特許 6770172 近傍界電力伝送システムの小型高効率設計

(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】6770172

(24)【登録日】2020年9月28日

(45)【発行日】2020年10月14日

(54)【発明の名称】近傍界電力伝送システムの小型高効率設計

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/20 20160101AFI20201005BHJP

   H01Q 21/28 20060101ALI20201005BHJP

   H01Q 7/00 20060101ALI20201005BHJP

   H01Q 9/16 20060101ALI20201005BHJP

   H01Q 9/30 20060101ALI20201005BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20201005BHJP

   H04B 5/02 20060101ALI20201005BHJP

   H01F 38/14 20060101ALI20201005BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/20

   H01Q21/28

   H01Q7/00

   H01Q9/16

   H01Q9/30

   H01Q1/24 Z

   H04B5/02

   H01F38/14

【請求項の数】18

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2019-507785(P2019-507785)

(86)(22)【出願日】2017年8月14日

(65)【公表番号】特表2019-531682(P2019-531682A)

(43)【公表日】2019年10月31日

(86)【国際出願番号】US2017046800

(87)【国際公開番号】WO2018032009

(87)【国際公開日】20180215

【審査請求日】2019年4月1日

(31)【優先権主張番号】15/269,729

(32)【優先日】2016年9月19日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】62/374,578

(32)【優先日】2016年8月12日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】514160238

【氏名又は名称】エナージャス コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】ホッセイニ，アリスター

(72)【発明者】

【氏名】リーブマン，マイケル，エー．

【審査官】 早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】 特許第３７９５０７１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０００−３２３９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０３２４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５１４２２９２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２６８１３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ５０／００−５０／９０

Ｈ０２Ｊ７／００−７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４−７／３６

Ｈ０４Ｂ５／００−５／０６

Ｈ０１Ｑ１／１２−１／２６

Ｈ０１Ｑ３／００−３／４６

Ｈ０１Ｑ５／００−１１／２０

Ｈ０１Ｑ２１／００−２５／０４

Ｈ０１Ｆ３８／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送信機を備えた近傍界無線周波数（ＲＦ）電力伝送システムであって、
前記送信機は、
基板の第１の面の上または下方に配置され、第１の期間中に第１の方向に第１の電流を流して第１のＲＦ放射を生成するように構成された、第１のアンテナ要素と、
前記基板の前記第１の面の上または下方に配置された第２のアンテナ要素であって、前記第１の期間中に、前記第１の方向と異なりかつ前記第１の方向と逆の第２の方向に第２の電流を流して第２のＲＦ放射を生成するように構成され、その結果、（ｉ）前記第２のＲＦ放射の遠方界部分が前記第１のＲＦ放射の遠方界部分を実質的に相殺すると共に、（ｉｉ）前記第２のＲＦ放射の近傍界部分が前記第１のＲＦ放射の近傍界部分を実質的に相殺しない、第２のアンテナ要素と、
前記基板の第２の面の上または下方に配置された接地面であって、前記第２の面は前記第１の面の反対側である、接地面と、
前記接地面を貫通する第１のビアであって、前記第１の電流を供給するように構成された第１の給電線を収容する、第１のビアと、
前記接地面を貫通する第２のビアであって、前記第１のビアと異なり、かつ前記第２の電流を供給するように構成された第２の給電線を収容する、第２のビアと、
を備え、
前記第１のアンテナ要素は、前記第２のアンテナ要素の上方に位置され、
電子装置が前記送信機に近接して配置されるときのみ、前記第１のアンテナ要素および前記第２のアンテナ要素は、前記第１のＲＦ放射および前記第２のＲＦ放射を生成し、
前記第２のＲＦ放射の前記近傍界部分及び前記第１のＲＦ放射の前記近傍界部分は、当該第２のＲＦ放射の当該近傍界部分及び当該第１のＲＦ放射の当該近傍界部分を前記電子装置を充電するための使用可能な電力に変換する前記電子装置に、伝送される、近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項2】

前記接地面を貫通するビアであって、前記第１の電流および前記第２の電流を供給するように構成された給電線を収容するビアをさらに備える、請求項１に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項3】

前記第１のアンテナ要素および前記第２のアンテナ要素が、スパイラルアンテナのセグメントである、請求項１又は２に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項4】

前記第１のアンテナ要素がダイポールアンテナの第１のポールのセグメントであり、前記第２のアンテナ要素が前記ダイポールアンテナの第２のポールのセグメントである、請求項１又は２に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項5】

前記第１のアンテナ要素および前記第２のアンテナ要素が、ループアンテナのセグメントである、請求項１又は２に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項6】

前記第１のアンテナ要素および前記第２のアンテナ要素が、同心ループを含むループアンテナのセグメントである、請求項１又は２に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項7】

前記第１のアンテナ要素および前記第２のアンテナ要素が、モノポールアンテナのセグメントである、請求項１又は２に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項8】

前記第１のアンテナ要素および前記第２のアンテナ要素が、２つのスパイラルポールを含む複合ダイポールアンテナのセグメントである、請求項１又は２に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項9】

前記第１のアンテナ要素および前記第２のアンテナ要素が、階層型スパイラルアンテナのセグメントである、請求項１又は２に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項10】

前記接地面が、銅または銅合金の均質な金属シートで構築される、請求項１から９のいずれか一項に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項11】

前記接地面が、ループ、スパイラル、およびメッシュからなる群から選択される形状に配置された金属片で構築される、請求項１から９のいずれか一項に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項12】

前記第１のアンテナ要素および前記第２のアンテナ要素が、銅または銅合金で構築される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項13】

前記第１のＲＦ放射の前記遠方界部分が、前記第２のＲＦ放射の前記遠方界部分を相殺する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項14】

前記接地面が、前記第１のアンテナ要素および前記第２のアンテナ要素によって生成されたＲＦ放射の少なくとも一部分を反射するように構成される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項15】

前記接地面が、前記第１のアンテナ要素および前記第２のアンテナ要素によって生成されたＲＦ放射の少なくとも一部分を相殺するように構成される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項16】

前記電力伝送システムが、電力送信機として構成される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項17】

前記基板が、所定の透磁率または誘電率のメタマテリアルを含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の近傍界ＲＦ電力伝送システム。

【請求項18】

第１のアンテナ要素、第２のアンテナ要素、接地面、第１のビアおよび第２のビアを備えた送信機を利用した近傍界ＲＦ電力伝送の方法であって、
前記第１のアンテナ要素が第１のＲＦ放射を生成するように、接地面を貫通する前記第１のビアを通じて、前記第１のアンテナ要素に第１の電流を供給することと、
前記第２のアンテナ要素が第２のＲＦ放射を生成するように、前記第１のビアと異なりかつ前記接地面を貫通する前記第２のビアを通じて、前記第２のアンテナ要素に第２の電流を供給することと
を含み、
前記第１の電流は第１の方向を向き、前記第２の電流は、前記第１の方向と異なりかつ前記第１の方向と逆の第２の方向を向き、その結果、（ｉ）前記第２のＲＦ放射の遠方界部分が前記第１のＲＦ放射の遠方界部分を実質的に相殺すると共に、（ｉｉ）前記第２のＲＦ放射の近傍界部分が前記第１のＲＦ放射の近傍界部分を実質的に相殺せず、
前記第１のアンテナ要素は、前記第２のアンテナ要素の上方に位置され、
電子装置が前記送信機に近接して配置されるときのみ、前記第１のアンテナ要素および前記第２のアンテナ要素は、前記第１のＲＦ放射および前記第２のＲＦ放射を生成し、
前記第２のＲＦ放射の前記近傍界部分及び前記第１のＲＦ放射の前記近傍界部分は、当該第２のＲＦ放射の当該近傍界部分及び当該第１のＲＦ放射の当該近傍界部分を前記電子装置を充電するための使用可能な電力に変換する前記電子装置に、伝送され、
前記第１のアンテナ要素および前記第２のアンテナ要素は、基板の第１の面の上または下方に配置され、
前記接地面は、前記基板の前記第１の面の反対側の第２の面の上または下方に配置される、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001] 本出願は、一般に無線電力充電システムに関し、より詳細には、電力を送信または受信するための近傍界無線周波数（ＲＦ）アンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

