間發(fā)射一個(gè)或更多個(gè)功率波。計(jì)時(shí)電路能夠用于為一個(gè)或更多個(gè)天線中的每一個(gè)選擇不同的傳輸時(shí)間。在一個(gè)示例中，微處理器可以為計(jì)時(shí)電路預(yù)配置來自一個(gè)或更多個(gè)天線中的每一個(gè)傳輸一個(gè)或更多個(gè)傳輸波的計(jì)時(shí)。在另一示例中，基于從一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)部傳感器、一個(gè)或更多個(gè)外部傳感器和通信信號(hào)接收的信息，發(fā)射機(jī)可以對(duì)來自多個(gè)天線的多個(gè)傳輸波形的傳輸進(jìn)行延遲。

在又一實(shí)施例中，提供了一種無線功率傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)包括一個(gè)或更多個(gè)天線陣列。一個(gè)或更多個(gè)天線陣列中的每一個(gè)包括多個(gè)天線。多個(gè)天線發(fā)射一個(gè)或更多個(gè)功率波。發(fā)射機(jī)還包括微處理器，該微處理器配置為基于使用一個(gè)或更多個(gè)功率波定向的能量口袋的目標(biāo)來激活多個(gè)天線的第一天線集合。第一天線集合基于第一天線集合中的天線之間的距離來從一個(gè)或更多個(gè)天線中選擇，該距離對(duì)應(yīng)于形成能量口袋的天線的期望距離。換言之，所選擇的第一天線集合的天線之間的距離使得鄰近的天線較優(yōu)地彼此遠(yuǎn)離，并且從第一天線集合發(fā)射的一個(gè)或更多個(gè)功率波形成能量口袋，從而為目標(biāo)電子設(shè)備供電。

在一個(gè)實(shí)施方式中，發(fā)射機(jī)包括天線電路，該天線電路配置為基于通信信號(hào)對(duì)天線陣列中的一個(gè)或更多個(gè)天線中的每一個(gè)進(jìn)行開關(guān)。通信信號(hào)可以從一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)部傳感器、一個(gè)或更多個(gè)外部傳感器或熱圖數(shù)據(jù)接收。在一個(gè)實(shí)施例中，天線陣列配置使得功率波方向能夠通過導(dǎo)通一個(gè)或更多個(gè)天線的第一天線集合被引導(dǎo)到第一方向上，并且天線陣列的功率波方向能夠通過導(dǎo)通一個(gè)或更多個(gè)天線的第二天線集合被引導(dǎo)到第二方向上。第二天線集合能夠包括第一天線集合中的一個(gè)或更多個(gè)天線，或者第二天線集合可以不包括第一集合中的任何天線。在一個(gè)實(shí)施例中，天線陣列的功率波方向能夠通過導(dǎo)通多個(gè)方向中的每一個(gè)上的一個(gè)或更多個(gè)天線中的天線集合在多個(gè)方向上切換?；诘谝惶炀€集合中的天線與第二天線集合中的天線之間的距離來選擇第一天線集合和第二天線集合中的天線。距離的選擇使得第一天線集合、第二天線集合或任何天線集合的出現(xiàn)在期望位置處生成有效的能量口袋。

在一個(gè)實(shí)施方式中，發(fā)射傳輸波以生成能量口袋的天線之間的間隔基于必須建立能量口袋的接收器的位置來確定。發(fā)射機(jī)確定接收機(jī)的位置。在一個(gè)示例中，接收機(jī)的位置使用接收機(jī)在通信組件上發(fā)射的諸如藍(lán)牙信號(hào)之類的通信信號(hào)進(jìn)行測量。接收機(jī)的位置可以被微處理器使用以調(diào)節(jié)和/或選擇多個(gè)天線中的天線以形成能量口袋，該能量口袋可由接收機(jī)使用來為電子設(shè)備充電。

