特許 6150999 包絡線検出装置及びその方法並びにコンピュータ読取可能記録媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6150999

(24)【登録日】2017年6月2日

(45)【発行日】2017年6月21日

(54)【発明の名称】包絡線検出装置及びその方法並びにコンピュータ読取可能記録媒体

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/16 20060101AFI20170612BHJP

   H02J 50/12 20160101ALI20170612BHJP

【ＦＩ】

   H04B1/16 R

   H02J50/12

【請求項の数】18

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2012-224029(P2012-224029)

(22)【出願日】2012年10月9日

(65)【公開番号】特開2013-85249(P2013-85249A)

(43)【公開日】2013年5月9日

【審査請求日】2015年4月24日

(31)【優先権主張番号】10-2011-0102237

(32)【優先日】2011年10月7日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】權 義 根

(72)【発明者】

【氏名】金 尚 駿

【審査官】 原田 聖子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−２９３７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２３７１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０６４６１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １／１６

Ｈ０２Ｊ ５０／１２

Ｈ０３Ｄ １／００−５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

変調信号からサンプリングされた信号のうちで隣接する２つのサンプリングされた信号の間で二乗和（ＳＳ：Ｓｑｕａｒｅ−Ｓｕｍ）演算を実行し、前記変調信号からキャリア成分を除去する制御部と、
前記キャリア成分が除去された変調信号の包絡線を検出する包絡線検出部とを有し、
前記隣接する２つのサンプリングされた信号間のサンプリング時間間隔が（１／２＋ｎ）×（π／ω）を満たすように、前記変調信号のサンプリングを実行するサンプリング部をさらに有し、ここで、ｎは整数であり、ωは角周波数であり、
前記サンプリング部は、前記変調信号の帯域幅と変調信号のキャリア周波数とを比較し、その比較結果が、前記変調信号の帯域幅が変調信号のキャリア周波数に比べて十分に小さいかどうかを決定するために予め設定された値を基準として、この基準より小さければ前記ｎの値を大きくすることを特徴とする包絡線検出装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記隣接する２つのサンプリングされた信号それぞれを二乗する二乗処理部と、
前記二乗した隣接する２つのサンプリングされた信号を合成する合成部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の包絡線検出装置。

【請求項3】

前記包絡線検出部は、前記二乗和演算の結果値を平方根（Ｓｑｕａｒｅ Ｒｏｏｔ）処理して前記変調信号の包絡線を検出することを特徴とする請求項１に記載の包絡線検出装置。

【請求項4】

前記二乗和演算の結果値は、前記変調信号の包絡線成分の二乗値を示すことを特徴とする請求項３に記載の包絡線検出装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記変調信号からサンプリングされた信号をサンプリングされた順に第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、第４サンプリング信号とする時、
前記第１サンプリング信号及び前記第２サンプリング信号それぞれを二乗して合成し、前記第３サンプリング信号及び前記第４サンプリング信号それぞれを二乗して合成することを特徴とする請求項１に記載の包絡線検出装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記変調信号からサンプリングされた信号をサンプリングされた順に第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、第４サンプリング信号とする時、
前記第１サンプリング信号及び前記第２サンプリング信号それぞれを二乗して合成し、前記第２サンプリング信号及び前記第３サンプリング信号それぞれを二乗して合成し、前記第３サンプリング信号及び前記第４サンプリング信号それぞれを二乗して合成することを特徴とする請求項１に記載の包絡線検出装置。

【請求項7】

前記サンプリングされた信号は、ソース共振器との相互共振によってターゲット共振器に格納されたエネルギーの波形からアナログ−デジタル変換器によりサンプリングされた信号であることを特徴とする請求項１に記載の包絡線検出装置。

【請求項8】

前記検出された包絡線の傾きを計算する傾き計算部と、
前記計算された包絡線の傾きが最大になる時点を前記ソース共振器と前記ターゲット共振器間の相互共振開始点として推定する推定部とをさらに有することを特徴とする請求項７に記載の包絡線検出装置。

【請求項9】

前記サンプリングされた信号は、音声アナログ信号からアナログ−デジタル変換器によりサンプリングされた信号であることを特徴とする請求項１に記載の包絡線検出装置。

【請求項10】

前記サンプリングされた信号は、映像アナログ信号からアナログ−デジタル変換器によりサンプリングされた信号であることを特徴とする請求項１に記載の包絡線検出装置。

【請求項11】

変調信号からサンプリングされた信号のうちで隣接する２つのサンプリングされた信号間に二乗和（ＳＳ：Ｓｑｕａｒｅ−Ｓｕｍ）演算を実行し、前記変調信号のキャリア成分を除去するステップと、
前記キャリア成分が除去された変調信号から包絡線を検出するステップとを有し、
前記変調信号のキャリア成分を除去するステップの前に、前記隣接する２つのサンプリングされた信号間のサンプリング時間間隔が（１／２＋ｎ）×（π／ω）を満たすように、前記変調信号のサンプリングを実行するステップをさらに有し、ここで、ｎは整数であり、ωは角周波数であり、
前記変調信号のサンプリングを実行するステップにおいて、前記変調信号の帯域幅と変調信号のキャリア周波数とを比較し、その比較結果が、前記変調信号の帯域幅が変調信号のキャリア周波数に比べて十分に小さいかどうかを決定するために予め設定された値を基準として、この基準より小さければ前記ｎの値を大きくするステップを含むことを特徴とする包絡線検出方法。

【請求項12】

前記包絡線を検出するステップは、前記二乗和演算の結果値を平方根（Ｓｑｕａｒｅ Ｒｏｏｔ）処理して前記変調信号の包絡線を検出することを特徴とする請求項１１に記載の包絡線検出方法。

【請求項13】

前記二乗和演算を実行し、前記変調信号のキャリア成分を除去するステップは、前記変調信号の包絡線成分の二乗値を出力するステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の包絡線検出方法。

【請求項14】

前記包絡線を検出するステップは、前記二乗和演算の結果値を平方根（Ｓｑｕａｒｅ Ｒｏｏｔ）処理するステップを含み、
前記二乗和演算の結果値は、前記変調信号の包絡線成分の二乗値を示すことを特徴とする請求項１１に記載の包絡線検出方法。

【請求項15】

前記変調信号からサンプリングを実行し、サンプリングされた信号をサンプリング順に、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、第４サンプリング信号とするステップと、
前記第１サンプリング信号及び前記第２サンプリング信号それぞれを二乗して合成するステップと、
前記第３サンプリング信号及び前記第４サンプリング信号それぞれを二乗して合成するステップとをさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の包絡線検出方法。

【請求項16】

前記変調信号からサンプリングを実行し、サンプリングされた信号をサンプリング順に、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、第４サンプリング信号とするステップと、
前記第１サンプリング信号及び前記第２サンプリング信号それぞれを二乗して合成するステップと、
前記第２サンプリング信号及び前記第３サンプリング信号それぞれを二乗して合成するステップと、
前記第３サンプリング信号及び前記第４サンプリング信号それぞれを二乗して合成するステップとをさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の包絡線検出方法。

【請求項17】

前記検出された包絡線の傾きを計算するステップと、
前記計算された包絡線の傾きが最大になる時点をソース共振器とターゲット共振器間の相互共振開始点として推定するステップとをさらに有することを特徴とする請求項１４に記載の包絡線検出方法。

【請求項18】

請求項１１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の包絡線検出方法をコンピュータで実行させるためのプログラムコードで記録したことを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

音声処理、画像処理、データ通信、及びエネルギーやデータ送信のような分野で利用される包絡線検出技術に関し、特に、サンプリング信号を利用して二乗和平方根演算を行うことにより変調信号の包絡線を検出する包絡線検出装置及びその方法に関する。

【背景技術】

【0002】

包絡線検出（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）は、変調した信号を復調する工程において必要である。
したがって、変調信号を受信して復調する工程が行われる音声処理分野、画像処理分野、データ通信分野などのような多様な分野において、包絡線検出が利用される。