[0002] ラップトップコンピュータ、スマートフォン、携帯用ゲーム装置、タブレット、またはその他などの電子装置は、動作するために電力を必要とする。一般的に理解されるように、電子装置は少なくとも１日１回、または使用頻度の高いもしくは電力を大量に消費する電子装置では１日２回以上と、頻繁に充電される。そのような作業は退屈であり、ユーザにとって負担になることがある。例えば、ユーザは、電子装置の充電が切れた場合に備えて充電器を持ち運ぶ必要があることがある。さらに、ユーザによっては電子機器に接続するための利用可能な電源を探し出さなければならず、これは不便であり時間がかかる。最後に、ユーザによっては、電子装置を充電できるように、壁または何らかの他の電源にプラグ接続しなければならない。このような作業により、充電中に電子装置が使えなかったり、または携帯できなかったりすることがある。

【0003】

[0003] いくつかの従来の解決策には誘導性の充電パッドが含まれ、これには磁気誘導コイルまたは共振コイルが用いられることがある。当技術分野で理解されるように、そのような解決策は、電子装置が（ｉ）誘導性充電パッド上の特定の位置に載置されること、および（ｉｉ）磁場は特定の配向を有するため、給電のために特定の向きに置かれること、を依然として必要とする。さらに、誘導性充電ユニットは、両方の装置（即ち、充電器、および充電器によって充電される装置）内に大きなコイルを必要とするが、これは、例えば、寸法および費用という理由から望ましくないことがある。したがって、電子装置が誘導性充電パッド上に正しい配向で置かれないと、十分に充電できなかったり、または充電を受けられなかったりすることがある。また、充電マットの使用後に電子装置が期待された通りに充電されていないと、ユーザは苛立つことがあり、それによって充電マットの信頼性が損なわれたり、ユーザに受け入れられなくなったりすることがある。

【0004】

[0004] 他の解決策では、遠方界ＲＦ波伝達を用いて、装置を充電するための離れた場所に、ＲＦ波の強め合う干渉によっていくらかのエネルギーを作り出す。しかし、そのような解決策は、特定の用途および構成により適している。というのも、通常、遠方界ＲＦ波伝達による解決策は、ＲＦ波の位相制御および振幅制御を実現するために、多数のアンテナアレイおよび回路を使用するからである。さらに、遠方界アンテナは、近傍界充電システムの場合には効率的でないことがある。パッチアンテナなどの一部のアンテナは、近傍界電力伝送に使用されてきた。しかし、特に、生成された電力は送信機の近傍界の距離内の特定のエリアに集中するのではなく、むしろ全方向に漏出し得るため、パッチアンテナも、近傍界においては電力伝送効率が低い。

【0005】

[0005] したがって、当技術分野において、遠方界アンテナおよび近傍界アンテナの上述の欠点に対処し、近距離ＲＦ場アンテナを高結合効率で構築する必要がある。

【発明の概要】

【0006】

[0006] 本明細書に開示されるシステムは、前述の問題に対処し、かつその他の多数の利益も提供することができる。

【0007】

[0007] （Ａ１）いくつかの実施形態において、近傍界無線周波数（ＲＦ）電力伝送システムが提供され、この近傍界ＲＦ電力伝送システムは、基板の第１の面の上または下方に配置され、第１の期間中に第１の方向に第１の電流を流して第１のＲＦ放射を生成するように構成された、第１のアンテナ要素と、上記基板の上記第１の面の上または下方に配置され、上記第１の期間中に、上記第１の方向と逆の第２の方向に第２の電流を流して第２のＲＦ放射を生成するように構成され、その結果、上記第２のＲＦ放射の遠方界部分が上記第１のＲＦ放射の遠方界部分を相殺する、第２のアンテナ要素と、上記基板の第２の面の上または下方に配置された接地面であって、上記第２の面は上記第１の面の反対側である、接地面とを備える。

【0008】

[0008] （Ａ２）Ａ１の近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記システムは、上記接地面を貫通するビアであって、上記第１の電流および上記第２の電流を供給するように構成された給電線を収容するビアを含む。

【0009】

[0009] （Ａ３）Ａ１の近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記システムは、上記接地面を貫通する第１のビアであって、上記第１の電流を供給するように構成された第１の給電線を収容する、第１のビアと、上記接地を貫通する第２のビアであって、上記第２の電流を供給するように構成された第２の給電線を収容する、第２のビアとを含む。

【0010】

[0010] （Ａ４）Ａ１〜Ａ３のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記第１のアンテナ要素および上記第２のアンテナ要素は、スパイラルアンテナのセグメントである。

【0011】

[0011] （Ａ５）Ａ１〜Ａ３のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記第１のアンテナ要素は、ダイポールアンテナの第１のポールのセグメントであり、上記第２のアンテナ要素は、上記ダイポールアンテナの第２のポールのセグメントである。

【0012】

[0012] （Ａ６）Ａ１〜Ａ３のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記第１のアンテナ要素および上記第２のアンテナ要素は、ループアンテナのセグメントである。

【0013】

[0013] （Ａ７）Ａ１〜Ａ３のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記第１のアンテナ要素および上記第２のアンテナ要素は、同心ループを含むループアンテナのセグメントである。

【0014】

[0014] （Ａ８）Ａ１〜Ａ３のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記第１のアンテナ要素および上記第２のアンテナ要素は、モノポールアンテナのセグメントである。

【0015】

[0015] （Ａ９）Ａ１〜Ａ３のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記第１のアンテナ要素および上記第２のアンテナ要素は、２つのスパイラルポールを含む複合ダイポールアンテナのセグメントである。

【0016】

[0016] （Ａ１０）Ａ１〜Ａ３のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記第１のアンテナ要素および上記第２のアンテナ要素は、階層型スパイラルアンテナのセグメントである。

【0017】

[0017] （Ａ１１）Ａ１〜Ａ１０のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記接地面は、銅または銅合金の均質な金属シートで構築される。

【0018】

[0018] （Ａ１２）Ａ１〜Ａ１０のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記接地面は、ループ、スパイラル、およびメッシュからなる群から選択される形状に配置された金属片で構築される。

【0019】

[0019] （Ａ１３）Ａ１〜Ａ１２のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記第１のアンテナ要素および上記第２のアンテナ要素は、銅または銅合金で構築される。

【0020】

[0020] （Ａ１４）Ａ１〜Ａ１３のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記基板は、所定の透磁率または誘電率のメタマテリアルを含む。

【0021】

[0021] （Ａ１５）Ａ１〜Ａ１４のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記接地面は、上記第１のアンテナ要素および上記第２のアンテナ要素によって生成されたＲＦ放射の少なくとも一部分を反射するように構成される。

