用于无线功率传输的恢复单元和从RF波生成DC功率的方法技术

一种从入射RF波生成DC功率的方法，部分地包括测量由生成DC功率的设备接收的功率的量，以及根据测量的功率来控制由多个RF发射器发射的RF波的相位。可选地，在设备处使用可编程测试负载来测量接收的功率。该设备可选地包括天线、用于生成DC功率的RF至DC转换器、阻抗匹配/变换电路和RF负载/匹配电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线功率传输相关申请的交叉引用本申请要求于2014年8月19日提交的题为“MethodforWirelessPowerTransfer”的美国临时专利申请62/039,321的权益，其内容通过引用整体并入本文。本申请涉及以下美国申请：·2013年11月12日提交的题为“SmartRFLensing：Efficient，DynamicAndMobileWirelessPowerTransfer”的第14/078,489号申请，·2014年11月24日提交的题为“ActiveCMOSRecoveryUnitsForWirelessPowerTransmission”的第14/552,249号申请，以及·2014年11月24日提交的题为“GeneratorUnitForWirelessPowerTransfer”的第14/552,414号申请，所有这些申请的内容通过引用整体并入本文。专利
本专利技术涉及无线通信，并且更具体地涉及无线功率传输。专利技术背景用于给电子设备供电的电能主要来自有线源。传统的无线功率传输依赖于彼此紧密靠近放置的两个线圈之间的磁感应效应。为了提高其效率，线圈尺寸被选择为小于辐射电磁波的波长。当源和充电装置之间的距离增加时，传输的功率强烈减小。专利技术概要根据本专利技术的一个实施方式，适于接收射频(RF)功率并生成DC功率的恢复单元部分地包括用于接收RF功率的至少一个天线、适于生成DC功率的RF至DC转换器、设置在天线与RF至DC转换器之间并适于在天线与RF至DC转换器之间提供阻抗匹配的阻抗匹配/变换电路、以及RF负载/匹配电路，RF负载/匹配电路耦合到RF至DC转换器并且适于阻止RF功率到达RF至DC转换器的输出端子。在一个实施方式中，恢复单元还部分地包括耦合到RF至DC转换器的输出端子的DC至DC转换器。在一个实施方式中，恢复单元还部分地包括幅度/功率检测器。在一个实施方式中，幅度/功率检测器耦合到至少一个天线的输出端子。在一个实施方式中，幅度/功率检测器耦合到RF至DC转换器的输入端子。在一个实施方式中，幅度/功率检测器耦合到RF至DC转换器的输出端子。在一个实施方式中，恢复单元还部分地包括耦合到DC至DC转换器的输入端子的可编程负载。在一个实施方式中，恢复单元还部分地包括耦合到DC至DC转换器的输出端子的可编程负载。在一个实施方式中，恢复单元还部分地包括适于生成用于恢复单元的控制信号并向接收DC功率的设备提供通信/控制信号的数字控制块以及适于将幅度/功率检测器的输出转换为数字信号的模数转换器。在一个实施方式中，恢复单元还部分地包括适于生成用于恢复单元的控制信号的数字控制块以及适于与接收DC功率的设备通信的收发器。根据本专利技术的一个实施方式，适于接收射频(RF)功率并作为响应生成DC功率的恢复单元部分地包括彼此并联耦合的多个恢复元件、耦合到多个恢复元件中的每一个的输出端子的DC至DC转换器、耦合到DC至DC转换器的输出的幅度/功率检测器、以及耦合到DC至DC转换器的输出的可编程负载。每个恢复元件部分地包括用于接收RF功率的至少一个天线、RF至DC转换器、设置在至少一个天线与RF至DC转换器之间并适于在天线与RF至DC转换器之间提供阻抗匹配的阻抗匹配/变换电路，以及RF负载/匹配电路，RF负载/匹配电路耦合到RF至DC转换器并且适于阻止RF功率到达RF至DC转换器的输出端子。在一些实施方式中，恢复单元还部分地包括适于生成用于恢复单元的控制信号并向接收DC功率的设备提供通信/控制信号的数字控制块以及适于将幅度/功率检测器的输出转换为数字信号的模数转换器。