【0003】

また、最近では、携帯機器を含む多様な電気機器の爆発的な増加による有線電力供給の不便さの増加、及び既存バッテリの容量の限界直面などを理由に、無線電力送信に対する研究が活発に進められている。
その中でも、近距離無線電力送信に対する研究が集中している。近距離無線電力送信とは、動作周波数で波長の長さに比べて送受信コイル間の距離が十分に小さい場合を意味する。共振特性を利用する無線電力送受信システムは、電力を供給するソースと電力が供給されるターゲットを含む。

【0004】

無線電力を送信して受信する過程において、ソースとターゲットは制御情報を共有する必要がある。
また、制御情報の共有において、ソースとターゲットの間に相互同期が必要となる。相互同期のためには、ソースから送信する変調信号をターゲットが復調するために包絡線を検出する必要があるという問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本発明は上記従来の包絡線検出技術における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、所定のサンプリング時間間隔でサンプリングされた信号を利用して二乗和平方根（ＳＳＲ：Ｓｑｕａｒｅ Ｓｕｍ Ｒｏｏｔ）演算を行うことにより、変調信号の包絡線を検出する包絡線検出装置及びその方法を提供することにある。
また、変調信号のキャリア成分と帯域幅の比率に応じてサンプリングレートを調節することにより、低いサンプリングレートを有するアナログ−デジタル変換器によって精巧に変調信号の包絡線を検出する包絡線検出装置及びその方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記包絡線検出方法をコンピュータで実行させるためのプログラムコードで記録した記録媒体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するためになされた本発明による包絡線検出装置は、変調信号からサンプリングされた信号のうちで隣接する２つのサンプリングされた信号の間で二乗和（ＳＳ：Ｓｑｕａｒｅ−Ｓｕｍ）演算を実行し、前記変調信号からキャリア成分を除去する制御部と、前記キャリア成分が除去された変調信号の包絡線を検出する包絡線検出部とを有し、前記隣接する２つのサンプリングされた信号間のサンプリング時間間隔が（１／２＋ｎ）×（π／ω）を満たすように、前記変調信号のサンプリングを実行するサンプリング部をさらに有し、ここで、ｎは整数であり、ωは角周波数であり、前記サンプリング部は、前記変調信号の帯域幅と変調信号のキャリア周波数とを比較し、その比較結果が、前記変調信号の帯域幅が変調信号のキャリア周波数に比べて十分に小さいかどうかを決定するために予め設定された値を基準として、この基準より小さければ前記ｎの値を大きくすることを特徴とする。

【0007】

前記制御部は、前記隣接する２つのサンプリングされた信号それぞれを二乗する二乗処理部と、前記二乗した隣接する２つのサンプリングされた信号を合成する合成部とを含むことが好ましい。
前記包絡線検出部は、前記二乗和演算の結果値を平方根（Ｓｑｕａｒｅ Ｒｏｏｔ）処理して前記変調信号の包絡線を検出することが好ましい。
前記二乗和演算の結果値は、前記変調信号の包絡線成分の二乗値を示すことが好ましい。

【0008】

前記制御部は、前記変調信号からサンプリングされた信号をサンプリングされた順に第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、第４サンプリング信号とする時、前記第１サンプリング信号及び前記第２サンプリング信号それぞれを二乗して合成し、前記第３サンプリング信号及び前記第４サンプリング信号それぞれを二乗して合成することが好ましい。
前記制御部は、前記変調信号からサンプリングされた信号をサンプリングされた順に第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、第４サンプリング信号とする時、前記第１サンプリング信号及び前記第２サンプリング信号それぞれを二乗して合成し、前記第２サンプリング信号及び前記第３サンプリング信号それぞれを二乗して合成し、前記第３サンプリング信号及び前記第４サンプリング信号それぞれを二乗して合成することが好ましい。

【0009】

前記サンプリングされた信号は、ソース共振器との相互共振によってターゲット共振器に格納されたエネルギーの波形からアナログ−デジタル変換器によりサンプリングされた信号であることが好ましい。
前記検出された包絡線の傾きを計算する傾き計算部と、前記計算された包絡線の傾きが最大になる時点を前記ソース共振器と前記ターゲット共振器間の相互共振開始点として推定する推定部とをさらに有することが好ましい。
前記サンプリングされた信号は、音声アナログ信号からアナログ−デジタル変換器によりサンプリングされた信号であることが好ましい。
前記サンプリングされた信号は、映像アナログ信号からアナログ−デジタル変換器によりサンプリングされた信号であることが好ましい。

【0012】

上記目的を達成するためになされた本発明による包絡線検出方法は、変調信号からサンプリングされた信号のうちで隣接する２つのサンプリングされた信号間に二乗和（ＳＳ：Ｓｑｕａｒｅ−Ｓｕｍ）演算を実行し、前記変調信号のキャリア成分を除去するステップと、前記キャリア成分が除去された変調信号から包絡線を検出するステップとを有し、前記変調信号のキャリア成分を除去するステップの前に、前記隣接する２つのサンプリングされた信号間のサンプリング時間間隔が（１／２＋ｎ）×（π／ω）を満たすように、前記変調信号のサンプリングを実行するステップをさらに有し、ここで、ｎは整数であり、ωは角周波数であり、前記変調信号のサンプリングを実行するステップにおいて、前記変調信号の帯域幅と変調信号のキャリア周波数とを比較し、その比較結果が、前記変調信号の帯域幅が変調信号のキャリア周波数に比べて十分に小さいかどうかを決定するために予め設定された値を基準として、この基準より小さければ前記ｎの値を大きくするステップを含むことを特徴とする。

【0013】

前記包絡線を検出するステップは、前記二乗和演算の結果値を平方根（Ｓｑｕａｒｅ Ｒｏｏｔ）処理して前記変調信号の包絡線を検出することが好ましい。
前記二乗和演算を実行し、前記変調信号のキャリア成分を除去するステップは、前記変調信号の包絡線成分の二乗値を出力するステップを含むことが好ましい。
前記包絡線を検出するステップは、前記二乗和演算の結果値を平方根（Ｓｑｕａｒｅ Ｒｏｏｔ）処理するステップを含み、前記二乗和演算の結果値は、前記変調信号の包絡線成分の二乗値を示すことが好ましい。

【0014】

前記変調信号からサンプリングを実行し、サンプリングされた信号をサンプリング順に、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、第４サンプリング信号とするステップと、前記第１サンプリング信号及び前記第２サンプリング信号それぞれを二乗して合成するステップと、前記第３サンプリング信号及び前記第４サンプリング信号それぞれを二乗して合成するステップとをさらに有することが好ましい。
前記変調信号からサンプリングを実行し、サンプリングされた信号をサンプリング順に、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、第４サンプリング信号とするステップと、前記第１サンプリング信号及び前記第２サンプリング信号それぞれを二乗して合成するステップと、前記第２サンプリング信号及び前記第３サンプリング信号それぞれを二乗して合成するステップと、前記第３サンプリング信号及び前記第４サンプリング信号それぞれを二乗して合成するステップとをさらに有することが好ましい。
前記検出された包絡線の傾きを計算するステップと、前記計算された包絡線の傾きが最大になる時点をソース共振器とターゲット共振器間の相互共振開始点として推定するステップとをさらに有することが好ましい。

【0015】

上記目的を達成するためになされた本発明によるコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、上記包絡線検出方法をコンピュータで実行させるためのプログラムコードで記録したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る包絡線検出装置及びその方法並びにコンピュータ読取可能記録媒体によれば、所定のサンプリング時間間隔でサンプリングされたサンプリング信号を利用して二乗和平方根演算を行うことにより、変調信号の包絡線を検出することができ、ここで、二乗和平方根演算によってシステムの計算複雑度を低めることができるという効果がある。
また、変調信号のキャリア成分と帯域幅の比率に応じてサンプリングレートを調節することにより、低いサンプリングレートを有するアナログ−デジタル変換器によって精巧に変調信号の包絡線を検出することができるという効果がある。
また、場合によっては、通信受信機の局部発振器（ｌｏｃａｌ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）の復調（ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）機能を代替することができ、これによってシステムの実現複雑度を低めることができ、消費する電力を減らすことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る電力入力部と電力送信部、受信部と電力出力部がキャパシタおよびスイッチによって物理的に分離した無線電力を利用した通信システムの等価回路図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る電力充電部と送信部、充電部と電力出力部がスイッチによって物理的に分離した無線電力を利用した通信システムの等価回路を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態によって正弦波から検出された包絡線を示すグラフである。