在一個(gè)實(shí)施例中，天線陣列可以包括1000個(gè)天線。天線開關(guān)電路配置為在給定時(shí)間連接1000個(gè)天線中的任何數(shù)量的天線。開關(guān)電路包括信號(hào)分路器，該信號(hào)分路器適于將信號(hào)分路為任何數(shù)量的信號(hào)。另外，開關(guān)電路包括1000個(gè)開關(guān)，并且開關(guān)電路適于控制開關(guān)的數(shù)量，以使得1000個(gè)天線中的特定數(shù)量的天線被導(dǎo)通。開關(guān)電路可以包括微機(jī)電系統(tǒng)開關(guān)。在另一實(shí)施例中，開關(guān)電路可以包括濾波器，該濾波器適于單獨(dú)地向天線陣列發(fā)射信號(hào)并從天線陣列接收信號(hào)。

在另一實(shí)施例中，天線陣列包括數(shù)量Z的天線，并且開關(guān)電路配置為在給定時(shí)間控制數(shù)量X個(gè)天線。依照該實(shí)施例，開關(guān)電路包括信號(hào)分路器，該信號(hào)分路器適于將信號(hào)分路為數(shù)量X個(gè)信號(hào)，開關(guān)矩陣包括數(shù)量X個(gè)1×Z開關(guān)，并且開關(guān)電路適于控制開關(guān)矩陣，以使得連續(xù)的X個(gè)天線集合被激活。在一些實(shí)施例中，1×Z個(gè)開關(guān)包括復(fù)用器。

ii.天線陣列形狀配置

圖19示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的對(duì)無線功率傳輸系統(tǒng)中的多個(gè)天線陣列的管理。

在一個(gè)實(shí)施例中，提供了無線功率傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)包括至少兩個(gè)天線陣列。在一個(gè)示例中，該至少兩個(gè)天線陣列包括第一天線陣列1902和第二天線陣列1904。應(yīng)當(dāng)注意，為了解釋方便，僅描述了具有第一天線陣列1902和第二天線陣列1904的系統(tǒng)，然而，在不背離所述實(shí)施例的范圍的情況下，系統(tǒng)中可以包括多于兩個(gè)天線陣列。第一天線陣列1902和第二天線陣列1904中的每一個(gè)包括配置為發(fā)射一個(gè)或更多個(gè)功率波的一行或更多行以及一列或更多列天線。發(fā)射機(jī)還包括微處理器。微處理器配置為控制第一天線陣列1902和第二天線陣列1904之間的間隔。該至少兩個(gè)陣列中的第一天線陣列1902留出間隔以在三維空間中相對(duì)于該至少兩個(gè)陣列中的第二天線陣列1904偏移預(yù)定距離，以使得第一天線陣列1902和第二天線陣列1904中的每一個(gè)的天線發(fā)射的一個(gè)或更多個(gè)功率波被定向以形成能量口袋，從而為目標(biāo)電子設(shè)備供電。第一天線陣列1902和第二天線陣列1904根據(jù)目標(biāo)電子設(shè)備的位置被放置為彼此相距預(yù)定距離。換言之，預(yù)定距離由發(fā)射機(jī)基于目標(biāo)電子設(shè)備的位置來選擇。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一天線陣列1902與第二天線陣列1904之間的距離根據(jù)目標(biāo)電子設(shè)備的位置來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，以使得第一天線陣列1902和第二天線陣列1904的天線發(fā)射的一個(gè)或更多個(gè)功率波被定向以在目標(biāo)電子設(shè)備處形成能量口袋。在一個(gè)實(shí)施例中，第一天線陣列1902和第二天線陣列1904是平坦形狀的，并且該至少兩個(gè)天線陣列之間的偏移距離為4英寸。

iii.多個(gè)陣列

圖20示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的對(duì)無線功率傳輸系統(tǒng)中的多個(gè)天線陣列的管理。