在一些实施方式中，恢复单元还部分地包括适于生成用于恢复单元的控制信号的数字控制块以及适于与接收DC功率的设备通信的收发器。根据本专利技术的一个实施方式，适于接收射频(RF)功率并作为响应生成DC功率的恢复单元部分地包括多个恢复元件和多个DC至DC转换器，多个DC至DC转换器中的每个与多个恢复元件中的不同的一个的输出相关联并且耦合到多个恢复元件中的不同的一个的输出。DC至DC转换器的输出端子耦合到公共节点。恢复单元还部分地包括耦合到公共节点的幅度/功率检测器，以及耦合到公共节点的可编程测试负载。每个恢复元件部分地包括用于接收RF功率的至少一个天线、RF至DC转换器、设置在天线与RF至DC转换器之间并适于在天线与RF至DC转换器之间提供阻抗匹配的阻抗匹配/变换电路，以及RF负载/匹配电路，RF负载/匹配电路耦合到RF至DC转换器并且适于阻止RF功率到达RF至DC转换器的输出端子。在一些实施方式中，恢复单元还部分地包括适于生成用于恢复单元的控制信号并向接收DC功率的设备提供通信/控制信号的数字控制块，以及适于将幅度/功率检测器的输出转换为数字信号的模数转换器。在一些实施方式中，恢复单元还部分地包括适于生成用于恢复单元的控制信号的数字控制块，以及适于与接收DC功率的设备通信的收发器。根据本专利技术的一个实施方式，适于接收射频(RF)功率并作为响应生成DC功率的恢复单元部分地包括多个恢复元件、每个与多个恢复元件中的不同的一个的输出相关联并且耦合的多个DC至DC转换器、每个与多个恢复元件中的不同的一个的输出相关联并且耦合的多个幅度/功率检测器、以及耦合到公共节点的可编程测试负载，该公共节点将多个DC至DC转换器的输出端子彼此连接。每个恢复元件还部分地包括用于接收RF功率的至少一个天线、RF至DC转换器、设置在天线与RF至DC转换器之间并适于在天线与RF至DC转换器之间提供阻抗匹配的阻抗匹配/变换电路，以及RF负载/匹配电路，RF负载/匹配电路耦合到RF至DC转换器并且适于阻止RF功率到达RF至DC转换器的输出端子。根据一个实施方式，恢复单元还部分地包括适于生成用于恢复单元的控制信号并向接收DC功率的设备提供通信/控制信号的数字控制块，以及适于将幅度/功率检测器的输出转换为数字信号的模数转换器。根据一个实施方式，恢复单元还部分地包括适于生成用于恢复单元的控制信号的数字控制块，以及适于与接收DC功率的设备通信的收发器。根据本专利技术的一个实施方式，适于接收射频(RF)功率并作为响应生成DC功率的恢复单元部分地包括彼此串联耦合的多个恢复元件、耦合到串联连接的恢复元件中的最后一个的输出端子的DC至DC转换器、耦合到DC至DC转换器的输出的幅度/功率检测器，以及耦合到DC至DC转换器的输出的可编程测试负载。每个恢复元件还部分地包括用于接收RF功率的至少一个天线、RF至DC转换器、设置在天线与RF至DC转换器之间并适于在天线与RF至DC转换器之间提供阻抗匹配的阻抗匹配/变换电路，以及RF负载/匹配电路，RF负载/匹配电路耦合到RF至DC转换器并且适于阻止RF功率到达RF至DC转换器的输出端子。根据一个实施方式，恢复单元还部分地包括适于生成用于恢复单元的控制信号并向接收DC功率的设备提供通信/控制信号的数字控制块，以及适于将幅度/功率检测器的输出转换为数字信号的模数转换器。根据一个实施方式，恢复单元还部分地包括适于生成用于恢复单元的控制信号的数字控制块，以及适于与接收DC功率的设备通信的收发器。根据本专利技术的一个实施方式，一种使用RF功率生成DC功率的方法部分地包括测量由生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恢复单元，其适于接收射频(RF)功率并作为响应生成DC功率，所述恢复单元包括：至少一个天线，所述至少一个天线用于接收所述RF功率；RF至DC转换器，所述RF至DC转换器生成所述DC功率；阻抗匹配/变换电路，所述阻抗匹配/变换电路设置在所述至少一个天线和所述RF至DC转换器之间，并且适于提供所述天线和所述RF至DC转换器之间的阻抗匹配；和RF负载/匹配电路，所述RF负载/匹配电路耦合到所述RF至DC转换器，并且适于阻止RF信号到达所述RF至DC转换器的输出端子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.19 US 62/039,3211.