【図4】本発明の一実施形態に係る包絡線検出装置のブロック図である。

【図5】本発明の他の一実施形態に係る包絡線検出装置のブロック図である。

【図6】本発明の一実施形態に係るサンプリング信号のハーフレート（ｈａｌｆ ｒａｔｅ）で変調信号の包絡線を検出する工程を説明するための図である。

【図7】本発明の一実施形態に係るサンプリング信号のハーフレートで検出された包絡線を示すグラフである。

【図8】本発明の一実施形態に係るサンプリング信号と同一レート（ｕｎｉｆｏｒｍ ｒａｔｅ）で変調信号の包絡線を検出する工程を説明するための図である。

【図9】本発明の一実施形態に係るサンプリング信号と同一レートで検出された包絡線を示すグラフである。

【図10】本発明の一実施形態に係る包絡線検出方法を説明するためのフローチャートである。

【図11】本発明の他の一実施形態に係る包絡線検出方法を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

次に、本発明に係る包絡線検出装置及びその方法を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

【0019】

包絡線検出（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）は、音声処理、画像処理、及びデータ通信などのように多様な分野に利用されている。
最近では、エネルギーとデータを同時に送信する分野でも包絡線検出が利用されている。

【0020】

包絡線は、アナログ回路のようなハードウェアを利用した方式によって検出されてもよい。ここで、アナログ回路は、整流器（ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）及びローパスフィルタ（ｌｏｗ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）などで構成されてもよい。
また、包絡線は、通信の受信機のように局部発振器（ｌｏｃａｌ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を利用して変調信号を復調し、復調された基底帯域の信号をフィルタリングすることによって検出されてもよい。

【0021】

また、離散（ｄｉｓｃｒｅｔｅ）信号の場合、包絡線は、信号処理方式によって検出されてもよい。
ここで、離散信号は、アナログ信号でアナログ−デジタル変換によってサンプリングされた信号であってもよい。

【0022】

しかし、ハードウェアを利用した方式の場合、リップル（ｒｉｐｐｌｅ）及びネガティブ・クリッピング効果（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｌｉｐｐｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）によって精巧な包絡線の検出が困難となり、ダイオードの閾値電圧に起因し小信号の包絡線の検出には適していない。
また、従来の局部発振器とフィルタを利用する方式は、提案しようとする方式に比べて計算が複雑であり、実現するにも多様なモジュールが搭載されることによって電力消費が多い。

【0023】

本発明の一実施形態に係る包絡線検出装置は、所定のサンプリング時間間隔でサンプリングされた信号に二乗和平方根演算処理を行うことにより、容易に包絡線を検出することができる。
本発明の一実施形態に係る包絡線検出装置は、無線電力を利用した通信システムにも適用することができる。

【0024】

包絡線検出装置は、携帯電話またはワイヤレスＴＶなどの無線電力送信を使用するシステムであって、送受信端間の制御情報及びその他の情報交換に利用される。
また、バイオヘルスケア（ｂｉｏ ｈｅａｌｔｈ ｃａｒｅ）分野への応用が可能であり、人体に挿入されたデバイスに遠隔で電力を送信したり、心拍数測定のための包帯タイプのデバイスに無線で電力を送信するのに応用されたりもする。

【0025】

無線電力を利用した通信システムは、電源ソースがない情報格納装置の遠隔制御に応用される。
無線電力を利用した通信システムは、情報格納装置に遠隔で装置を駆動することができる電力を供給すると同時に、無線で格納装置に格納された情報を呼び出すシステムに応用されたりもする。

【0026】

無線電力を利用した通信システムは、信号の発生のために電源供給装置からエネルギーをソース共振器に格納し、電源供給装置とソース共振器を電気的に接続するスイッチをオフさせることにより、ソース共振器の自己共振を誘導してもよい。自己共振するソース共振器と相互共振をするだけ十分に近い距離にソース共振器の共振周波数と同じ共振周波数を有するターゲット共振器が存在する場合、ソース共振器とターゲット共振器間に相互共振現象が発生する。
ソース共振器は、電源供給装置からエネルギーが供給される共振器を意味し、ターゲット共振器は、相互共振現象によってエネルギーが伝達される共振器を意味する。

【0027】

図１は、本発明の一実施形態に係る電力入力部と電力送信部、受信部と電力出力部がキャパシタ及びスイッチによって物理的に分離した無線電力を利用した通信システムの等価回路図である。

【0028】

図１を参照すると、無線電力を利用した通信システムは、ソースとターゲットで構成されるソース−ターゲット構造である。
無線電力を利用した通信システムは、ソースに該当する無線電力送信装置とターゲットに該当する無線電力受信装置を含む。
無線電力送信装置は、電力入力部１１０、電力送信部１２０、及びスイッチ部１３０を含む。

【0029】

電力入力部１１０は、入力電圧（Ｖ_ＤＣ）、内部抵抗（Ｒ_ｉｎ）、及びキャパシタ（Ｃ_１）を含み、電力送信部１２０は、電力送信部１２０に対応する物理的性質を反映する、基礎回路素子（Ｒ_１、Ｌ_１、Ｃ_１）を含み、スイッチ部１３０は複数のスイッチでモデリングされてもよい。スイッチとしては、オン／オフ機能を実行することができる能動素子が使用されてもよい。Ｒは抵抗成分、Ｌはインダクタ成分、Ｃはキャパシタ成分を意味する。入力電圧（Ｖ_ＤＣ）のうちでキャパシタ（Ｃ_１）にかかる電圧は、Ｖ_ｉｎで表示される。

【0030】

電力入力部１１０は、電源供給装置を利用してキャパシタにエネルギーを格納する。
スイッチ部１３０は、キャパシタにエネルギーが格納される間は電力入力部１１０とキャパシタを連結し、キャパシタに格納されたエネルギーを放電する間は電力入力部１１０と連結していたキャパシタを電力送信部１２０に連結する。スイッチ部１３０は、キャパシタが同時に電力入力部１１０と電力送信部１２０に連結しないようにする。

【0031】

電力送信部１２０は、電磁気エネルギーを受信部１４０に伝達する。
より具体的には、電力送信部１２０の送信コイル（Ｌ_１）は、受信部１４０の受信コイル（Ｌ_２）との相互共振によって電力を伝達する。
送信コイル（Ｌ_１）と受信コイル（Ｌ_２）の間に発生する相互共振の程度は、相互インダクタンスＭの影響を受ける。

【0032】

無線電力受信装置は、受信部１４０、電力出力部１５０、及びスイッチ部１６０を含む。
受信部１４０は、電力送信部１２０から電磁気エネルギーを受信する。
受信部１４０は、受信した電磁気エネルギーを連結したキャパシタに格納する。
スイッチ部１６０は、キャパシタにエネルギーが格納される間は受信部１４０にキャパシタを連結し、キャパシタに格納されたエネルギーを負荷に伝達する間は、受信部１４０と連結していたキャパシタを電力出力部１５０に連結する。スイッチ部１６０は、キャパシタが同時に受信部１４０と電力出力部１５０に連結しないようにする。

【0033】

より具体的には、受信部１４０の受信コイル（Ｌ_２）は、電力送信部１２０の送信コイル（Ｌ_１）との相互共振によって電力を受信する。
受信された電力により、受信コイル（Ｌ_２）と連結したキャパシタが充電される。
電力出力部１５０は、キャパシタに充電された電力をバッテリに伝達する。電力出力部１５０は、バッテリの代わりに、負荷又はターゲットデバイスに電力を伝達してもよい。