在一個(gè)實(shí)施例中，提供了無線功率傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)包括至少兩個(gè)天線陣列。在一個(gè)示例中，該至少兩個(gè)天線陣列包括第一天線陣列2002和第二天線陣列2004。應(yīng)當(dāng)注意，為了解釋方便，進(jìn)描述了具有第一天線陣列2002和第二天線陣列2004的系統(tǒng)，然而，在不背離所述實(shí)施例的范圍的情況下，系統(tǒng)中可以包括多于兩個(gè)天線陣列。第一天線陣列2002和第二天線陣列2004中的每一個(gè)包括配置為發(fā)射一個(gè)或更多個(gè)功率波的一行或更多行和一列或更多列天線。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一天線陣列2002和第二天線陣列2004均用于在相同時(shí)間建立零空間。在又一實(shí)施例中，第一天線陣列2002和第二天線陣列2004均用于在相同時(shí)間建立能量口袋和零空間。

iv.三維陣列配置

圖21示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的無線功率傳輸中的天線陣列配置。

在一個(gè)示例中，公開了一種具有特定陣列大小和形狀的天線陣列2102。本申請(qǐng)中描述的天線陣列2102使三維天線陣列。三維天線陣列的形狀包括但不限于：任意形狀的平面天線陣列，以及圓柱形、圓錐形和球形。天線陣列包括特定類型、大小和形狀的一個(gè)或更多個(gè)天線。例如，一種類型的天線是所謂的貼片式天線，該貼片式天線具有方形形狀以及與特定頻率(例如，10GHz)的工作相容的大小。進(jìn)一步地，天線被設(shè)置為方形配置并且具有例如一個(gè)波長(1λ)的間隔。本領(lǐng)域的技術(shù)人員意識(shí)到還可以使用額外或替代性的形狀、空間和天線類型。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還理解，可以針對(duì)RF頻率范圍內(nèi)的任何頻率(例如，在大約900MHz至大約100GHz范圍內(nèi)的任何頻率)下的工作來選擇一個(gè)或更多個(gè)天線的大小。本公開的天線陣列中可以使用的天線的類型包括但不限于：凹槽部件、偶極子、或狹槽、或者本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)人員公知的任何其他天線。此外，本申請(qǐng)中進(jìn)行參照來根據(jù)天線陣列的形狀生成具有特定的形狀和功率傳輸波寬的天線功率傳輸波。本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，還可以通過公知技術(shù)來使用和提供具有其他形狀和寬度的天線功率波，諸如將幅度和相位調(diào)節(jié)電路包含在天線供給電路中的合適位置處。

在一個(gè)實(shí)施例中，三維天線陣列被用在本公開的無線功率傳輸系統(tǒng)中。三維天線陣列可以有兩種類型。這兩種類型包括有源天線陣列和無源天線陣列。有源天線陣列包括諸如半導(dǎo)體器件之類的有源器件以助于功率波的傳輸。無源天線陣列并不助于功率波的傳輸。在有源或無源陣列中以一些方式提供陣列中的天線之間的相位特性。在一個(gè)實(shí)施例中，有源天線陣列通常包括可控移相器，該可控移相器能夠用于對(duì)饋送到陣列的天線中的一個(gè)(或天線集合)上的RF波的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)。在另一實(shí)施例中，通過使用非相位受控信號(hào)幅度分割器(divider)并結(jié)合與每個(gè)天線或天線集合相連的相位控制部件的控制來避免對(duì)于相移功率傳輸波形成器的需求。因此，有源天線陣列通常包括多個(gè)天線以及連接到天線上的射頻電路。有源天線陣列是用于給予每個(gè)天線的所要發(fā)射的RF信號(hào)適當(dāng)?shù)南辔徊?、或者相位差和適當(dāng)?shù)脑鲆娌畹奶炀€系統(tǒng)。因此，能夠進(jìn)行定向功率傳輸波掃描或者能夠?qū)崿F(xiàn)任意定向功率傳輸波。有源天線陣列還可以具有與每個(gè)天線或天線集合相關(guān)聯(lián)的發(fā)射放大器和接收放大器。

