传感器阵列的无线电力制造技术

一种无线电力系统包括：锁相环(PLL)，提供频率调谐的输入信号；多个分频器，耦合到所述PLL以分频所述输入信号的频率；多个相位内插器，电连接到所述多个分频器以基于所述输入信号产生多个相位；以及多个驱动器，电连接到所述多个相位内插器以将每个具有不同频率的多个输出信号引导到多个传感器群集，每个传感器群集在不同频率下操作。群集在不同频率下操作。群集在不同频率下操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器阵列的无线电力

技术介绍

[0001]本专利技术总体上涉及用于通信系统的信号处理，并且更具体地涉及用于对传感器阵列进行无线供电的无线电力系统。
[0002]诸如移动电话、膝上型计算机、平板计算机和其他通信设备之类的便携式设备通常依赖于电池能量来进行通信。电池存储化学能并且通过电化学转换过程输送电能。一种电池包括以阵列组织的一个或多个单元。每个电池包括阳极、阴极、以及电解质，该电解质将这两个电极分离并且允许电子作为离子在它们之间传递。在电池内产生化学反应的化学材料被称为活性材料。在实践中，可以从电池获得的能量基本上受到该电池中包括的活性材料的量的限制。电池可以是不可再充电的或可再充电的。尽管一些便携式设备可能使用非可再充电电池，但绝大多数取决于可再充电电池。便携式装置在电池上运行。显示器、硬盘、逻辑和存储器是对功耗影响最大的设备组件。然而，当无线接口被添加到便携式系统时，功耗显著增加。