【0022】

[0022] （Ａ１６）Ａ１〜Ａ１５のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記接地面は、上記第１のアンテナ要素および上記第２のアンテナ要素によって生成されたＲＦ放射の少なくとも一部分を相殺するように構成される。

【0023】

[0023] （Ａ１７）Ａ１〜Ａ１６のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記電力伝送システムは、電力受信機として構成される。

【0024】

[0024] （Ａ１８）Ａ１〜Ａ１６のいずれか１つの近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記電力伝送システムは、電力送信機として構成される。

【0025】

[0025] （Ａ１９）いくつかの実施形態において、近傍界ＲＦ電力伝送の方法も提供され、この方法は、接地面を通る１つまたは複数のビアを通じて、第１のアンテナ要素に、この第１のアンテナが第１のＲＦ放射を生成するように、第１の電流を供給することと、第２のアンテナ要素に、この第２のアンテナが第２のＲＦ放射を生成するように、第２の電流を供給することとを含み、上記第１の電流は第１の方向を向き、上記第２の電流は、上記第１の方向と逆の第２の方向を向き、その結果、上記第２のＲＦ放射の遠方界部分が上記第１のＲＦ放射の遠方界部分を相殺し、上記第１のアンテナ要素および上記第２のアンテナ要素は、基板の第１の面の上または下方に配置され、上記接地面は、上記基板の上記第１の面の反対側の第２の面の上または下方に、かつ上記第１のアンテナ要素および上記第２のアンテナ要素の下方に、配置される。

【0026】

[0026] （Ａ２０）Ａ１９の近傍界ＲＦ電力伝送システムのいくつかの実施形態において、上記接地面、上記第１のアンテナ要素、上記基板、および上記第２のアンテナ要素は、それぞれ近傍界電力伝送システムの一部であり、この近傍界電力伝送システムはＡ１〜Ａ１８のいずれか１つにしたがって構成される。

【図面の簡単な説明】

【0027】

[0027] 添付の図面は本明細書の一部を構成し、本明細書に開示される主題の実施形態を例示する。

【図1A】[0028] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【図1B】[0028] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【図2A】[0029] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【図2B】[0029] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【図2C】[0029] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【図2D】[0029] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【図3】[0030] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【図4】[0031] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【図5】[0032] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【図6】[0033] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【図7】[0034] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【図8】[0035] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【図9A】[0036] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【図9B】[0036] 一実施形態による例示的なシステムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

[0037] 次に、図面に示される例示的な実施形態を参照し、本明細書で具体的な用語を使用してそれらを説明する。しかし、それによって特許請求の範囲または本開示の範囲を限定することは意図されないことが理解されよう。本開示を入手した当業者が思いつくであろう、本明細書において例示される発明の特徴の変更およびさらなる修正、ならびに本明細書において例示される主題の原理の追加的な適用は、本明細書に開示される主題の範囲内であるとみなすべきである。本開示は、本明細書の一部を形成する図面に例示される実施形態を参照して、本明細書で詳細に説明される。本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態を用いることができ、かつ／または他の変更を加えることができる。詳細な説明において説明される例示的な実施形態は、本明細書で提示される主題を限定することを意図するものではない。

【0029】

[0038] 本明細書において、近傍界ＲＦベースの電力伝送結合において高い電力伝送効率を有する電力伝達システムの、様々な実施形態が開示される。電力伝送システムにおける送信機および受信機の電力伝送効率は、送信機によって送信または生成される電力の量と、受信機によって収集される電力の量とを関連付ける、パーセンテージまたは比率として定義することができる。電力伝送効率は、送信機と受信機の結合に依存し得る。送信機と受信機が十分に結合されている場合、送信機の１つまたは複数の送信アンテナによって送信される電力の大部分が、受信機の１つまたは複数の受信アンテナに集中する。一方、送信機と受信機が十分に結合されていない場合、比較的少ない電力が受信機アンテナに集中し、望ましくない方向への漏出によって電力が失われる。したがって、電磁力の大部分が送信機と受信機の間に捕捉されるか、または他の形で集中する、より十分に結合した電力送信機および受信機を有することが望ましい。

【0030】

[0039] 本明細書で説明される近傍界電力伝送システムの実施形態では、蛇行した配置で互いに近接して構築または印刷されたアンテナ要素を含むことができる。蛇行した配置において、隣り合ったアンテナ要素は、互いに逆方向に流れる電流を伝導する。この電流の流れは、アンテナによって生成されるか、または電流の流れの電磁効果によって他の方法で生成されるいかなる遠方界ＲＦ放射も、完全に、またはほぼ完全に相殺する。言い換えると、第１の経路を流れる第１の電流に対して、第１の経路を流れる第１の電流によって生成された遠方界放射を相殺する、第２の相殺経路を流れる第２の電流が存在してよい。したがって、遠方界への電力の放射は存在しないことがある。しかし、送信機と受信機の間で電力の伝送が生じ得る近傍界有効域においては、そのような相殺は生じないことがある。当業者は、互いに逆方向に流れる電流によって生成された時間的に変動する電場および磁場に関するマクスウェルの方程式の１つまたは複数の解が、電流が互いに逆方向に流れると、遠方界の電磁放射は相殺され、近傍界の電磁放射は相殺されないことを規定することを理解するであろう。当業者はまた、近傍界有効域が、電力伝送システムのごく近傍の、または電力伝送システムに近接または隣接する電磁力の存在によって画定されることも理解するはずである。当業者はさらに、近傍界／遠方界の区別を理解するであろう。例えば、近傍界はアンテナ要素のごく近傍を指すことがあり、かつ放射近傍界（フレネル）領域も含むことがあり、遠方界はアンテナ要素のごく近傍を越えたエリアを指すことがある。

【0031】

[0040] 本明細書で説明される近傍界電力伝送システムの実施形態では、アンテナの裏に接地面を含むことができる。送信機として機能する近傍界電力伝送システムの場合、接地面は、例えば、送信機アンテナによって生成される電磁波に対するリフレクタとして機能することによって、電力伝送システムの送信アンテナの裏に電力が伝送されないようにすることがある。同様に、受信機として機能する近傍界電力伝送システムの場合、接地面は、受信した電磁波が受信機の裏側から放射しないようにすることがある。したがって、１つまたは複数の接地面を有することで、送信機および／または受信機の裏側からの電力の漏出を阻止することによって、送信機と受信機の間に電磁力を集中させるか、または捕捉することができる。

【0032】

[0041] アンテナは、モノポール、蛇行したモノポール、ダイポール、蛇行したダイポール、スパイラル、ループ、および同心ループなどの様々な形状に構築することができる。アンテナはまた、スパイラルダイポールなどの複合構成で構築してもよい。さらに、階層型アンテナ、例えば、第１の階層レベルに第１のスパイラルダイポールを有し、第１の階層レベルの上方の第２の階層レベルに第２のスパイラルダイポールを有するアンテナがあってもよい。いくつかの実施形態では、最も低い階層レベルに単一の接地面を設けてもよい。他の実施形態では、各階層レベルに接地面を含んでもよい。複合構造または階層構造は、広帯域設計および／またはマルチバンド設計の場合に必要とされることがある。例えば、非階層構造または非複合構造は、第１の周波数、および送信機と受信機の間の第１の距離においては非常に効率的であり得るが、他の周波数および距離においては非効率的なことがある。複合構造や階層構造などの、より複雑な構造を組み込むことで、広い範囲の周波数および距離にわたって効率を高めることができる。