在一個(gè)替代性或附加實(shí)施例中，天線陣列包括立方體形狀的表面。為了以最大增益或期望增益將功率波指向特定方向以產(chǎn)生能量口袋，較優(yōu)地可以選擇(即激活)多個(gè)天線中盡可能多的天線、或者至少預(yù)先選擇的數(shù)量的天線。由于陣列的形狀不是線型的，該形狀造成天線之間的相位差。例如，可被當(dāng)作參考天線的一個(gè)天線將產(chǎn)生其主瓣軸線在期望的功率傳輸波方向上的增益圖案或輻射圖案。其他的天線也將具有對(duì)于期望方向上的功率傳輸波增益有貢獻(xiàn)的輻射圖案，但是由于陣列的形狀，天線表面的輪廓造成的相位差將對(duì)可以產(chǎn)生有效的天線功率傳輸波形狀的簇大小進(jìn)行限制。在一個(gè)實(shí)施方式中，相位差由天線相對(duì)于具有在期望方向上的輻射圖案的參考天線的位置造成。例如，參考天線將其功率傳輸波指向?yàn)榇怪庇趨⒖继炀€的口徑。由于陣列的形狀，其他天線并不指向相同方向，并且其他天線的信號(hào)相位并不與來自參考天線的信號(hào)對(duì)準(zhǔn)。在大多數(shù)情況下，距離參考部件越遠(yuǎn)的部件的相位偏移越大，并且該相位偏移是天線陣列的平面和表面之間的角度的函數(shù)。由于相位偏移，來自簇中和天線陣列上的參考天線以及全部其他天線的信號(hào)之間的相干損失。相位延遲波具有能夠疊加到整體波上的分量，但是在一定的點(diǎn)處還將從波中減去或消除。這限制了簇的大小，并因此限制了簇陣列的最大增益。

在另一實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)天線包括第一天線集合和第二天線集合。第一天線集合和第二天線集合以關(guān)于三維天線陣列的非平面形的天線陣列表面的不同角度放置。通過選擇應(yīng)當(dāng)發(fā)射功率波的天線，三維陣列的形狀能夠基于接收機(jī)的位置動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。在一個(gè)替代性實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)天線陣列能夠具有基于預(yù)定、預(yù)測或預(yù)計(jì)的接收機(jī)位置的特定配置。

第一天線能夠與第二天線相距一距離，其中，兩個(gè)天線發(fā)射功率波至接收機(jī)，其中，在接收機(jī)處生成能量口袋。可以想到在第一和第二天線之間具有一距離，以使得所發(fā)射的功率波并未大體上相互平行。第一和第二天線之間的最優(yōu)距離取決于接收機(jī)的距離、房間的大小、功率波的頻率以及所發(fā)射的功率大小。

圖22A和22B示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的無線功率傳輸系統(tǒng)中的天線陣列配置。多個(gè)天線2202被設(shè)置在天線陣列2204中。如圖22A和22B中所示，天線陣列2204是三維天線陣列。天線陣列2204中的多個(gè)天線2202之間的間隔的增大導(dǎo)致能量口袋的大小(或袋大小)較小，如圖22C中所示。在該示例中，天線陣列2204的配置為40英寸×40英寸。

圖23A和23B示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的無線功率傳輸系統(tǒng)中的天線陣列配置。多個(gè)天線2302被設(shè)置在天線陣列2304中。天線陣列2304是三維天線陣列。如圖23A和23B中所示，天線陣列2304中的多個(gè)天線2302的設(shè)置上的深度增加導(dǎo)致能量口袋的大小(或袋大小)較小，如圖23C中所示。在該示例中，天線陣列2304的配置為40英寸×40英寸×5英寸。

圖24A和24B示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的無線功率傳輸系統(tǒng)中的天線陣列配置。多個(gè)天線2402被設(shè)置在天線陣列2404中。天線陣列2404是三維天線陣列。如圖16A和16B中所示，天線陣列2404中的多個(gè)天線2402之間的非線型間隔導(dǎo)致一個(gè)或更多個(gè)功率波形在能量口袋的大小(袋大小)周圍的能量分布發(fā)生改變，如圖24C中所示。圖中所示的非線型間隔為對(duì)數(shù)間隔。在該示例中，天線陣列2404的配置為40英寸×40英寸。