技术实现思路

[0003]根据实施例，提供一种无线电力系统。无线电力系统包括：锁相环(PLL)，提供频率调谐的输入信号；多个分频器，耦合到PLL以分频输入信号的频率；多个相位内插器，电连接到多个分频器以基于输入信号生成多个相位；以及多个驱动器，电连接到多个相位内插器以将每个具有不同频率的多个输出信号引导到多个传感器集群，每个传感器集群在不同的频率下操作。
[0004]根据另一实施例，提供了一种方法。该方法包括：通过锁相环(PLL)生成在频率上调谐的输入信号；通过耦接至PLL的多个分频器对输入信号的频率进行分频；将多个相位内插器电连接至多个分频器以基于输入信号生成多个相位；以及将多个驱动器电连接至多个相位内插器以将每个具有不同频率的多个输出信号引导至多个传感器集群，每个传感器集群在不同的频率下操作。
[0005]根据又一实施例，提供一种无线电力系统。无线电力系统包括：多个分频器，每个分频器与锁相环系统相关联以分频输入信号的频率；多个相位内插器，电连接至多个分频器中的每个分频器以使得多个分频器中的每个分频器产生不同频率；以及多个驱动器，电连接至多个相位内插器以将不同频率中的每个数字地引导至相应的传感器集群。
[0006]应注意，参考不同的主题描述了示例性实施方式。具体地，参照方法类型权利要求描述了一些实施例，而参照装置类型权利要求描述了其他实施例。然而，本领域的技术人员将从以上和以下描述中得出，除非另外指出，否则除了属于一种类型的主题的特征的任何组合之外，涉及不同主题的特征之间(具体地，方法类型权利要求的特征与装置类型权利要求的特征之间)的任何组合也被认为是在本文档内描述的。
[0007]从以下将结合附图阅读的对其说明性实施例的详细描述，这些和其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
[0008]本专利技术将参考以下附图在优选实施例的以下描述中提供细节，在附图中：
[0009]图1示出了根据本专利技术的一个实施方式的示例性无线电力系统；
[0010]图2是根据本专利技术的实施方式的用于产生粗略相位阶跃的分频器；
[0011]图3是根据本专利技术的实施方式的用于产生精细相位阶跃并示出带外保真度的分频器；
[0012]图4示出了根据本专利技术的另一个实施方式的示例性无线电力系统；
[0013]图5是根据本专利技术的实施方式的用于无线供电多个传感器阵列的示例性方法的方框/流程图；
[0014]图6是根据本专利技术的实施方式的采用人工智能(AI)加速器芯片的示例性处理系统的框图/流程图；
[0015]图7是根据本专利技术实施方式的示例性云计算环境的框图/流程图；
[0016]图8是根据本专利技术的一个实施方式的示例性抽象模型层的示意图；
[0017]图9示出了根据本专利技术的实施方式的用于经由AI加速器芯片为多个传感器阵列无线供电的实际应用；
[0018]图10是根据本专利技术实施例的用于利用物联网(IoT)系统/设备/基础设施为多个传感器无线供电的方法的框图/流程图；以及
[0019]图11为根据本专利技术的实施例的用于收集与对多个传感器进行无线供电相关的数据/信息的示例性IoT传感器的框图/流程图。
[0020]在整个附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。
具体实施方式
[0021]根据本专利技术的实施例提供了用于对传感器阵列进行无线供电的方法和设备。无线充电在不久的将来可以是全方位存在的，其中无线电力传输的应用看起来不受限制。无线充电可以使许多电子装置“真正便携式”或“真正无绳”。无线电力递送在其中有线连接难以处理的情形下可尤其有价值。例如，如果无人值守的射频识别标签和植入的传感器被远程供电，则它们将没有电池寿命限制，并且进而期望显著的功能增强。此外，当结合可再生能源(例如风和太阳能)应用时，无线电力传送可实现具有高效率和低成本的基本上新的能量清除系统。
[0022]在无线电力发射期间，电力损失归因于许多因素，最值得注意地是RF到直流(RF
‑
DC)转换和射频(RF)传播。整流天线(rectennas)的最近发展已经显著地减轻了RF
‑
DC转换损耗，并且空间波束成形(即，电磁辐射的空间聚焦)可以是用于提高RF传播效率的有效手段。波束成形对于具有高增益/高方向性天线的固定设备来说可能是相对简单的，但是对于驻留在大面积中的多个移动/便携式设备来说，波束成形仍然是具有挑战性的。传统的相控阵波束成形可能不是理想的解决方案，因为它可能在相控阵与目标设备之间的视线路径被障碍物阻挡时失败。由于高频无线电波的辐射对人类潜在地有害，因此在确保人类安全的同时将足够的功率递送到便携式设备也可能是有挑战性的。
[0023]示范性系统和方法考虑至少一些上述问题以及可能的其他问题。更具体来说，所述示范性系统和方法实现无线电力发射，所述无线电力发射包含平面的、较小和较轻设备，
且展示高功率效率和极小危险影响。具体地，示范性实施例引入其中近场用于电磁耦合(电感器/变压器)并且远场用于辐射元件(天线阵列)的波束成形方法。示范性方法和系统采用单个锁相环(PLL)和高效驱动器块。驱动器块由可编程分频器运行以获得多个相位。相位内插器选择相位以将波束或信号数字地操纵或引导至多个传感器群，每个传感器群在不同的频率下操作。传感器设备可以一次再充电一个，并且多个传感器设备可以同时再充电。在一个示例中，单个频率用于为整个传感器阵列供电。在另一实例中，使用多个频率对传感器阵列供电。因此，通过使用相同的硬件，近场和远场供电是可能的，其中高效率驱动器可以与谐波消除一起使用。和谐取消为联邦通信委员会(FCC)提供合规性。此外，波束或信号可数字转向期望的传感器集群。由此，总而言之，采用波束成形和波束操控技术，多个相位用于谐波消除，并且不同频率可同时用于无线地供电传感器阵列。
[0024]应当理解，将根据给定的说明性架构来描述本专利技术；然而，在本专利技术的范围内可以改变其他架构、结构、衬底材料和工艺特征和步骤/框。应注意，为了清楚起见，某些特征不能在所有附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种无线电力系统，包括：锁相环(PLL)，提供频率调谐的输入信号；多个分频器，耦合到所述PLL以分频所述输入信号的所述频率；多个相位内插器，电连接至所述多个分频器以基于所述输入信号生成多个相位；以及多个驱动器，电连接至所述多个相位内插器以将每个具有不同频率的多个输出信号引导至多个传感器集群，每个传感器集群在不同的频率下操作。2.根据权利要求1所述的无线电力系统，其中所述多个驱动器同时操作以在所述不同频率下对所述多个传感器群集无线地供电。3.根据权利要求1所述的无线电力系统，其中，所述多个驱动器中的每个驱动器包括用于传输所述多个输出信号的输出信号的感应元件。4.根据权利要求1所述的无线电力系统，其中基于所述无线电力系统与所述多个传感器群集中的每一者之间的距离来控制无线发射到所述多个传感器群集中的每一者的电力量。5.根据权利要求1所述的无线电力系统，其中，基于分配给所述多个传感器集群中的每一个的优先级状态控制无线传输至所述多个传感器集群中的每一个的电力量。6.根据权利要求1所述的无线电力系统，其中，处理所述多个相的所述多个驱动器用于谐波消除。7.根据权利要求1所述的无线电力系统，其中，所述多个相位插值器用于控制与所述多个传感器集群中的每个传感器集群相关联的传感器的相位、振幅、以及频率。8.一种方法，包括：通过锁相环(PLL)生成在频率上调谐的输入信号；通过耦接至所述PLL的多个分频器对所述输入信号的频率进行分频；将多个相位内插器电连接至所述多个分频器以基于所述输入信号生成多个相位；以及将多个驱动器电连接至所述多个相位内插器，以将各自具有不同频率的多个输出信号引导至多个传感器集群，每个传感器集群在不同的频率下操作。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述多个驱动器同时操作，从而以不同的频率对所述多个传感器集群进行无线供电。10.根据权利要求8所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：