【0034】

受信部１４０は、受信部１４０に対応する物理的性質を反映する基礎回路素子（Ｒ_２、Ｌ_２、Ｃ_２）を含み、電力出力部１５０は連結されたキャパシタ（Ｃ_２）及びバッテリを含み、スイッチ部１６０は複数のスイッチでモデリングされてもよい。受信コイル（Ｌ_２）で受信されるエネルギーのうちでキャパシタ（Ｃ_２）にかかる電圧は、Ｖ_ｏｕｔで表示される。

【0035】

上述したように、電力入力部１１０と電力送信部１２０、受信部１４０と電力出力部１５０を物理的に分離して電力を送信する、
いわゆるＲＩ（Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）システムは、インピーダンスマッチングを使用した既存の方式に比べて多様な長所を有する。
第１に、ＤＣ電源からソース共振器に直接に電力供給が可能であるため、電力増幅器を使用しなくてもよい。
第２に、受信端のキャパシタに充電された電力でエネルギーをキャプチャ（ｃａｐｔｕｒｅ）するため、整流器による整流作業が必要ない。
第３に、インピーダンスマッチングをする必要がないため、送信効率が送信端と受信端の間の距離変化に敏感でない。さらに、複数の送信端及び複数の受信端を含む無線電力送信システムへの拡張が容易である。

【0036】

図２は、本発明の一実施形態に係る電力充電部と送信部、充電部と電力出力部がスイッチによって物理的に分離した無線電力を利用した通信システムの等価回路図である。

【0037】

図２を参照すると、無線電力を利用した通信システムは、ソースとターゲットで構成されるソース−ターゲット構造である。
すなわち、無線電力を利用した通信システムは、ソースに該当する無線電力送信装置とターゲットに該当する無線電力受信装置を含む。

【0038】

無線電力送信装置は、電力充電部２１０、制御部２２０、及び送信部２３０を含む。
電力充電部２１０は、電源供給装置（Ｖ_ｉｎ）と抵抗（Ｒ_ｉｎ）で構成される。
ソース共振器は、キャパシタ（Ｃ_１）とインダクタ（Ｌ_１）で構成される。
送信部２３０は、ソース共振器とターゲット共振器の間の相互共振によってソース共振器に格納されたエネルギーを送信する。

【0039】

制御部２２０は、電力充電部２１０からソース共振器に電力を供給するためにスイッチをオン（ｏｎ）する。電源供給装置（Ｖ_ｉｎ）からキャパシタ（Ｃ_１）に電圧が印加され、インダクタ（Ｌ_１）に電流が印加される。正常状態に到達するようになれば、キャパシタ（Ｃ_１）に印加される電圧は０になり、インダクタ（Ｌ_１）に流れる電流はＶ_ｉｎ／Ｒ_ｉｎの値を有するようになる。正常状態で、インダクタ（Ｌ_１）には、印加される電流によって電力が充電される。

【0040】

制御部２２０は、正常状態でソース共振器に充電された電力が所定値に到達すれば、スイッチをオフ（ｏｆｆ）する。
例えば、所定値は、ソース共振器に格納されることができる電力容量に基づいて決定されてもよい。例えば、所定値は、ソース共振器に格納されることができる電力容量の９０％の値で決定されてもよい。所定値に関する情報は制御部２２０に設定されてもよい。

【0041】

電力充電部２１０と送信部２３０は分離する。
ここで、ソース共振器は、キャパシタ（Ｃ_１）とインダクタ（Ｌ_１）の間に自己共振を開始する。
相互インダクタンス（Ｍ）２７０に基づき、ソース共振器とターゲット共振器の間の相互共振により、ソース共振器に格納されたエネルギーはターゲット共振器に伝達される。

【0042】

ここで、ソース共振器の共振周波数（ｆ_１）とターゲット共振器の共振周波数（ｆ_２）は同じである。

【0043】

無線電力受信装置は、充電部２４０、制御部２５０、及び電力出力部２６０を含む。
ターゲット共振器は、キャパシタ（Ｃ_２）とインダクタ（Ｌ_２）で構成される。ソース共振器とターゲット共振器の間で相互共振をするときは、ソース共振器は電源供給装置（Ｖ_ｉｎ）と分離しており、ターゲット共振器は負荷（ＬＯＡＤ）及びキャパシタ（Ｃ_Ｌ）と分離している。
ターゲット共振器のキャパシタ（Ｃ_２）とインダクタ（Ｌ_２）は、相互共振によって電力を充電する。制御部２５０は、ターゲット共振器に電力を充電するためにスイッチをオフ（ｏｆｆ）する。スイッチがオフである間、ターゲット共振器の共振周波数とソース共振器の共振周波数は一致し、相互共振が発生する。
制御部２５０は、ターゲット共振器に充電された電力が所定値に到達すれば、スイッチをオン（ｏｎ）する。所定値に関する情報は制御部２５０に設定されてもよい。

【0044】

スイッチがオンされればキャパシタ（Ｃ_Ｌ）が連結し、ターゲット共振器の共振周波数がｆ_２からｆ_２’に変更される。ここで、ｆ_２’は、下記のように示される。

【0045】

したがって、ソース共振器とターゲット共振器間の相互共振が終了する。
より具体的には、ターゲット共振器のＱを考慮し、ｆ_２’がｆ_２よりも十分に小さければ相互共振チャネルが消滅する。
また、電力出力部２６０は、キャパシタ（Ｃ_２）とインダクタ（Ｌ_２）に充電された電力を負荷（ＬＯＡＤ）に伝達する。電力出力部２６０は、負荷（ＬＯＡＤ）の必要に適した方式によって電力を伝達してもよい。

【0046】

制御部２５０は、ターゲット共振器に充電された電力が所定値未満の値を有するようになれば、スイッチをオフ（ｏｆｆ）する。
充電部２４０は、ソース共振器とターゲット共振器間の相互共振によって再びターゲット共振器に電力を充電する。
ソース共振器とターゲット共振器間に相互共振が発生するときは、スイッチが連結されない。したがって、スイッチの連結による送信効率の減少を予防することができる。

【0047】

図１の場合と比較し、キャパシタに充電されたエネルギーを伝達する方式に比べて、ターゲット共振器に格納されたエネルギーのキャプチャ（ｃａｐｔｕｒｅ）時点を制御することがより容易となる。
キャパシタに充電されたエネルギーを伝達する方式は、キャパシタに充電されたエネルギーだけをキャプチャしてもよいが、共振周波数を変更してエネルギーをキャプチャする方式は、ターゲット共振器のインダクタ及びキャパシタに格納されたエネルギーをキャプチャするため、エネルギーのキャプチャ時点に対する自由度が向上する。

【0048】

ＲＩ（Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）システムの送信端は、電力あるいはデータの送信のために、スイッチの接続によってソース共振器にエネルギーの充電と放電過程を繰り返し行う。
このような一度のエネルギーの充電と放電工程を１つのシンボルで定義してもよい。受信端は、送信端から送信されたエネルギー又はデータを受信するために、送信端の充電及び放電を繰り返すスイッチの動作周期に合わせ、適切な時間同期を有して受信端のスイッチの動作が行われなければならない。受信端は、送信端の動作に合わせて時間同期を一定に維持する時間同期作業が継続して行われなければならない。

【0049】

受信端は、送信端のスイッチがいつオフ（ｏｆｆ）になっていつオン（ｏｎ）になるのか、またいつ相互共振を開始し、いつターゲット共振器に格納されたエネルギーがピーク値を有するのかを知る必要がある。
スイッチのオン／オフタイムに関する情報を知り、送信端のオン／オフタイムに関する情報に合うようにスイッチを動作させる工程を時間同期化工程と定義してもよい。スイッチのオン／オフタイムに関する情報を知るためには、送信端から送信されたデータを解釈しなければならない。包絡線検出動作は、データを解釈する過程において必要である。