圖25A和25B示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的無線功率傳輸系統(tǒng)中的天線陣列配置。多個(gè)天線2502被設(shè)置在天線陣列2504中。天線陣列2504是三維天線陣列。如圖25A和25B中所示，天線陣列2504中的天線2502之間的非線型間隔導(dǎo)致一個(gè)或更多個(gè)功率波形在能量口袋的大小(袋大小)周圍的能量分布發(fā)生改變，如圖25C中所示。圖中所示的非線型間隔為對(duì)數(shù)間隔。在該示例中，天線陣列2504的配置為40英寸×40英寸×6英寸。

圖26A和26B示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的無線功率傳輸系統(tǒng)中的天線陣列配置。多個(gè)天線2602被設(shè)置在天線陣列2604中。天線陣列2604是三維天線陣列。如圖26A和26B中所示，天線陣列2604中的多個(gè)天線2602之間距離的增大導(dǎo)致產(chǎn)生多個(gè)功率波，這多個(gè)功率波并不相互抵消并因此造成產(chǎn)生較大的能量口袋，如圖26C中所示。在該示例中，天線陣列2604的配置為13英寸×75英寸。

圖27A和27B示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的無線功率傳輸系統(tǒng)中的天線陣列配置。多個(gè)天線2702被設(shè)置在天線陣列2704中。天線陣列2704是三維天線陣列。如圖27A和27B中所示，天線陣列2704中的多個(gè)天線2702之間距離的減小導(dǎo)致產(chǎn)生強(qiáng)功率波，該強(qiáng)功率波并不相互抵消并因此造成產(chǎn)生較大的能量口袋，如圖27C中所示。在該示例中，天線陣列2704的配置為8英寸×16英寸。

圖28A和28B示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的無線功率傳輸系統(tǒng)中的天線陣列配置。多個(gè)天線2802被設(shè)置在天線陣列2804中。天線陣列2804是三維天線陣列。如圖28A和28B中所示，天線陣列2804中沿天線陣列2804的大小的多個(gè)天線2802之間間隔/距離導(dǎo)致產(chǎn)生能量口袋，如圖28C中所示。在該示例中，天線陣列2804的配置為45英寸×93英寸。

圖29A和29B示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的無線功率傳輸系統(tǒng)中的天線陣列配置。多個(gè)天線2902被設(shè)置在天線陣列2904中。天線陣列2904是三維天線陣列。如圖29A和29B中所示，天線陣列2904中沿天線陣列2904的大小的多個(gè)天線2902之間間隔/距離導(dǎo)致產(chǎn)生能量口袋，如圖29C中所示。在該示例中，天線陣列2904的配置為30英寸×63英寸。

圖30和31示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的無線功率傳輸系統(tǒng)中的天線陣列配置。發(fā)射機(jī)包括一個(gè)或更多個(gè)天線，該一個(gè)或更多個(gè)天線配置為發(fā)射一個(gè)或更多個(gè)功率波以形成能量口袋為目標(biāo)電子設(shè)備供電。一個(gè)或更多個(gè)天線位于由包括凹面形狀和凸面形狀的組中選擇的三維陣列的非平面形天線陣列表面上。非平面形還可以從包括球狀凹面形、球狀凸面形、拋物線凹面形和拋物線凸面形的組中選擇。在一個(gè)實(shí)施例中，三維天線陣列中的一個(gè)或更多個(gè)天線由于非平面形天線陣列表面被相互放置為使得一個(gè)或更多個(gè)天線發(fā)射的一個(gè)或更多個(gè)功率波在接收機(jī)的邊緣以外形成能量口袋，如圖11至16中所述。在另一實(shí)施例中，三維天線中的一個(gè)或更多個(gè)天線由于非平面形天線陣列表面被相互放置為使得一個(gè)或更多個(gè)天線發(fā)射的一個(gè)或更多個(gè)功率波被定向以在接收機(jī)處形成能量口袋，該能量口袋大于存在于接收機(jī)的邊緣以外的能量。