【0033】

[0042] いくつかの実施形態において、送信アンテナおよび対応する受信アンテナは、互いに鏡像であるか、または対称でなければならないことがある。言い換えると、受信アンテナは、対応する送信アンテナと同一またはほぼ同一の形状および／または寸法構成を有することがある。そのような類似性によって、より十分な結合が保証され、したがってより高い電力伝送効率をもたらすことができる。しかし、他の実施形態では、送信アンテナと受信アンテナは互いに対称でなくてもよい。さらに、類似しない対の場合、本明細書に開示されるアンテナは、他のアンテナ（例えば、パッチ、ダイポール、スロット）と対にしてもよい。これらの場合、近傍界結合効率は、特定の用途に関しては依然として許容できるものであり得る。様々な種類の送信アンテナを、様々な種類の受信アンテナと組み合わせてよい。

【0034】

[0043] 従来のシステムでは、周波数が低下して波長が増大するにつれて、対をなすアンテナを延長しなければならないことがある。本明細書に記載の近傍界電力伝送システムの実施形態では、小型のアンテナも実現することができる。例えば、従来の多くのシステムにおいて、９００ＭＨｚの電磁波を送信および／または受信するために使用される半波長ダイポールアンテナは、アンテナの一方の端部から他方の端部までが、典型的には３３．３センチメートル（ｃｍ）またはおおよそ１フィート（ｆｔ）である。しかし、本明細書に記載の実施形態では、より小さいフォームファクタを用いてそのような結果を達成することができる。本明細書に開示される蛇行した配置によって、アンテナを互いに折り返すか、またはスパイラル状にすることができる。したがって、長いアンテナを、比較的小さい筐体内に印刷または構築することができる。例えば、非常に低い周波数、例えば４００ＭＨｚで動作する送信機／受信機は、約６ミリメートル（ｍｍ）×６ｍｍから約１４ｍｍ×１４ｍｍのアンテナ寸法へと小型化することができる。さらに、本明細書に開示される近傍界電力伝送システムは、当技術分野において既知の送信機および受信機と比較して、極めて高い電力伝送効率を有する。

【0035】

[0044] 本明細書に開示される近傍界電力伝送システムは、携帯電話、衣類、および玩具などの電子装置において使用することができる。例えば、第１の電力伝送システムは、充電マット内に埋め込まれた送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよく、第２の電力伝送システムは、携帯電話内に埋め込まれた受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。携帯電話が充電マットに近接して配置されると、送信機は受信機に電力を伝送することができる。いくつかの実施形態において、近傍界電力伝送システムは、遠方界電力伝送システムと組み合わせて使用してもよい。例えば、携帯電話は、近傍界受信機と遠方界受信機の両方を有することができる。携帯電話が近傍界送信機を有する充電マット上に配置されると、携帯電話内の近傍界受信機は、近傍界送信機から電力を受信することができる。携帯電話が充電マットから離されて異なる位置に配置されると、携帯電話内の遠方界受信機は、遠方界送信機から電力を受信することができる。

【0036】

[0045] 図１Ａは、例示的な近傍界電力伝送システム１００の概略図面の上面斜視図である。図１Ｂは、例示的な近傍界電力伝送システム１００の概略図面の底面斜視図である。電力伝送システム１００は、上面１０１、底面１０２および側壁１０３を備えてよい。いくつかの実施形態では、電力伝送システム１００の構成要素を収容する筐体を、電磁波の通過に対する障害を最小限とする材料で構築してよい。他の実施形態では、筐体の異なる部分を、透磁率および誘電率などの電磁特性が異なる材料で構築してもよい。例えば、上面１０１は、最小限の障害で電磁波を通過させてもよく、側壁１０３は、減衰、吸収、反射、または当技術分野において既知の他の技術によって、電磁波を遮断してもよい。

【0037】

[0046] 電力伝送システム１００は、電力伝送システム１００が第２の電力伝送システム（図示せず）に隣接するとき、ＲＦエネルギーを放射することができ、したがって電力を伝送することができる。このように、電力伝送システム１００は、電力送信機として機能するように「送信側」とすることもでき、電力伝送システム１００は、電力受信機として機能するように「受信側」とすることもできる。いくつかの実施形態において、電力伝送システム１００が送信機と関連付けられている場合、電力伝送システム１００（または電力伝送システム１００の下位構成要素）は、送信機装置に一体化されてもよく、または外部で送信機に配線されてもよい。同様に、いくつかの実施形態において、電力伝送システム１００が受信機と関連付けられている場合、電力伝送システム１００（または電力伝送システム１００の下位構成要素）は、受信機装置に一体化されてもよく、または外部で受信機に配線されてもよい。

【0038】

[0047] 上面１０１、側壁１０３および底面１０２の間に画定された空間内に、基板１０７を配置することができる。いくつかの実施形態において、電力伝送システム１００は筐体を含まなくてもよく、基板１０７が上面１０１、側壁１０３および底面１０２を含んでもよい。基板１０７は、電流を伝導する電線を、絶縁、反射、吸収、またはその他の方法で収容可能な、メタマテリアルなどの任意の材料を含んでよい。メタマテリアルは、所望の透磁率および誘電率を得るために設計された幅広い種類の合成材料であり得る。透磁率および誘電率のうちの少なくとも一方は、電力伝送要件、および／または政府規制に対するコンプライアンスの制約に基づいてよい。本明細書に開示されるメタマテリアルは、放射を受信することができるか、または放射を生成することができ、薄いリフレクタとして機能することもできる。

【0039】

[0048] 上面１０１の上または下方に、アンテナ１０４を構築することができる。電力伝送システム１００が電力送信機と関連付けられているとき、アンテナ１０４は、電磁波を送信するために用いられ得る。代替的に、電力伝送システム１００が電力受信機と関連付けられているとき、アンテナ１０４は、電磁波を受信するために用いられ得る。いくつかの実施形態において、電力伝送システム１００は送受信機として動作することができ、アンテナ１０４は電磁波の送信および受信の両方を行うことができる。アンテナ１０４は、金属、合金、メタマテリアルおよび複合素材などの材料で構築することができる。例えば、アンテナ１０４は、銅または銅合金で作製することができる。アンテナ１０４は、電力伝送要件に基づいて、様々な形状を有するように構築することができる。図１Ａおよび図１Ｂに示す例示的なシステム１００において、アンテナ１０４は、互いに近接して配置されたアンテナセグメント１１０を含むスパイラルの形状に構築されている。アンテナセグメント１１０を通って流れる電流は、互いに逆方向とすることができる。例えば、アンテナセグメント１１０ｂにおいて電流が図１Ａの左から右に流れている場合、アンテナセグメント１１０ａ、１１０ｃのそれぞれにおける電流は右から左に流れてよい。電流が逆方向に流れることにより、電力伝送システム１００の遠方界において、電磁放射が互いに相殺される。言い換えると、想像線１１５の左側の１つまたは複数のアンテナセグメント１１０によって生成された遠方界電磁放射は、想像線１１５の右側の１つまたは複数のアンテナセグメント１１０によって生成された遠方界電磁放射によって相殺される。したがって、電力伝送システム１００の遠方界において、電力は漏出しないことがある。しかし、そのような相殺は、電力の伝送が生じ得る電力伝送システム１００の近傍界有効域においては生じないことがある。