【0050】

図３は、本発明の一実施形態によって正弦波から検出された包絡線を示すグラフである。
正弦波の包絡線（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）は、正弦波のピーク値を連結されうる。任意の連続的な正弦波ｘ（ｔ）は、以下の数式（１）のように表現される。

【0051】

［数１］

ｘ（ｔ）＝Ａｓｉｎ（ωｔ＋θ）・・・（１）

【0052】

ここで、Ａは正弦波の振幅で任意の定数値であり、θは０から２πの値を有する位相である。
ｘ（ｔ）をサンプリングした信号［ｘ（ωｔ１）、ｘ（ωｔ２）、…、ｘ（ωｔｍ）］は、［ｘ（１）、ｘ（２）、…、ｘ（ｍ）］のサンプルシーケンス（ｓａｍｐｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）で表現される。
ここで、２つのサンプル信号間の間隔を△ｔと定義する。サンプルシーケンス［ｘ（１）、ｘ（２）、…、ｘ（ｍ）］は、サンプル信号間の間隔△ｔを利用して以下の数式（２）のように表現される。

【0053】

［数２］

［Ａｓｉｎ（ωｔ１）、Ａｓｉｎ（ωｔ１＋ω△ｔ）、Ａｓｉｎ（ωｔ１＋２ω△ｔ）、…、Ａｓｉｎ（ωｔ１＋（ｍ−１）ω△ｔ）］・・・（２）

【0054】

ここで、△ｔが△ｔ＝（１／２＋ｎ）×π／ωの条件を満たせば、数式（２）は次のように表現される。ここで、ｎは任意の整数であり、ωは角周波数を意味する。

【0055】

［Ａｓｉｎ（ωｔ１）、Ａｃｏｓ（ωｔ１）、−Ａｓｉｎ（ωｔ１）、−Ａｃｏｓ（ωｔ１）、…］ ｉｆｎ＝ｅｖｅｎ
［Ａｓｉｎ（ωｔ１）、−Ａｃｏｓ（ωｔ１）、−Ａｓｉｎ（ωｔ１）、Ａｃｏｓ（ωｔ１）、…］ ｉｆｎ＝ｏｄｄ

【0056】

△ｔ＝（１／２＋ｎ）×（π／ω）の条件を満たせば、サンプルシーケンスは、±Ａｓｉｎ（ωｔ１）と±Ａｃｏｓ（ωｔ１）信号の反復した形態で表現される。

【0057】

ここで、２つの隣接サンプル信号を二乗演算処理して加えれば、以下の数式（３）のように包絡線成分の二乗であるＡ^２だけが残り、キャリア成分である正弦波信号は除去される。

【0058】

［数３］

（±Ａｓｉｎ（ωｔ１））^２＋（±Ａｃｏｓ（ωｔ１））^２＝Ａ^２・・・（３）

【0059】

数式（３）において、包絡線成分の二乗を平方根演算処理すれば、最終的に包絡線成分であるＡ値が抽出される。

【0060】

図４は、本発明の一実施形態に係る包絡線検出装置のブロック図である。
図４を参照すれば、包絡線検出装置は、サンプリング部４１０、制御部４２０、及び包絡線検出部４３０を含む。

【0061】

サンプリング部４１０は、変調信号のサンプリングを行う。
このとき、変調信号は、包絡線成分とキャリア成分を含んでもよい。変調信号は、ソース共振器とターゲット共振器間の相互共振によってターゲット共振器に格納されたエネルギーの波形である。変調信号は音声アナログ信号であってもよく、映像アナログ信号であってもよい。

【0062】

サンプリング部４１０は、所定の時間間隔を有して変調信号をサンプリングする。
このとき、所定の時間間隔は（１／２＋ｎ）×（π／ω）に対応する。
ここで、ｎは任意の整数であり、０、１、２、３などを含んでもよく、ωは角周波数を意味する。
所定の時間間隔が（１／２＋ｎ）×（π／ω）条件を満たせば、サンプリング信号は、同じキャリア周波数成分を有するサイン信号とコサイン信号で表現される。

【0063】

サンプリング部４１０は、変調信号の帯域幅（Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）の値に基づいて（１／２＋ｎ）×（π／ω）条件のｎの値を決定する。ｎ値が大きくなれば、隣接した２つのサンプリング信号間の時間間隔が大きくなる。

【0064】

変調信号の帯域幅が変調信号のキャリア周波数に比べて十分に小さければ、サンプリング部４１０はｎの値を大きくし、サンプリング時間間隔を大きくする。変調信号の帯域幅が変調信号のキャリア周波数に比べて十分に小さければ、サンプリング部４１０はｎの値を大きくし、低いサンプリングレートで変調信号をサンプリングする。

【0065】

変調信号の帯域幅が変調信号のキャリア周波数に比べて十分に小さければ、低いサンプリングレートでサンプリングされたサンプリング信号によっても精巧に包絡線の検出が可能となる。
変調信号の帯域幅と変調信号のキャリア周波数の間には予め設定された値を基準として、変調信号の帯域幅が変調信号のキャリア周波数に比べて十分に小さいかが決定される。

【0066】

制御部４２０は、変調信号からサンプリングされた信号のうちで隣接した２つのサンプリングされた信号間に二乗和（ＳＳ：Ｓｑｕａｒｅ−Ｓｕｍ）演算を実行する。
ここで、隣接した２つのサンプリングされた信号間の時間間隔は（１／２＋ｎ）×（π／ω）を満たす。
二乗和演算とは、隣接した２つのサンプリングされた信号それぞれを二乗し、二乗したそれぞれの隣接した２つのサンプリングされた信号を加えることを意味する。

【0067】

制御部４２０は、二乗和演算によって変調信号からキャリア成分を除去する。
隣接した２つのサンプリングされた信号間の時間間隔が（１／２＋ｎ）×（π／ω）を満たせば、制御部４２０は同じキャリア周波数成分を有するサイン信号とコサイン信号を二乗して加えることにより、サイン信号成分とコサイン信号成分を除去できるためである。

【0068】

制御部４２０は、二乗処理部４２１と合成部４２３を含む。
二乗処理部４２１は、隣接した２つのサンプリングされた信号それぞれを二乗する。
二乗処理部４２１は、二乗和演算で二乗演算を実行してもよい。
合成部４２３は、二乗した信号を合成する。合成部４２３は、二乗和演算で合演算を実行してもよい。

【0069】

包絡線検出部４３０は、キャリア成分が除去された変調信号から変調信号の包絡線を検出する。
包絡線検出部４３０は、二乗和（ＳＳ）演算の結果値を平方根（Ｓｑｕａｒｅ Ｒｏｏｔ）処理して変調信号の包絡線を検出する。二乗和演算の結果値は、変調信号の包絡線成分の二乗値を示す。
包絡線検出部４３０は、平方根演算によって変調信号の包絡線成分を検出する。

【0070】

制御部４２０は、二乗和平方根（ＳＳＲ：Ｓｑｕａｒｅ−Ｓｕｍ−Ｒｏｏｔ）演算を実行する。
制御部４２０は、包絡線検出部４３０の機能を実行することによって変調信号からキャリア成分を除去し、包絡線成分を検出する。
二乗和平方根演算は、隣接した２つのサンプリング信号それぞれを二乗し、二乗した結果を合わせた後、平方根処理を行うものである。

【0071】

変調信号から４つのサンプリング信号をサンプリングする場合に、サンプリングされた信号は、サンプリングされた順に、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号とする。

【0072】

制御部４２０は、第１サンプリング信号と第２サンプリング信号それぞれを二乗して合成し、第３サンプリング信号と第４サンプリング信号それぞれを二乗して合成する。
ここで、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号に含まれているキャリア成分が除去される。
制御部４２０は、４つのサンプリング信号のうちで隣接する第１、第２サンプリング信号を利用して１つの包絡線成分の二乗値を検出し、隣接する第３、第４サンプリング信号を利用してさらに他の１つの包絡線成分の二乗値を検出する。