V.使用熱圖和傳感器的示例性無線功率傳輸方法

圖32示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的在無線功率傳輸系統(tǒng)中形成能量口袋的方法3200。

在第一步驟3202中，發(fā)射機(jī)(TX)接收指示接收機(jī)(RX)位置的數(shù)據(jù)(例如，熱圖數(shù)據(jù))，并且經(jīng)由通信信號(hào)與符合用于通信的一個(gè)或更多個(gè)協(xié)議的接收機(jī)建立連接。也就是說，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)可以使用無線通信協(xié)議經(jīng)由通信信號(hào)傳輸諸如熱圖數(shù)據(jù)之類的各種類型的數(shù)據(jù)，無線通信協(xié)議(例如，NFC、Wi-Fi)能夠在兩個(gè)電氣設(shè)備的處理器之間發(fā)送信息，其中，無線通信協(xié)議一般完成一些在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間建立連接的例程。一旦發(fā)射機(jī)識(shí)別到接收機(jī)，發(fā)射機(jī)可以與接收機(jī)建立關(guān)聯(lián)該發(fā)射機(jī)的連接，以使得發(fā)射機(jī)和接收機(jī)能夠通信。在關(guān)聯(lián)建立之后，則在當(dāng)前步驟3202中，接收機(jī)可以將熱圖數(shù)據(jù)發(fā)射到發(fā)射機(jī)，從而指示接收機(jī)在傳輸場中所處的位置(例如，坐標(biāo)、區(qū)段)。

在下一步驟3204中，發(fā)射機(jī)發(fā)射功率波以在接收機(jī)的位置處生成能量口袋。發(fā)射機(jī)發(fā)射的功率波在三維空間中匯聚。功率波可以通過相位和/或相對(duì)幅度調(diào)節(jié)進(jìn)行控制，從而在預(yù)期能量口袋的接收機(jī)位置處形成能量口袋。在一個(gè)實(shí)施例中，能量口袋由在三維空間中的接收機(jī)位置處匯聚的兩個(gè)或更多個(gè)功率波形成。

在下一步驟3206中，發(fā)射機(jī)接收生命體或敏感目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)。一個(gè)或更多個(gè)傳感器采集指示生命體或敏感目標(biāo)存在的傳感器數(shù)據(jù)，之后將未處理或處理后的的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送給發(fā)射機(jī)。一個(gè)或更多個(gè)傳感器可以采集并發(fā)送指示生命體或其他敏感目標(biāo)位置的位置相關(guān)傳感器數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)傳感器采集并向發(fā)射機(jī)發(fā)送位置相關(guān)信息、以及生命體或敏感目標(biāo)的至少一個(gè)非位置屬性。在一個(gè)實(shí)施例中，生命體或敏感目標(biāo)的至少一個(gè)非位置屬性包括熱電傳感器響應(yīng)、光學(xué)傳感器響應(yīng)、超聲波傳感器響應(yīng)和毫米波傳感器響應(yīng)中的一個(gè)或更多個(gè)。

在下一步驟3208中，發(fā)射機(jī)測量生命體或敏感目標(biāo)與功率波之間的距離。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)將生命體或敏感目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)與(在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間發(fā)射的)功率波的位置進(jìn)行對(duì)比。發(fā)射機(jī)還將生命體或敏感目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)與平面坐標(biāo)(例如，一維坐標(biāo)、二維坐標(biāo)、或三維坐標(biāo)、或極坐標(biāo))進(jìn)行對(duì)比，該平面坐標(biāo)與其坐標(biāo)存儲(chǔ)在發(fā)射機(jī)的繪圖存儲(chǔ)器中的接收機(jī)的位置相關(guān)聯(lián)。發(fā)射機(jī)將功率波生成的功率水平與用于生命體或敏感目標(biāo)的一個(gè)或更多個(gè)最大允許功率水平進(jìn)行對(duì)比。如果發(fā)射機(jī)確定生命體或敏感目標(biāo)與功率波之間的距離指示不夠接近，即功率波生成的功率水平低于生命體或敏感對(duì)象的位置處的一個(gè)或更多個(gè)最大允許功率水平，則發(fā)射機(jī)繼續(xù)發(fā)生功率波，借此在接收機(jī)的位置處形成能量口袋。

