智能RF透镜效应：高效、动态和移动无线功率传输制造技术

本申请涉及智能RF透镜效应：高效、动态和移动无线功率传输。提供了一种RF透镜，其包括大量辐射体，该大量辐射体适于发送其相位被调制为使辐射的功率集中于小的空间容积中以便给位于该空间中的电子设备供电的射频电磁EM波。因此，致使由辐射体发射的波在该空间中相长干涉。大量辐射体可选择地形成于一维或二维阵列中。由辐射体辐射的电磁波具有相同的频率但可变的振幅。

Smart RF lens effect: efficient, dynamic and mobile wireless power transmission

This application involves smart RF lens effect: efficient, dynamic and mobile wireless power transmission. Provided is an RF lens comprising a large number of radiators adapted to transmit radio frequency electromagnetic EM waves whose phases are modulated so that the radiated power is concentrated in a small space volume to power electronic devices located in the space. As a result, the waves emitted by the radiators interfere with each other in this space. A large number of radiators can be selectively formed in one-dimensional or two-dimensional arrays. Electromagnetic waves radiated by radiators have the same frequency but variable amplitude.

【技术实现步骤摘要】
智能RF透镜效应：高效、动态和移动无线功率传输本申请是申请日为2013年11月12日，申请号为201380069301.3，专利技术名称为“智能RF透镜效应：高效、动态和移动无线功率传输”的申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2012年11月9日提交的题为“智能RF透明效应：高效、动态和移动无线功率传输(SmartRFLensing:Efficient,DynamicAndMobileWirelessPowerTransfer)”的美国临时专利申请号61/724,638根据美国法典第35条119条的权益，其内容通过引用全部并入本文。
本申请涉及无线通信，并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放置非常靠近的两个线圈之间的磁感应效应。为了增大其效率，线圈尺寸被选择为小于所辐射的电磁波的波长。所传输的功率随着源和充电设备之间的距离增大而剧烈地减小。专利技术简述根据本专利技术的一个实施例的RF透镜部分地包括大量辐射体，其适于辐射电磁波以给远离RF透镜定位的设备供电。大量辐射体中的每个以相同频率进行操作。由大量辐射体中的每个辐射体辐射的电磁波的相位被选择为表示该辐射体和设备之间的距离。在一个实施例中，大量辐射体形成于阵列中。在一个实施例中，阵列为一维阵列。在另一个实施例中，阵列为二维阵列。在一个实施例中，由辐射体辐射的电磁波的振幅为可变的。在一个实施例中，大量辐射体中的每个辐射体部分地包括可变延时元件、控制电路、放大器和天线，其中控制电路适于将由辐射体辐射的电磁波的相位或频率锁定到参考信号的相位或频率。在一个实施例中，大量辐射体形成于第一辐射体瓦(tile)中，该第一辐射体瓦适于容纳其中放置有另一大量辐射体的第二辐射体瓦。在一个实施例中，RF透镜进一步适于追踪设备的位置。在一个实施例中，辐射体的第一子集中的每个包括电路，以用于接收由设备发送的电磁波，从而使RF透镜能够根据由辐射体的第一子集所接收的电磁波的相位来确定设备的位置。在一个实施例中，辐射体的至少第一子集中的每个包括电路，以用于接收由设备发送的电磁波，从而使RF透镜能够根据从设备到辐射体的第一子集中的每个辐射体的电磁波的传播时间以及从RF透镜发送到设备的响应电磁波的传播时间来确定设备的位置。在一个实施例中，RF透镜形成于半导体基板中。根据本专利技术的一个实施例给设备无线供电的方法部分地包括，从大量辐射体将具有相同频率的大量电磁波发送到设备；根据辐射体和设备之间的距离来选择大量辐射体中的每个辐射体的相位；以及使用由设备所接收的电磁波对设备充电。在一个实施例中，方法进一步部分地包括，在阵列中形成辐射体。在一个实施例中，辐射体形成于一维阵列中。在另一个实施例中，辐射体形成于二维阵列中。在一个实施例中，方法进一步部分地包括，改变由每个辐射体所辐射的电磁波的振幅。在一个实施例中，每个辐射体部分地包括，可变延时元件、控制锁定电路、放大器和天线，其中控制锁定电路适于将由辐射体辐射的电磁波的相位或频率锁定到参考信号的相位或频率。在一个实施例中，辐射体形成于第一辐射体瓦中，该第一辐射体瓦适于容纳其中放置有另一大量辐射体的第二辐射体瓦。在一个实施例中，方法进一步部分地包括，追踪设备的位置。在一个实施例中，方法进一步部分地包括，根据由设备发送的以及由辐射体的至少一个子集中的每个所接收的电磁波的相对相位，来确定设备的位置。在一个实施例中，方法进一步部分地包括，根据由设备发送的以及由辐射体的至少一个子集中的每个所接收的电磁波的传播时间，以及进一步根据从RF透镜发送到设备的响应电磁波的传播时间，来确定设备的位置。在一个实施例中，方法进一步部分地包括，在半导体基板中形成RF透镜。本申请提供了以下内容：1)一种RF透镜，包括：第一多个辐射体，其适于辐射电磁波以给远离所述RF透镜定位的设备供电，其中所述多个辐射体中的每个辐射体以第一频率进行操作，其中由所述多个辐射体中的每个辐射体辐射的电磁波的相位被选择为由该辐射体和所述设备之间的距离来确定。2)根据1)所述的RF透镜，其中所述第一多个辐射体形成于阵列中。3)根据2)所述的RF透镜，其中所述阵列为一维阵列。4)根据2)所述的RF透镜，其中所述阵列为二维阵列。5)根据1)所述的RF透镜，其中由所述第一多个辐射体中的每个辐射体辐射的电磁波的振幅为可变的。6)根据1)所述的RF透镜，其中所述第一多个辐射体中的每个辐射体包括：可变延时元件；以及天线。7)根据1)所述的RF透镜，其中所述第一多个辐射体形成于第一辐射体瓦中，所述第一辐射体瓦适于容纳其中放置有第二多个辐射体的第二辐射体瓦。8)根据1)所述的RF透镜，其中所述RF透镜还适于追踪所述设备的位置。9)根据1)所述的RF透镜，其中所述第一多个辐射体的至少第一子集中的每个辐射体包括电路，以用于接收由所述设备发送的电磁波，从而使所述RF透镜能够根据由所述第一多个辐射体的所述至少第一子集中的每个辐射体接收的电磁波的相位来确定所述设备的位置。10)根据1)所述的RF透镜，其中所述多个辐射体的至少第一子集中的每个辐射体包括电路，以用于接收由所述设备发送的电磁波，从而使所述RF透镜能够根据从所述设备到所述第一多个辐射体的所述至少第一子集中的每个辐射体的电磁波的传播时间以及从所述RF透镜发送到所述设备的响应电磁波的传播时间来确定所述设备的位置。11)根据1)所述的RF透镜，其中所述RF透镜形成于半导体基板中。12)根据1)所述的RF透镜，其中所述RF透镜形成于柔性基板中。13)根据1)所述的RF透镜，其中所述第一多个辐射体的振幅/相位还被选择为使由物体散射的电磁波能够给所述设备供电。14)根据1)所述的RF透镜，其中所述RF透镜还包括：第二多个辐射体，其适于辐射电磁波以给第二设备供电，其中所述第二多个辐射体中的每个辐射体以不同于所述第一频率的第二频率进行操作，其中由所述第二多个辐射体中的每个辐射体辐射的电磁波的相位被选择为由该辐射体和所述第二设备之间的距离确定。15)根据1)所述的RF透镜，还包括控制电路，所述控制电路适于将由所述第一多个辐射体中的每个辐射体辐射的电磁波的相位或频率锁定到参考信号的相位或频率。16)根据1)所述的RF透镜，其中所述RF透镜还适于追踪第二设备并给所述第二设备供电。17)根据1)所述的RF透镜，其中所述第一多个辐射体中的第一个辐射体和所述第一多个辐射体中的第二个辐射体之间的距离不同于所述第一多个辐射体中的第三个辐射体和所述第一多个辐射体中的第四个辐射体之间的距离。18)一种给设备无线供电的方法，所述方法包括：将具有第一频率的多个电磁波从第一多个辐射体发送到所述设备；根据所述第一多个辐射体中的每个辐射体和所述设备之间的距离，选择该辐射体的相位；以及使用由所述设备接收的所述多个电磁波给所述设备供电。19)根据18)所述的方法，还包括：在阵列中形成所述第一多个辐射体。20)根据19)所述的方法，还包括：在一维阵列中形成所述第一多个辐射体。21)根据19)所述的方法，还包括：在二维阵列中形成所述第一多个辐射体。22)根据18)所述的方法，还包括：改变由所述第一多个辐射体中的每个辐射体辐射的电磁波的振幅。23本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线设备，其配置成通过由第一多个辐射体辐射的电磁波供电，所述第一多个辐射体形成RF透镜，所述无线设备还配置成响应所述电磁波以使得能够由所述多个辐射体追踪所述无线设备的位置。