【0073】

あるいは、制御部４２０は、第１サンプリング信号と第２サンプリング信号それぞれを二乗して合成し、第２サンプリング信号と第３サンプリング信号それぞれを二乗して合成し、第３サンプリング信号と第４サンプリング信号それぞれを二乗して合成してもよい。
ここで、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号に含まれているキャリア成分が除去される。制御部４２０は、順に隣接する２つのサンプリング信号ごとに二乗和演算を実行することにより、サンプリングレートと同じ比率の包絡線成分の二乗値を検出してもよい。

【0074】

サンプリングされた信号は、ソース共振器とターゲット共振器間の相互共振によってターゲット共振器に格納されたエネルギーの波形でアナログ−デジタル変換（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）サンプリングされた信号であり得る。変調信号は、エネルギーのレベルに従って変調された信号であり得る。

【0075】

包絡線検出装置は、傾き計算部４４０及び推定部４５０をさらに含んでもよい。
傾き計算部４４０は、検出された包絡線の傾きを計算する。傾き計算部４４０は、検出された包絡線で一定の間隔を有する２つの地点間の傾きを計算する。また、傾き計算部４４０は、検出された包絡線の各地点で接線の傾きを計算してもよい。

【0076】

推定部４５０は、計算された包絡線の傾きが最大Ｎになる時点を、ソース共振器とターゲット共振器間の相互共振開始点として推定する。
推定部４５０は、相互共振開始点を推定することにより、ソースとターゲットの間の信号を同期化させる。

【0077】

無線電力を送信する送信端と無線電力を受信する受信端の間に相互共振が開始する時点で、包絡線の傾きが最大になる。
推定部４５０は、以下の式を利用して相互共振開始点を推定してもよい。

【0078】

ここで、「ｓｉｇｎａｌ＿ｓｔａｒｔ＿ｐｏｉｎｔ」は相互共振開始点を意味し、ｉは包絡線の地点を意味し、ｇａｐは包絡線の２つの地点間の一定の間隔を意味する。
すなわち、「ｓｉｇｎａｌ＿ｓｔａｒｔ＿ｐｏｉｎｔ」は、包絡線で一定の間隔を有する２つの地点間の傾きが最大になる場合のｉとして推定する。

【0079】

サンプリングされた信号は、音声アナログ信号からアナログ−デジタル変換サンプリングされた信号であってもよく、変調信号は、音声データが変調した信号であってもよい。
また、サンプリングされた信号は、映像アナログ信号からアナログ−デジタル変換サンプリングされた信号であってもよく、変調信号は、映像データが変調した信号であってもよい。

【0080】

制御部４２０は、包絡線検出装置の全般的な制御を担当し、サンプリング部４１０、包絡線検出部４３０、傾き計算部４４０、及び推定部４５０の機能の実行を制御する。
図４の実施形態でこれら各部を別途に構成して示したのは、各機能を区別して説明するためである。したがって、実際に製品を実現する場合に、これらすべてを制御部４２０で処理するように構成してもよく、これらのうちの一部のみを制御部４２０で処理するように構成してもよい。

【0081】

図５は、本発明の他の一実施形態に係る包絡線検出装置のブロック図である。
図５を参照すると、包絡線検出装置は、サンプリング部５１０、制御部５２０、及び計算部５３０を含む。

【0082】

サンプリング部５１０は、変調信号のサンプリングを実行する。
ここで、変調信号は、包絡線成分とキャリア成分を含む。変調信号は、ソース共振器とターゲット共振器間の相互共振によってターゲット共振器に格納されたエネルギーの波形であり得る。変調信号は音声アナログ信号であってもよく、映像アナログ信号であってもよい。

【0083】

サンプリング部５１０は、所定の時間間隔で変調信号をサンプリングする。
このとき、所定の時間間隔は（１／２＋ｎ）×（π／ω）に対応する。ここで、ｎは任意の整数であり、ωは角周波数を意味する。

【0084】

サンプリング部５１０は、変調信号の帯域幅の値に基づいてサンプリング時間間隔を決定する。
サンプリング部５１０は、変調信号の帯域幅の値が大きくなれば、サンプリング時間間隔を小さくしてもよい。サンプリング部５１０は、変調信号の帯域幅の値が小さくなれば、サンプリング時間間隔を大きくしてもよい。すなわち、サンプリング部５１０は、変調信号の帯域幅の値の変化と反比例するようにサンプリング時間間隔を調節する。

【0085】

計算部５３０は、変調信号からサンプリングされた信号のうちで隣接する２つのサンプリングされた信号間に二乗和演算を実行し、変調信号の包絡線成分の二乗値を計算する。
二乗和演算とは、隣接した２つのサンプリング信号それぞれを二乗し、二乗した結果を加えることを意味する。

【0086】

計算部５３０は、変調信号からサンプリングされた信号のうちで隣接する２つのサンプリングされた信号間に二乗和平方根演算を実行し、変調信号の包絡線成分を計算する。
二乗和平方根演算は、隣接した２つのサンプリング信号それぞれを二乗し、二乗した結果を合わせた後に平方根処理を行うものである。
計算部５３０は、隣接する２つのサンプリングされた信号ごとに順に二乗和演算を実行し、変調信号をサンプリングするサンプリングレートと同じ比率で包絡線成分の二乗値を計算する。

【0087】

制御部５２０は、包絡線検出装置の全般的な制御を担当し、サンプリング部５１０及び計算部５３０の機能の実行を制御する。
図５の実施形態でこれらを別途に構成して示すのは、各機能を区別して説明するためである。したがって、実際に製品を実現する場合に、これらすべてを制御部５２０で処理するように構成してもよく、これらのうちの一部のみを制御部５２０で処理するように構成してもよい。

【0088】

図４のサンプリング部４１０、制御部４２０、二乗処理部４２１、合成部４２３、包絡線検出部４３０、傾き計算部４４０、及び推定部４５０と、図５のサンプリング部５１０、制御部５２０、及び計算部５３０それぞれは、
（１）１つ以上のマイクロプロセッサ、（２）デジタル信号プロセッサが搭載された１つ以上のプロセッサ、（３）デジタル信号プロセッサが搭載されていない１つ以上のプロセッサ、（４）１つ以上のコンピュータチップ、（５）１つ以上のＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、（６）１つ以上のコントローラ、（７）１つ以上のＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、（８）１つ以上のコンピュータ、（９）定義された方式によって命令語を実行するよう対応できるデバイスのうち少なくとも１つを含んでもよい。

【0089】

図４のサンプリング部４１０、制御部４２０、二乗処理部４２１、合成部４２３、包絡線検出部４３０、傾き計算部４４０、及び推定部４５０と、図５のサンプリング部５１０、制御部５２０、及び計算部５３０それぞれは、１つ以上のメモリを含んでもよい。例えば、メモリとしては、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含んでもよい。

【0090】

図６は、本発明の一実施形態に係るサンプリング信号のハーフレート（ｈａｌｆ ｒａｔｅ）で変調信号の包絡線を検出する工程を示す図である。
ここで、例えば、サンプリング信号は、図４又は図５の包絡線検出装置でサンプリングされる信号を意味する。

【0091】

包絡線を検出しようとする変調信号ｘ（ｔ）は、以下のとおり、包絡線成分Ｒ（ｔ）とキャリア成分ｃｏｓ（ωｔ＋θ）で表現される。

ｘ（ｔ）＝Ｒ（ｔ）ｃｏｓ（ωｔ＋θ）

【0092】

ここで、θは０から２πの値を有する位相（ｐｈａｓｅ）である。
ｘ（ｔ）をサンプリングした信号［ｘ（ωｔ１）、ｘ（ωｔ２）、…、ｘ（ωｔｍ）］は、［ｘ（１）、ｘ（２）、…、ｘ（ｍ）］のサンプルシーケンス（ｓａｍｐｌｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）で表現され得る。
ここで、２つのサンプル信号間の間隔を△ｔと定義する。