如果發(fā)射機(jī)確定生命體或敏感目標(biāo)與功率波之間的距離指示接近時(shí)(即功率波生成的功率水平高于或接近生命體或敏感對(duì)象的位置處的一個(gè)或更多個(gè)最大允許功率水平)，則在步驟3210中，發(fā)射機(jī)基于生命體或敏感目標(biāo)的位置調(diào)節(jié)功率波。在一些情況下，發(fā)射機(jī)降低接收機(jī)處的功率波的功率水平。在一些情況下，發(fā)射機(jī)停止將功率波發(fā)射到接收機(jī)處。在一些情況下，發(fā)射機(jī)減少接收機(jī)位置處的功率波的能量。在一些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)將功率波的發(fā)射重定向到生命體或敏感目標(biāo)的周圍。在一些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)在接收機(jī)的位置處或附近、或者對(duì)應(yīng)于生命體或敏感目標(biāo)的位置建立零空間。在一些情況下，當(dāng)在預(yù)期能量口袋的相同位置處檢測到生命體或敏感對(duì)象時(shí)，發(fā)射機(jī)在生成能量口袋的位置處建立零空間。在這些情況下，所發(fā)射的功率波相互抵消，以使得沒有大量的能量被發(fā)射到生命體或敏感對(duì)象的位置處。

在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)天線中的每一個(gè)具有相同的尺寸，并且發(fā)射機(jī)的一個(gè)或更多個(gè)天線中的至少一個(gè)天線從包含以下各項(xiàng)的組中選擇：平面天線、貼片天線和偶極天線。發(fā)射機(jī)的一個(gè)或更多個(gè)天線配置為工作在從約900MHz至約100GHz的范圍內(nèi)的頻帶下，包括約1GHz、5.8GHz、24GHz、60GHz和72GHz。一個(gè)或更多個(gè)天線配置為根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)天線在至少一個(gè)三維天線陣列中的布置彼此在不同的時(shí)間發(fā)射一個(gè)或更多個(gè)功率波。

一個(gè)或更多個(gè)天線在三維天線陣列中均勻間隔。一個(gè)或更多個(gè)天線還非對(duì)稱地位于三維天線陣列內(nèi)，并且三維天線矩陣因而使得能夠在大的方向范圍內(nèi)的任何方向上發(fā)射一個(gè)或更多個(gè)功率波。在另一實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)天線能夠在天線陣列上均勻間隔、非對(duì)稱地位于天線陣列上、或者以上兩者皆有，借此使得能夠在大的方向范圍內(nèi)發(fā)射一個(gè)或更多個(gè)功率波。在又一實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)天線能夠在天線陣列上非均勻間隔、非對(duì)稱地位于天線陣列上、或者以上兩者皆有，借此使得能夠在大的方向范圍內(nèi)發(fā)射一個(gè)或更多個(gè)功率波。在又一實(shí)施例中，三維陣列中的一個(gè)或更多個(gè)天線設(shè)置在兩個(gè)二維陣列中。

前述方法說明和過程流程圖僅為說明性示例，并不用于要求或暗示各實(shí)施例中的步驟必須以所呈現(xiàn)的次序執(zhí)行。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的，前述實(shí)施例中的步驟可以任何次序執(zhí)行。諸如“之后”、“下一個(gè)”等的用語并不用于限定步驟的次序；這些用語僅用語引導(dǎo)讀者遍閱對(duì)方法的說明。盡管過程流程圖可以按照順序過程對(duì)操作進(jìn)行描述，但是許多操作能夠并行或同時(shí)執(zhí)行。另外，操作的次序可以重設(shè)。過程可以對(duì)應(yīng)于方法、函數(shù)、進(jìn)程、子例程、子程序等。當(dāng)過程對(duì)應(yīng)于函數(shù)時(shí)，該過程的結(jié)束可以對(duì)應(yīng)于功能返回至調(diào)用函數(shù)或主函數(shù)。