【0040】

[0049] 電力伝送システム１００は、底面１０２に、または底面１０２の上方に、接地面１０６を含むことができる。接地面１０６は、金属、合金、および複合素材などの材料によって形成することができる。一実施形態において、接地面１０６は、銅または銅合金によって形成することができる。いくつかの実施形態では、接地面１０６を、材料の均質なシートで構築してよい。他の実施形態では、接地面１０６を、ループ、スパイラル、およびメッシュなどの形状に配置された材料片を用いて構築してもよい。給電線（図示せず）をアンテナに運ぶビア１０５は、接地面１０６を貫通してよい。給電線は、アンテナ１０４に電流を供給することができる。いくつかの実施形態では、接地面１０６を、アンテナ１０４に電気的に接続してよい。いくつかの実施形態では、接地面１０６を、アンテナ１０４に電気的に接続しなくてもよい。そのような実装の場合、ビア１０５を接地面１０６から絶縁する絶縁エリア１０８を、ビア１０５と接地面１０６の間に構築してもよい。いくつかの実施形態において、接地面１０６は、アンテナ１０４によって生成された電磁波のリフレクタとして機能することができる。言い換えると、接地面は、底面を越えて形成された透過像を相殺および／または反射することによって、電力伝送システム１００の底面を越えた電磁伝達を可能にしないことがある。接地面によって電磁波を反射することで、アンテナ１０４が上面１０１から、または上面１０１に向かって送信する電磁波を強化することができる。したがって、底面１０２から電磁力が漏出しないことがある。

【0041】

[0050] したがって、アンテナ１０４および接地面１０６の存在により、電力伝送システム１００によって送信または受信される電磁波は、システム１００の近傍界に蓄積する。システム１００の遠方界への漏出は最小限となる。

【0042】

[0051] 図２Ａは、本開示の一実施形態による例示的な近傍界電力伝送システム２００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態において、電力伝送システム２００は、電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。他の実施形態において、電力伝送システム２００は、電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。電力伝送システム２００は、上面２０１、底面（図示せず）、および側壁２０３によって画定される筐体を備えてよい。いくつかの実施形態では、筐体を、電磁波の通過に対する障害を最小限とする材料で構築してよい。他の実施形態では、筐体の異なる部分を、透磁率および誘電率などの電磁特性が異なる材料で構築してもよい。例えば、上面２０１は、最小限の障害で電磁波を通過させてもよく、側壁２０３は、減衰、吸収、反射、または当技術分野において既知の他の技術によって、電磁波を遮断してもよい。

【0043】

[0052] 上面２０１、側壁２０３および底面２０２の間に画定された空間内に、基板２０７を配置することができる。いくつかの実施形態において、電力伝送システム２００は筐体を含まなくてもよく、基板２０７が上面２０１、側壁２０３、および底面２０２を含んでもよい。基板２０７は、電流を伝導する電線を、絶縁、反射、吸収、またはその他の方法で収容可能な、メタマテリアルなどの任意の材料を含んでよい。メタマテリアルは、所望の透磁率および誘電率を得るために設計された幅広い種類の合成材料であり得る。透磁率および誘電率のうちの少なくとも一方は、電力伝送要件、および／または政府規制に対するコンプライアンスの制約に基づいてよい。本明細書に開示されるメタマテリアルは、放射を受信することができるか、または放射を生成することができ、薄いリフレクタとして機能することもできる。

【0044】

[0053] 上面２０１の上または下方に、アンテナ２０４を構築することができる。電力伝送システム２００が電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ２０４は電磁波を送信するために用いられ得る。代替的に、電力伝送システム２００が電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ２０４は電磁波を受信するために用いられ得る。いくつかの実施形態において、電力伝送システム２００は送受信機として動作することができ、アンテナ２０４は電磁波の送信および受信の両方を行うことができる。アンテナ２０４は、金属、合金、メタマテリアル、および複合素材などの材料で構築することができる。例えば、アンテナ２０４は、銅または銅合金で作製することができる。アンテナ２０４は、電力伝送要件に基づいて、様々な形状を有するように構築することができる。図２Ａに示す例示的なシステム２００において、アンテナ２０４は、互いに近接して配置されたアンテナセグメントを含むスパイラルの形状に構築されている。ビア２０５を通して、信号供給線（図示せず）をアンテナ２０４に接続することができる。

【0045】

[0054] 図２Ｂは、例示的な電力伝達システム２００の側面図を概略的に示す。示されているように、上部金属層はアンテナ２０４を形成することができ、下部金属層は接地面２０６を形成することができる。基板２０７は、上部金属層と下部金属層の間に配置することができる。基板２０７は、ＦＲ４、メタマテリアル、または当技術分野において既知のその他の任意の材料などの材料を含んでよい。メタマテリアルは、所望の透磁率および誘電率を得るために設計された幅広い種類の合成材料であり得る。透磁率および誘電率のうちの少なくとも一方は、電力伝送要件、および／または政府規制に対するコンプライアンスの制約に基づかなければならないことがある。本明細書に開示されるメタマテリアルは、放射を受信することができるか、または放射を生成することができ、薄いリフレクタとして機能することもできる。

【0046】

[0055] 図２Ｃは、アンテナ２０４の上面斜視図を概略的に示す。アンテナ２０４は、ビア２０５を通り抜ける給電線（図示せず）のための接続点２０９を備える。図２Ｄは、接地面２０６の側面斜視図を概略的に示す。一実施形態において、接地面２０６は、均質な金属層を備える。他の実施形態において、接地面２０６は、細長片、メッシュ、および格子などの構造を含んでもよく、完全に均質でなくてもよい。接地面２０６は、ビア２０５が貫通するソケット２０９も備えることができる。接地面２０６は、ソケット２０９の周りに、接地面２０６の他の部分からソケット２０９を絶縁する絶縁領域２１０も含むことができる。いくつかの実施形態において、接地面は、ビアを通り抜ける線への電気的接続を有してもよく、絶縁領域２１０は必要とされないことがある。

【0047】

[0056] 図３は、本開示の一実施形態による例示的な近傍界電力伝送システム３００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態において、電力伝送システム３００は、電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。他の実施形態において、電力伝送システム３００は、電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。電力伝送システム３００は、上面３０１、底面（図示せず）、および側壁３０３によって画定される筐体を備えてよい。いくつかの実施形態では、筐体を、電磁波の通過に対する障害を最小限とする材料で構築してよい。他の実施形態では、筐体の異なる部分を、透磁率および誘電率などの電磁特性が異なる材料で構築してもよい。例えば、上面３０１は、最小限の障害で電磁波を通過させてもよく、側壁３０３は、減衰、吸収、反射、または当技術分野において既知の他の技術によって、電磁波を遮断してもよい。

【0048】

[0057] 上面３０１、側壁３０３、および底面３０２の間に画定された空間内に、基板３０７を配置することができる。いくつかの実施形態において、電力伝送システム３００は筐体を含まなくてもよく、基板３０７が上面３０１、側壁３０３、および底面３０２を含んでもよい。基板３０７は、電流を伝導する電線を、絶縁、反射、吸収、またはその他の方法で収容可能な、メタマテリアルなどの任意の材料を含んでよい。メタマテリアルは、所望の透磁率および誘電率を得るために設計された幅広い種類の合成材料であり得る。透磁率および誘電率のうちの少なくとも一方は、電力伝送要件、および／または政府規制に対するコンプライアンスの制約に基づいてよい。本明細書に開示されるメタマテリアルは、放射を受信することができるか、または放射を送信することができ、薄いリフレクタとして機能することもできる。