【0093】

図６を参照すると、サンプルシーケンス６１０は、［ｘ（１）、ｘ（２）、ｘ（３）、ｘ（４）、…、ｘ（２ｍ）、ｘ（２ｍ＋１）］で表現される。
包絡線検出装置は、変調信号から（２ｍ＋１）つのサンプリング信号をサンプリングする。このとき、サンプリング信号間のサンプリング時間間隔△ｔは、△ｔ＝（１／２＋ｎ）×（π／ω）の条件が満たされるように設定される。ここで、ｎは任意の整数であり、ωは角周波数を意味する。
包絡線検出装置は、隣接する２つのサンプリング信号を二乗和平方根演算処理することにより、変調信号の包絡線を検出する。

【0094】

包絡線検出装置は、それぞれのサンプリング信号を二乗する。
例えば、包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（１）を二乗（６２１）、サンプリング信号ｘ（２）を二乗（６２３）、サンプリング信号ｘ（３）を二乗（６２５）、サンプリング信号ｘ（４）を二乗（６２７）、…、サンプリング信号ｘ（２ｍ）を二乗、サンプリング信号ｘ（２ｍ＋１）を二乗する。

【0095】

包絡線検出装置は、サンプリング時間間隔△ｔが△ｔ＝（１／２＋ｎ）×（π／ω）の条件を満たせば、隣接する２つのサンプリング信号の二乗値を合算してキャリア成分を除去する。
例えば、包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（１）の二乗値とサンプリング信号ｘ（２）の二乗値を合算（６３１）する。また、包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（３）の二乗値とサンプリング信号ｘ（４）の二乗値を合算（６３３）する。続いて、包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（２ｍ）の二乗値とサンプリング信号ｘ（２ｍ＋１）の二乗値を合算する。

【0096】

包絡線検出装置は、２つのサンプリング信号の二乗値を合算した結果を平方根処理することにより、包絡線成分を検出する。
例えば、包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（１）の二乗値とサンプリング信号ｘ（２）の二乗値の合算（６３１）結果を平方根（６４１）処理することにより、包絡線成分Ｒ（１）を検出する。
包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（３）の二乗値とサンプリング信号ｘ（４）の二乗値の合算（６３３）結果を平方根（６４３）処理することにより、包絡線成分Ｒ（２）を検出する。次に、包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（２ｍ）の二乗値とサンプリング信号ｘ（２ｍ＋１）の二乗値の合算結果を平方根処理することにより、包絡線成分Ｒ（ｍ）を検出する。

【0097】

結果的に、包絡線検出装置は、包絡線成分のシーケンス６５０で構成された包絡線を検出する。
ここで、包絡線検出装置は、（２ｍ＋１）つのサンプリング信号からｍ個の包絡線成分を検出して変調信号の包絡線を推定する。
すなわち、変調信号のサンプリングレートに比べて半分の比率で包絡線成分を検出して包絡線を推定することができる。

【0098】

図７は、本発明の一実施形態に係るサンプリング信号のハーフレートで検出された包絡線を示すグラフである。
ここで、例えば、サンプリング信号は、図４又は図５の包絡線検出装置でサンプリングされる信号を意味する。

【0099】

図６では、ｘ（１）とｘ（２）、ｘ（３）とｘ（４）、…ｘ（２ｍ）とｘ（２ｍ＋１）間に二乗和平方根演算が行われる。
その結果、ｍ個の包絡線成分が検出される。図７は、図６で説明した方式によって計算された変調信号のサンプリング信号と包絡線成分を示す。

【0100】

図７を参照すると、変調信号は、包絡線７１０とキャリア成分７２０で表現され得る。
ここで、隣接する２つのサンプリング信号７３１、７３３の間に二乗和平方根演算が行われれば、包絡線成分７３５が検出される。
隣接する２つのサンプリング信号７４１、７４３の間に二乗和平方根演算が行われれば、包絡線成分７４５が検出される。続いて、包絡線検出装置は、変調信号からサンプリングされた隣接する２つのサンプリング信号を二乗和平方根演算処理して包絡線成分を検出する。包絡線検出装置は、包絡線成分を連結して変調信号の包絡線７１０を推定する。

【0101】

図８は、本発明の一実施形態に係るサンプリング信号と同じレート（ｕｎｉｆｏｒｍ ｒａｔｅ）で変調信号の包絡線を検出する工程を説明するための図である。
ここで、例えば、サンプリング信号は、図４又は図５の包絡線検出装置でサンプリングされる信号を意味する。

【0102】

図８を参照すると、サンプルシーケンス８１０は、［ｘ（１）、ｘ（２）、ｘ（３）、ｘ（４）、…、ｘ（２ｍ）、ｘ（２ｍ＋１）］で表現される。
包絡線検出装置は、変調信号から（２ｍ＋１）つのサンプリング信号をサンプリングする。
このとき、サンプリング信号間のサンプリング時間間隔△ｔは、△ｔ＝（１／２＋ｎ）×（π／ω）の条件が満たされるように設定される。ここで、ｎは任意の整数であり、ωは角周波数を意味する。

【0103】

包絡線検出装置は、隣接する２つのサンプリング信号を二乗和平方根演算処理することにより、変調信号の包絡線を検出する。
包絡線検出装置は、それぞれのサンプリング信号を二乗する。
例えば、包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（１）を二乗（８２１）、サンプリング信号ｘ（２）を二乗（８２３）、サンプリング信号ｘ（３）を二乗（８２５）、サンプリング信号ｘ（４）を二乗（８２７）、…、サンプリング信号ｘ（２ｍ）を二乗、サンプリング信号ｘ（２ｍ＋１）を二乗する。

【0104】

包絡線検出装置は、サンプリング時間間隔△ｔが△ｔ＝（１／２＋ｎ）×（π／ω）の条件を満たせば、隣接する２つのサンプリング信号の二乗値を合算してキャリア成分を除去する。

【0105】

図６とは異なり、図８における包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（１）の二乗値とサンプリング信号ｘ（２）の二乗値を合算８３１する。
また、包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（２）の二乗値とサンプリング信号ｘ（３）の二乗値を合算８３３する。すなわち、サンプリング信号ｘ（２）が重複して合算に利用される。包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（３）の二乗値とサンプリング信号ｘ（４）の二乗値を合算（８３５）する。続いて、包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（２ｍ）の二乗値とサンプリング信号ｘ（２ｍ＋１）の二乗値を合算する。

【0106】

包絡線検出装置は、２つのサンプリング信号の二乗値を合算した結果を平方根処理することにより、包絡線成分を検出する。
例えば、包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（１）の二乗値とサンプリング信号ｘ（２）の二乗値の合算（８３１）結果を平方根（８４１）処理することにより、包絡線成分Ｒ（１）を検出する。
包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（２）の二乗値とサンプリング信号ｘ（３）の二乗値の合算（８３３）結果を平方根（８４３）処理することにより、包絡線成分Ｒ（２）を検出する。

【0107】

包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（３）の二乗値とサンプリング信号ｘ（４）の二乗値の合算（８３５）結果を平方根（８４５）処理することにより、包絡線成分Ｒ（３）を検出する。次に、包絡線検出装置は、サンプリング信号ｘ（２ｍ）の二乗値とサンプリング信号ｘ（２ｍ＋１）の二乗値の合算結果を平方根処理することにより、包絡線成分Ｒ（２ｍ）を検出する。
図６の場合と異なり、包絡線検出装置は、サンプリング信号を重複して二乗和平方根（ＳＳＲ）演算処理することにより、さらに多くの数の包絡線成分を検出することができる。

【0108】

結果的に、包絡線検出装置は、包絡線成分のシーケンス８５０で構成された包絡線を検出する。
ここで、包絡線検出装置は、（２ｍ＋１）つのサンプリング信号から２ｍ個の包絡線成分を検出して変調信号の包絡線を推定する。すなわち、変調信号のサンプリングレートにほぼ同じ比率で包絡線成分を検出して包絡線を推定する。
従って、包絡線成分がさらに多く検出されるため、より精巧に包絡線が推定することができる。