一种恢复单元，其适于接收射频(RF)功率并作为响应生成DC功率，所述恢复单元包括：至少一个天线，所述至少一个天线用于接收所述RF功率；RF至DC转换器，所述RF至DC转换器生成所述DC功率；阻抗匹配/变换电路，所述阻抗匹配/变换电路设置在所述至少一个天线和所述RF至DC转换器之间，并且适于提供所述天线和所述RF至DC转换器之间的阻抗匹配；和RF负载/匹配电路，所述RF负载/匹配电路耦合到所述RF至DC转换器，并且适于阻止RF信号到达所述RF至DC转换器的输出端子。2.根据权利要求1所述的恢复单元，还包括：耦合到所述RF至DC转换器的输出端子的DC至DC转换器。3.根据权利要求1所述的恢复单元，还包括：幅度/功率检测器。4.根据权利要求3所述的恢复单元，其中，所述幅度/功率检测器耦合到所述至少一个天线的输出端子。5.根据权利要求3所述的恢复单元，其中，所述幅度/功率检测器耦合到所述RF至DC转换器的输入端子。6.根据权利要求3所述的恢复单元，其中，所述幅度/功率检测器耦合到所述RF至DC转换器的输出端子。7.根据权利要求3所述的恢复单元，还包括：耦合到所述DC至DC转换器的输入端子的可编程负载。8.根据权利要求3所述的恢复单元，还包括：耦合到所述DC至DC转换器的输出端子的可编程负载。9.根据权利要求3所述的恢复单元，还包括：数字控制块，所述数字控制块适于生成用于所述恢复单元的控制信号以及向接收所述DC功率的设备提供通信/控制信号；和模数转换器，所述模数转换器适于将所述幅度/功率检测器的输出转换为数字信号。10.根据权利要求3所述的恢复单元，还包括：数字控制块，所述数字控制块适于生成用于所述恢复单元的控制信号；和收发器，所述收发器适于与接收所述DC功率的设备通信。11.一种恢复单元，其适于接收射频(RF)功率并作为响应生成DC功率，所述恢复单元包括：彼此并联耦合的多个恢复元件，每个恢复元件包括：至少一个天线，所述至少一个天线用于接收所述RF功率；RF至DC转换器；阻抗匹配/变换电路，所述阻抗匹配/变换电路设置在所述至少一个天线和所述RF至DC转换器之间，并且适于提供所述天线和所述RF至DC转换器之间的阻抗匹配；和RF负载/匹配电路，所述RF负载/匹配电路耦合到所述RF至DC转换器，并且适于阻止RF信号到达所述RF至DC转换器的输出端子；DC至DC转换器，所述DC至DC转换器耦合到所述多个恢复元件中的每一个的输出端子；幅度/功率检测器，所述幅度/功率检测器耦合到所述DC-DC转换器的输出；和可编程负载，所述可编程负载耦合到DC至DC转换器的输出。12.根据权利要求10所述的恢复单元，还包括：数字控制块，所述数字控制块适于生成用于所述恢复单元的控制信号以及向接收所述DC功率的设备提供通信/控制信号；和模数转换器，所述模数转换器适于将所述幅度/功率检测器的输出转换为数字信号。13.根据权利要求10所述的恢复单元，还包括：数字控制块，所述数字控制块适于生成用于所述恢复单元的控制信号；和收发器，所述收发器适于与接收所述DC功率的设备通信。14.一种恢复单元，其适于接收射频(RF)功率并作为响应生成DC功率，所述恢复单元包括：多个恢复元件，每个恢复元件包括：至少一个天线，所述至少一个天线用于接收所述RF信号；RF至DC转换器；阻抗匹配/变换电路，所述阻抗匹配/变换电路设置在所述至少一个天线和所述RF至DC转换器之间，并且适于提供所述天线和所述RF至DC转换器之间的阻抗匹配；和RF负载/匹配电路，所述RF负载/匹配电路耦合到所述RF至DC转换器，并且适于阻止RF信号到达所述RF至DC转换器的输出端子；多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安·博恩，贝赫鲁兹·阿比里，赛义德·阿里·哈吉米里，
申请(专利权)人：加州理工学院，
类型：发明
国别省市：美国,US