【0049】

[0058] 上面の上または下方に、アンテナ３０４を構築することができる。電力伝送システム３００が電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ３０４は電磁波を送信するために用いられ得る。代替的に、電力伝送システム３００が電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ３０４は電磁波を受信するために用いられ得る。いくつかの実施形態において、電力伝送システム３００は送受信機として動作することができ、アンテナ３０４は電磁波の送信および受信の両方を行うことができる。アンテナ３０４は、金属、合金、メタマテリアル、および複合素材などの材料で構築することができる。例えば、アンテナ３０４は、銅または銅合金で作製することができる。アンテナ３０４は、電力伝送要件に基づいて、様々な形状を有するように構築することができる。図３に示す例示的なシステム３００において、アンテナ３０４は、第１の蛇行ポール３０９ａおよび第２の蛇行ポール３０９ｂを含むダイポールの形状に構築されている。第１の蛇行ポール３０９ａへの第１の給電線（図示せず）は、第１のビア３０５ａによって運ばれてよく、第２の蛇行ポール３０９ｂへの第２の給電線（図示せず）は、第２のビア３０５ｂによって運ばれてよい。第１の給電線は、第１の蛇行ポール３０９ａに電流を供給することができ、第２の給電線は、第２の蛇行ポール３０９ｂに電流を供給することができる。第１の蛇行ポール３０９ａは、互いに近接して配置されたアンテナセグメント３１０を含み、第２の蛇行ポール３０９ｂは、やはり互いに近接して配置されたアンテナセグメント３１１を含む。隣り合ったアンテナセグメント３１０、３１１を通って流れる電流は、互いに逆方向とすることができる。例えば、アンテナセグメント３１０ｂにおいて電流が図３の左から右に流れている場合、アンテナセグメント３１０ａ、３１０ｃのそれぞれにおける電流は右から左に流れてよい。電力伝送システム３００の任意の数のアンテナセグメント３１０にわたって電流が逆方向に流れることにより、電力伝送システム３００によって生成される遠方界電磁放射は互いに相殺される。追加的または代替的に、第１のポール３０９ａのアンテナセグメント３１０によって生成された遠方界電磁放射は、第２のポール３０９ｂのアンテナセグメント３１１によって生成された電磁放射によって相殺され得る。遠方界の相殺は、任意の数のセグメント３１０、３１１にわたって、かつ／または任意の数のポール３０９にわたって生じ得ることを理解されたい。したがって、電力伝送システム３００の遠方界において、電力は漏出しないことがある。しかし、そのような相殺は、電力の伝送が生じ得る電力伝送システム３００の近傍界有効域においては生じないことがある。

【0050】

[0059] 電力伝送システム３００は、底面に、または底面の上方に、接地面（図示せず）を含むことができる。接地面は、金属、合金、および複合素材などの材料によって形成することができる。一実施形態では、接地面を、銅または銅合金によって形成することができる。いくつかの実施形態では、接地面を、材料の均質なシートで構築してよい。他の実施形態では、接地面を、ループ、スパイラル、およびメッシュなどの形状に配置された材料片を用いて構築してもよい。給電線をアンテナに運ぶビア３０５は、接地面を貫通してよい。いくつかの実施形態では、接地面をアンテナに電気的に接続してよい。いくつかの実施形態では、接地面をアンテナ３０４に電気的に接続しなくてもよい。そのような実装の場合、ビア３０５を接地面から絶縁する絶縁エリアを、ビア３０５と接地面の間に構築してもよい。いくつかの実施形態において、接地面は、アンテナ３０４によって生成された電磁波のリフレクタとして機能することができる。言い換えると、接地面は、底面を越えて形成された透過像を相殺および／または反射することによって、電力伝送システム３００の底面を越えた電磁伝達を可能にしないことがある。接地面によって電磁波を反射することで、アンテナ３０４が上面３０１から、または上面３０１に向かって送信する電磁波を強化することができる。したがって、底面から電磁力が漏出しないことがある。

【0051】

[0060] 図４は、本開示の一実施形態による例示的な近傍界電力伝送システム４００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態において、電力伝送システム４００は、電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。他の実施形態において、電力伝送システム４００は、電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。電力伝送システム４００は、上面４０１、底面（図示せず）、および側壁１０３によって画定される筐体を備えてよい。いくつかの実施形態では、筐体を、電磁波の通過に対する障害を最小限とする材料で構築してよい。他の実施形態では、筐体の異なる部分を、透磁率および誘電率などの電磁特性が異なる材料で構築してもよい。例えば、上面４０１は、最小限の障害で電磁波を通過させてもよく、側壁４０３は、減衰、吸収、反射、または当技術分野において既知の他の技術によって、電磁波を遮断してもよい。

【0052】

[0061] 上面４０１、側壁４０３、および底面４０２の間に画定された空間内に、基板４０７を配置することができる。いくつかの実施形態において、電力伝送システム４００は筐体を含まなくてもよく、基板４０７が上面４０１、側壁４０３、および底面４０２を含んでもよい。基板４０７は、電流を伝導する電線を、絶縁、反射、吸収、またはその他の方法で収容可能な、メタマテリアルなどの任意の材料を含んでよい。メタマテリアルは、所望の透磁率および誘電率を得るために設計された幅広い種類の合成材料であり得る。透磁率および誘電率のうちの少なくとも一方は、電力伝送要件、および／または政府規制に対するコンプライアンスの制約に基づいてよい。本明細書に開示されるメタマテリアルは、放射を受信することができるか、または放射を生成することができ、薄いリフレクタとして機能することもできる。

【0053】

[0062] 上面４０１の上または下方に、アンテナ４０４を構築することができる。電力伝送システム４００が電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ４０４は電磁波を送信するために用いられ得る。代替的に、電力伝送システム４００が電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ４０４は電磁波を受信するために用いられ得る。いくつかの実施形態において、電力伝送システム４００は送受信機として動作することができ、アンテナ４０４は電磁波の送信および受信の両方を行うことができる。アンテナ４０４は、金属、合金、および複合素材などの材料で構築することができる。例えば、アンテナ４０４は、銅または銅合金で作製することができる。アンテナ４０４は、電力伝送要件に基づいて、様々な形状を有するように構築することができる。図４に示す例示的なシステム４００において、アンテナ４０４は、互いに近接して配置されたループセグメント４１０を含むループの形状に構築されている。隣り合ったループセグメント４１０を通って流れる電流は、互いに逆方向とすることができる。例えば、第１のループセグメント４１０ａにおいて電流が図４の左から右に流れている場合、第２のループセグメント４１０ｂにおける電流は右から左に流れてよい。電流が逆方向に流れることにより、電力伝送システム４００の遠方界において、電磁放射は互いに相殺される。したがって、電力伝送システム４００の遠方界において、電力は漏出しないことがある。しかし、そのような相殺は、電力の伝送が生じ得る電力伝送システム４００の近傍界有効域においては生じないことがある。