【0109】

図９は、本発明の一実施形態に係るサンプリング信号と同じ比率で検出された包絡線を示すグラフである。

【0110】

図８では、ｘ（１）とｘ（２）、ｘ（２）とｘ（３）、ｘ（３）とｘ（４）、…ｘ（２ｍ）とｘ（２ｍ＋１）の間に二乗和平方根演算が行われる。
その結果、２ｍ個の包絡線成分が検出される。図９は、図８で説明した方式で計算された変調信号のサンプリング信号と包絡線成分を示す。

【0111】

図９を参照すると、変調信号は、包絡線９１０とキャリア成分９２０で表現され得る。
ここで、隣接する２つのサンプリング信号（９３０）間に二乗和平方根演算が行われれば、包絡線成分が検出される。また、隣接する２つのサンプリング信号（９４０）間に二乗和平方根演算が行われれば、包絡線成分が検出される。続いて、包絡線検出装置は、変調信号からサンプリングされた隣接する２つのサンプリング信号（９５０）を二乗和平方根演算処理して包絡線成分を検出する。包絡線検出装置は、包絡線成分を連結して変調信号の包絡線９１０を推定する。

【0112】

図１０は、本発明の一実施形態に係る包絡線検出方法を説明するためのフローチャートである。
ステップＳ１０１０で、包絡線検出装置は、所定の時間間隔で変調信号をサンプリングする。
このとき、所定の時間間隔は（１／２＋ｎ）×（π／ω）に対応する。ここで、ｎは任意の整数であり、０、１、２、３などを含んでもよく、ωは角周波数を意味する。包絡線検出装置は、変調信号の帯域幅の値に基づいて（１／２＋ｎ）×（π／ω）条件のｎの値を決定する。ｎ値が大きくなれば、隣接した２つのサンプリング信号間の時間間隔が大きくなる。

【0113】

包絡線検出装置は、変調信号の帯域幅が変調信号のキャリア周波数に比べて十分に小さければｎの値を大きくし、サンプリング時間間隔を大きくしてもよい。
また、包絡線検出装置は、変調信号の帯域幅が変調信号のキャリア周波数に比べて十分に小さければｎの値を大きくし、低いサンプリングレートで変調信号をサンプリングしてもよい。

【0114】

ステップＳ１０２０で、包絡線検出装置は、変調信号からサンプリングされた信号のうちで隣接した２つのサンプリングされた信号間に二乗和演算を実行する。
このとき、隣接した２つのサンプリング信号間の時間間隔は（１／２＋ｎ）×（π／ω）を満たす。二乗和演算とは、隣接した２つのサンプリングされた信号それぞれを二乗し、二乗したそれぞれの隣接した２つのサンプリングされた信号を加えることを意味する。

【0115】

包絡線検出装置は、二乗和演算によって変調信号からキャリア成分を除去する。
隣接した２つのサンプリングされた信号間の時間間隔が（１／２＋ｎ）×（π／ω）を満たせば、包絡線検出装置は同じキャリア周波数成分を有するサイン信号とコサイン信号を二乗して加えることにより、サイン信号成分とコサイン信号成分が除去される。

【0116】

包絡線検出装置は、隣接した２つのサンプリングされた信号それぞれを二乗する。
例えば、包絡線検出装置は、二乗和演算で二乗演算を実行してもよい。包絡線検出装置は、二乗和演算で合演算を実行して二乗した信号を合成してもよい。

【0117】

ステップＳ１０３０で、包絡線検出装置は、キャリア成分が除去された変調信号から変調信号の包絡線を検出する。
包絡線検出装置は、二乗和演算の結果値を平方根処理して変調信号の包絡線を検出する。二乗和演算の結果値は、変調信号の包絡線成分の二乗値を示す。

【0118】

一例として、変調信号から４つの信号をサンプリングする場合に、サンプリングされた信号は、サンプリングされた順に、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、および第４サンプリング信号とする。

【0119】

包絡線検出装置は、第１サンプリング信号と第２サンプリング信号それぞれを二乗して合成し、第３サンプリング信号と第４サンプリング信号それぞれを二乗して合成する。
ここで、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号に含まれているキャリア成分が除去される。

【0120】

包絡線検出装置は、４つのサンプリング信号のうちで隣接する第１サンプリング信号と第２サンプリング信号を利用して１つの包絡線成分の二乗値を検出し、隣接する第３サンプリング信号と第４サンプリング信号を利用してさらに他の１つの包絡線成分の二乗値を検出する。

【0121】

あるいは、包絡線検出装置は、第１サンプリング信号と第２サンプリング信号それぞれを二乗して合成し、第２サンプリング信号と第３サンプリング信号それぞれを二乗して合成し、第３サンプリング信号と第４サンプリング信号それぞれを二乗して合成してもよい。
ここで、第１サンプリング信号、第２サンプリング信号、第３サンプリング信号、及び第４サンプリング信号に含まれているキャリア成分が除去される。

【0122】

包絡線検出装置は、順に隣接する２つのサンプリング信号を重複しながら二乗和演算を実行することにより、サンプリングレートと同じ比率で包絡線成分の二乗値を検出する。

【0123】

ステップＳ１０４０で、包絡線検出装置は、検出された包絡線で一定の間隔を有する２つの地点間の傾きを計算する。
包絡線検出装置は、検出された包絡線の各地点で接線の傾きを計算してもよい。

【0124】

ステップＳ１０５０で、包絡線検出装置は、計算された包絡線の傾きが最大になる時点をソース共振器とターゲット共振器間の相互共振開始点として推定する。
包絡線検出装置は、相互共振開始点を推定することにより、ソースとターゲットの間の信号を同期化させ得る。
無線電力を送信する送信端と無線電力を受信する受信端の間に相互共振が開始する時点で、包絡線の傾きが最大に達する。

【0125】

図１１は、本発明の他の一実施形態に係る包絡線検出方法を説明するためのフローチャートである。

【0126】

ステップＳ１１１０で、包絡線検出装置は、所定の時間間隔で変調信号をサンプリングする。
このとき、所定の時間間隔は（１／２＋ｎ）×（π／ω）に対応する。ここで、ｎは任意の整数であり、０、１、２、３などを含んでもよく、ωは角周波数を意味する。

【0127】

ステップＳ１１２０で、包絡線検出装置は、変調信号の帯域幅の値に基づいてサンプリング時間間隔を決定する。
包絡線検出装置は、変調信号の帯域幅の値が大きくなれば、サンプリング時間間隔を小さくする。包絡線検出装置は、変調信号の帯域幅の値が小さくなれば、サンプリング時間間隔を大きくする。すなわち、包絡線検出装置は、変調信号の帯域幅の値の変化と反比例するようにサンプリング時間間隔を調節する。

【0128】

ステップＳ１１３０で、包絡線検出装置は、変調信号からサンプリングされた信号のうちで隣接する２つのサンプリングされた信号間に二乗和演算を実行し、変調信号の包絡線成分の二乗値を計算する。

【0129】

上述した方法は、多様なコンピュータ手段によって実行可能なプログラム命令形態で具現され、コンピュータ読み取り可能な媒体に記録することができる。
コンピュータ読み取り可能な媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独または組み合わせて含むことができる。コンピュータ読み取り可能な媒体に記録されるプログラム命令は、本発明のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア当業者に公示された使用可能なものでもよい。

【0130】

尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

【符号の説明】

【0131】

１１０ 電力入力部
１２０ 電力送信部
１３０、１６０ スイッチ部
１４０ 受信部
１５０ 電力出力部
２１０ 電力充電部
２２０、２５０ 制御部
２３０ 送信部
２４０ 充電部
２６０ 電力出力部
２７０ 相互インダクタンス（Ｍ）
４１０ サンプリング部
４２０ 制御部
４２１ 二乗処理部
４２３ 合成部
４３０ 包絡線検出部
４４０ 傾き計算部
４５０ 推定部
５１０ サンプリング部
５２０ 制御部
５３０ 計算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】