【技术特征摘要】
2012.11.09 US 61/724,6381.一种无线设备，其配置成通过由第一多个辐射体辐射的电磁波供电，所述第一多个辐射体形成RF透镜，所述无线设备还配置成响应所述电磁波以使得能够由所述多个辐射体追踪所述无线设备的位置。2.根据权利要求1所述的无线设备，其中所述无线设备还包括：整流器，其将所接收的功率整流为DC电压；以及调节器，其调节所述DC电压。3.根据权利要求1所述的无线设备，其中使用部件对所述无线设备进行外部翻新以接收所述电磁波。4.根据权利要求1所述的无线设备，其中所述电磁波的相位响应于所述无线设备的移动动态地变化。5.根据权利要求1所述的无线设备，其中所述第一多个辐射体中的每个辐射体包括被锁定到相同参考信号的相关联的锁定环路。6.根据权利要求5所述的无线设备，其中每个锁定环路配置成改变由该锁定环路的关联的辐射体所辐射的电磁波的相位。7.根据权利要求5所述的无线设备，其中每个锁定环路配置成改变由该锁定环路的关联的辐射体所辐射的电磁波的幅度。8.根据权利要求5所述的无线设备，其中每个锁定环路配置成改变由该锁定环路的关联的辐射体所辐射的电磁波的频率。9.根据权利要求5所述的无线设备，其中每个锁定环路配置成改变由该锁定环路的关联的辐射体所辐射的电磁波的极性。10.根据权利要求1所述的无线设备，其中所述RF透镜还适于在对第一设备供电的同时对第二无线设备供电。11.根据权利要求1所述的无线设备，其中所述无线设备和RF透镜放置在室内。12.根据权利要求1所述的无线设备，其中所述第一多个辐射体中的每个辐射体包括可编程延时元件。13.根据权利要求1所述的无线设备，其中所述第一多个辐射体形成一维辐射体阵列。14.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：考希克·森古普塔，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