【0054】

[0063] 電力伝送システム４００は、底面に、または底面の上方に、接地面（図示せず）を含むことができる。接地面は、金属、合金、メタマテリアル、および複合素材などの材料によって形成することができる。一実施形態では、接地面を、銅または銅合金によって形成することができる。いくつかの実施形態では、接地面を、材料の均質なシートで構築してよい。他の実施形態では、接地面を、ループ、スパイラル、およびメッシュなどの形状に配置された材料片を用いて構築してもよい。給電線（図示せず）をアンテナに運ぶビア４０５は、接地面を貫通してよい。給電線は、アンテナ４０４に電流を提供することができる。いくつかの実施形態では、接地面１０６をアンテナに電気的に接続してよい。いくつかの実施形態では、接地面をアンテナ４０４に電気的に接続しなくてもよい。そのような実装の場合、ビア４０５を接地面から絶縁する絶縁エリアを、ビア３０５と接地面の間に構築してもよい。いくつかの実施形態において、接地面は、アンテナ４０４によって生成された電磁波のリフレクタとして機能することができる。言い換えると、接地面は、底面を越えて形成された透過像を相殺および／または反射することによって、電力伝送システム４００の底面を越えた電磁伝達を可能にしないことがある。接地面によって電磁波を反射することで、アンテナ４０４が上面４０１から、または上面４０１に向かって送信する電磁波を強化することができる。したがって、底面から電磁力が漏出しないことがある。

【0055】

[0064] 図５は、本開示の一実施形態による例示的な近傍界電力伝送システム５００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態において、電力伝送システム５００は、電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。他の実施形態において、電力伝送システム５００は、電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。他の実施形態において、電力伝送システム５００は、送受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。電力伝送システム５００は、上面５０１、底面（図示せず）、および側壁５０３によって画定される筐体を備えてよい。いくつかの実施形態では、筐体を、電磁波の通過に対する障害を最小限とする材料で構築してよい。他の実施形態では、筐体の異なる部分を、透磁率および誘電率などの電磁特性が異なる材料で構築してもよい。例えば、上面５０１は、最小限の障害で電磁波を通過させてもよく、側壁５０３は、減衰、吸収、反射、または当技術分野において既知の他の技術によって、電磁波を遮断してもよい。

【0056】

[0065] 上面５０１、側壁５０３、および底面５０２の間に画定された空間内に、基板５０７を配置することができる。いくつかの実施形態において、電力伝送システム５００は筐体を含まなくてもよく、基板５０７が上面５０１、側壁５０３、および底面５０２を含んでもよい。基板５０７は、電流を伝導する電線を、絶縁、反射、吸収、またはその他の方法で収容可能な、メタマテリアルなどの任意の材料を含んでよい。メタマテリアルは、所望の透磁率および誘電率を得るために設計された幅広い種類の合成材料であり得る。透磁率および誘電率のうちの少なくとも一方は、電力伝送要件、および／または政府規制に対するコンプライアンスの制約に基づいてよい。本明細書に開示されるメタマテリアルは、放射を受信することができるか、または放射を送信することができ、薄いリフレクタとして機能することもできる。

【0057】

[0066] 上面５０１の上または下方に、アンテナ５０４を構築することができる。電力伝送システム５００が電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ５０４は電磁波を送信するために用いられ得る。代替的に、電力伝送システム５００が電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ５０４は電磁波を受信するために用いられ得る。いくつかの実施形態において、電力伝送システム５００は送受信機として動作することができ、アンテナ５０４は電磁波の送信および受信の両方を行うことができる。アンテナ５０４への給電線（図示せず）は、ビア５０５によって運ばれてよい。給電線は、アンテナ５０４に電流を提供することができる。アンテナ５０４は、金属、合金、メタマテリアル、および複合素材などの材料で構築することができる。例えば、アンテナ５０４は、銅または銅合金で作製することができる。アンテナ５０４は、電力伝送要件に基づいて、様々な形状を有するように構築することができる。図５に示す例示的なシステム５００において、アンテナ５０４は、互いに近接して配置されたアンテナセグメント５１０を含む同心ループの形状に構築されている。図５に示すように、単一の同心ループは、アンテナセグメント５１０のうちの２つを含むことができる。例えば、最も内側のループは、ループを概ね二等分する想像線５１２の右側に、第１のアンテナセグメント５１０ｃを含んでよく、想像線５１２の左側に、対応する第２のアンテナセグメント５１０ｃ’を含んでよい。隣り合ったアンテナセグメント５１０を通って流れる電流は、互いに逆方向とすることができる。例えば、アンテナセグメント５１０ａ’、５１０ｂ’、５１０ｅ’において、電流が図５の左から右に流れている場合、アンテナセグメント５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃのそれぞれにおける電流は、右から左に流れてよい。電流が逆方向に流れることにより、電力伝送システム５００の遠方界において、電磁放射は互いに相殺される。したがって、電力伝送システム５００の遠方界に、電力が伝送されないことがある。しかし、そのような相殺は、電力の伝送が生じ得る電力伝送システム５００の近傍界有効域においては生じないことがある。当業者は、遠方界において電磁放射が相殺されること、および近傍界においてそのような相殺が生じないことが、互いに逆方向に流れる電流によって生成された時間的に変動する電場および磁場に関するマクスウェルの方程式の１つまたは複数の解によって規定されることを理解するであろう。当業者はさらに、近傍界有効域は、電力伝送システム５００のごく近傍における電磁力の存在によって画定されることも理解するはずである。

【0058】

[0067] 電力伝送システム５００は、底面に、または底面の上方に、接地面（図示せず）を含むことができる。接地面は、金属、合金、および複合素材などの材料によって形成することができる。一実施形態では、接地面を、銅または銅合金によって形成することができる。いくつかの実施形態では、接地面を、材料の均質なシートで構築してよい。他の実施形態では、接地面を、ループ、スパイラル、およびメッシュなどの形状に配置された材料片を用いて構築してもよい。給電線をアンテナに運ぶビア５０５は、接地面を貫通してよい。いくつかの実施形態では、接地面をアンテナに電気的に接続してよい。いくつかの実施形態では、接地面をアンテナ５０４に電気的に接続しなくてもよい。そのような実装の場合、ビア５０５を接地面から絶縁する絶縁エリアを、ビア３０５と接地面の間に構築してもよい。いくつかの実施形態において、接地面は、アンテナ５０４によって生成された電磁波のリフレクタとして機能することができる。言い換えると、接地面は、底面を越えて形成された透過像を相殺および／または反射することによって、電力伝送システム５００の底面を越えた電磁伝達を可能にしないことがある。接地面によって電磁波を反射することで、アンテナ５０４が上面５０１から、または上面５０１に向かって送信する電磁波を強化することができる。したがって、底面から電磁力が漏出しないことがある。

【0059】

[0068] 図６は、本開示の一実施形態による例示的な近傍界電力伝送システム６００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態において、電力伝送システム６００は、電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。他の実施形態において、電力伝送システム６００は、電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。電力伝送システム６００は、上面６０１、底面（図示せず）、および側壁６０３によって画定される筐体を備えてよい。いくつかの実施形態では、筐体を、電磁波の通過に対する障害を最小限とする材料で構築してよい。他の実施形態では、筐体の異なる部分を、透磁率および誘電率などの電磁特性が異なる材料で構築してもよい。例えば、上面６０１は、最小限の障害で電磁波を通過させてもよく、側壁６０３は、減衰、吸収、反射、または当技術分野において既知の他の技術によって、電磁波を遮断してもよい。

【0060】

[0069] 上面６０１、側壁６０３、および底面６０２の間に画定された空間内に、基板６０７を配置することができる。いくつかの実施形態において、電力伝送システム６００は筐体を含まなくてもよく、基板６０７が上面６０１、側壁６０３、および底面６０２を含んでもよい。基板６０７は、電流を伝導する電線を、絶縁、反射、吸収、またはその他の方法で収容可能な、メタマテリアルなどの任意の材料を含んでよい。メタマテリアルは、所望の透磁率および誘電率を得るために設計された幅広い種類の合成材料であり得る。透磁率および誘電率のうちの少なくとも一方は、電力伝送要件、および／または政府規制に対するコンプライアンスの制約に基づいてよい。本明細書に開示されるメタマテリアルは、放射を受信することができるか、または放射を送信することができ、薄いリフレクタとして機能することもできる。