結(jié)合本申請(qǐng)公開的實(shí)施例描述的各說明性的邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可以實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的結(jié)合。為了對(duì)硬件和軟件的該可互換性進(jìn)行清楚說明，各說明性組件、塊、模塊、電路和步驟已經(jīng)在上文中對(duì)其功能進(jìn)行了描述。該功能是由硬件還是軟件實(shí)現(xiàn)取決于特定應(yīng)用以及整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。本領(lǐng)域的技術(shù)人員針對(duì)每個(gè)特定應(yīng)用可以采用不同的方式實(shí)現(xiàn)所述功能，但是實(shí)施方式的決定并不應(yīng)當(dāng)理解為背離本發(fā)明的范圍。

以計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例可以由軟件、固件、中間軟件、微代碼、硬件描述語言或以上各項(xiàng)的任意結(jié)合實(shí)現(xiàn)。代碼段或機(jī)器可執(zhí)行指令可以代表進(jìn)程、函數(shù)、子程序、程序、例程、子例程、模塊、軟件包、類、或者指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或程序語句的任意結(jié)合。代碼段可以通過傳遞和/或接收信息、數(shù)據(jù)、命令行參數(shù)、參數(shù)或存儲(chǔ)器內(nèi)容聯(lián)接到另一代碼段或硬件電路。信息、命令行參數(shù)、參數(shù)、數(shù)據(jù)等可以通過任何合適的途徑被傳遞、轉(zhuǎn)發(fā)或發(fā)送，該合適的途徑包括：存儲(chǔ)器共享、消息傳遞、令牌傳遞、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)取?/p>

用于實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)和方法的實(shí)際軟件代碼或?qū)Ｓ每刂朴布⒉挥杀景l(fā)明限制。因此，在不參照具體軟件代碼的情況下說明系統(tǒng)和方法的操作和行為，應(yīng)當(dāng)理解為軟件和控制硬件能夠被設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)基于本申請(qǐng)的說明的系統(tǒng)和方法。

當(dāng)以軟件方式實(shí)現(xiàn)時(shí)，函數(shù)可以一個(gè)或更多個(gè)指令或代碼的形式存儲(chǔ)在非易失性計(jì)算機(jī)可讀或處理器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。本申請(qǐng)中所述的方法或算法的步驟可以被具體化為處理器可執(zhí)行的軟件模塊，該軟件模塊可以駐留在計(jì)算機(jī)可讀或處理器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。非易失性計(jì)算機(jī)可讀或處理器可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和實(shí)際存儲(chǔ)介質(zhì)，以便于計(jì)算機(jī)程序從一個(gè)地方到另一個(gè)地方的轉(zhuǎn)移。非易失性處理器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)可以訪問的任何可用的介質(zhì)。舉例來說，非限制性地，此非易失性處理器可讀介質(zhì)可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM，或其他光盤存儲(chǔ)、磁盤存儲(chǔ)或其他磁存儲(chǔ)設(shè)備，或可用于存儲(chǔ)采用指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望程序代碼且可由計(jì)算機(jī)或存儲(chǔ)器訪問的任何其他實(shí)際存儲(chǔ)介質(zhì)。本申請(qǐng)中使用的磁盤(disk)和光盤(disc)包括壓縮光盤(CD)、激光盤、光盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)、軟磁盤和藍(lán)光盤，其中磁盤通常以磁方式復(fù)制數(shù)據(jù)，而光盤通常以使用激光的光學(xué)方式復(fù)制數(shù)據(jù)。以上的結(jié)合也應(yīng)當(dāng)包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。此外，方法和算法的操作可以作為一條代碼和/或指令、或代碼和/或指令的任何組合或集合駐留在非易失性處理器可讀介質(zhì)和/或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，該代碼和/或指令可包含在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中。