【0061】

[0070] 上面６０１の上または下方に、アンテナ６０４を構築することができる。電力伝送システム６００が電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ６０４は電磁波を送信するために用いられ得る。代替的に、電力伝送システム６００が電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ６０４は電磁波を受信するために用いられ得る。いくつかの実施形態において、電力伝送システム６００は送受信機として動作することができ、アンテナ６０４は電磁波の送信および受信の両方を行うことができる。アンテナ６０４は、金属、合金、および複合素材などの材料で構築することができる。例えば、アンテナ６０４は、銅または銅合金で作製することができる。アンテナ６０４は、電力伝送要件に基づいて、様々な形状を有するように構築することができる。図６に示す例示的なシステム６００において、アンテナ６０４は、モノポールの形状に構築されている。ビア６０５は、アンテナ６０４に給電線（図示せず）を運ぶことができる。給電線は、アンテナ６０４に電流を提供することができる。

【0062】

[0071] 電力伝送システム６００は、底面に、または底面の上方に、接地面（図示せず）を含むことができる。接地面は、金属、合金、および複合素材などの材料によって形成することができる。一実施形態では、接地面を、銅または銅合金によって形成することができる。いくつかの実施形態では、接地面を、材料の均質なシートで構築してよい。他の実施形態では、接地面を、ループ、スパイラル、およびメッシュなどの形状に配置された材料片を用いて構築してもよい。給電線をアンテナ６０４に運ぶビア６０５は、接地面を貫通してよい。いくつかの実施形態では、接地面をアンテナに電気的に接続してよい。いくつかの実施形態では、接地面をアンテナ６０４に電気的に接続しなくてもよい。そのような実装の場合、ビア６０５を接地面から絶縁する絶縁エリアを、ビア６０５と接地面の間に構築してもよい。いくつかの実施形態において、接地面は、アンテナ６０４によって生成された電磁波のリフレクタとして機能することができる。言い換えると、接地面は、底面を越えて形成された透過像を相殺および／または反射することによって、電力伝送システム６００の底面を越えた電磁伝達を可能にしないことがある。接地面によって電磁波を反射することで、アンテナ６０４が上面６０１から、または上面６０１に向かって送信する電磁波を強化することができる。したがって、底面から電磁力が漏出しないことがある。

【0063】

[0072] 図７は、本開示の一実施形態による例示的な近傍界電力伝送システム７００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態において、電力伝送システム７００は、電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。他の実施形態において、電力伝送システム７００は、電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。電力伝送システム７００は、上面７０１、底面（図示せず）、および側壁１０３によって画定される筐体を備えてよい。いくつかの実施形態では、筐体を、電磁波の通過に対する障害を最小限とする材料で構築してよい。他の実施形態では、筐体の異なる部分を、透磁率および誘電率などの電磁特性が異なる材料で構築してもよい。例えば、上面７０１は、最小限の障害で電磁波を通過させてもよく、側壁７０３は、減衰、吸収、反射、または当技術分野において既知の他の技術によって、電磁波を遮断してもよい。

【0064】

[0073] 上面７０１、側壁７０３、および底面７０２の間に画定された空間内に、基板７０７を配置することができる。いくつかの実施形態において、電力伝送システム７００は筐体を含まなくてもよく、基板７０７が上面７０１、側壁７０３、および底面７０２を含んでもよい。基板７０７は、電流を伝導する電線を、絶縁、反射、吸収、またはその他の方法で収容可能な、メタマテリアルなどの任意の材料を含んでよい。メタマテリアルは、所望の透磁率および誘電率を得るために設計された幅広い種類の合成材料であり得る。透磁率および誘電率のうちの少なくとも一方は、電力伝送要件、および／または政府規制に対するコンプライアンスの制約に基づいてよい。本明細書に開示されるメタマテリアルは、放射を受信することができるか、または放射を送信することができ、薄いリフレクタとして機能することもできる。

【0065】

[0074] 上面７０１の上または下方に、アンテナ７０４を構築することができる。電力伝送システム７００が電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ７０４は電磁波を送信するために用いられ得る。代替的に、電力伝送システム７００が電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ７０４は電磁波を受信するために用いられ得る。いくつかの実施形態において、電力伝送システム７００は送受信機として動作することができ、アンテナ７０４は電磁波の送信および受信の両方を行うことができる。アンテナ７０４は、金属、合金、および複合素材などの材料で構築することができる。例えば、アンテナ７０４は、銅または銅合金で作製することができる。ビア７０５は、アンテナに給電線（図示せず）を運ぶことができる。給電線は、アンテナ７０４に電流を提供することができる。アンテナ７０４は、電力伝送要件に基づいて、様々な形状を有するように構築することができる。図７に示す例示的なシステム７００において、アンテナ７０４は、互いに近接して配置されたアンテナセグメント７１０を含むモノポールの形状に構築されている。隣り合ったアンテナセグメント７１０を通って流れる電流は、互いに逆方向とすることができる。例えば、アンテナセグメント７１０ｂにおいて電流が図７の左から右に流れている場合、アンテナセグメント７１０ａ、７１０ｃのそれぞれにおける電流は右から左に流れてよい。電流が逆方向に流れることにより、電力伝送システム７００の遠方界において、電磁放射は互いに相殺される。したがって、電力伝送システム７００の遠方界において電力の伝送は生じないことがある。しかし、そのような相殺は、電力の伝送が生じ得る電力伝送システム７００の近傍界有効域においては生じないことがある。当業者に理解されるように、遠方界において電磁放射が相殺されること、および近傍界においてそのような相殺が生じないことは、互いに逆方向に流れる電流によって生成された時間的に変動する電場および磁場に関するマクスウェルの方程式の１つまたは複数の解によって規定される。当業者はさらに、近傍界有効域は、電力伝送システム７００のごく近傍における電磁力の存在によって画定されることも理解するはずである。電力伝送システム７００は、底面に、または底面の上方に、接地面（図示せず）を含むことができる。接地面は、金属、合金、および複合素材などの材料によって形成することができる。一実施形態では、接地面を、銅または銅合金によって形成することができる。いくつかの実施形態では、接地面を、材料の均質なシートで構築してよい。他の実施形態では、接地面を、ループ、スパイラル、およびメッシュなどの形状に配置された材料片を用いて構築してもよい。給電線をアンテナ７０４に運ぶビア７０５は、接地面を貫通してよい。いくつかの実施形態では、接地面をアンテナに電気的に接続してよい。いくつかの実施形態では、接地面をアンテナ７０４に電気的に接続しなくてもよい。そのような実装の場合、ビア７０５を接地面から絶縁する絶縁エリアを、ビア７０５と接地面の間に構築してもよい。いくつかの実施形態において、接地面は、アンテナ７０４によって生成された電磁波のリフレクタとして機能することができる。言い換えると、接地面は、底面を越えて形成された透過像を相殺および／または反射することによって、電力伝送システム７００の底面を越えた電磁伝達を可能にしないことがある。接地面によって電磁波を反射することで、アンテナ７０４が上面７０１から、または上面７０１に向かって送信する電磁波を強化することができる。したがって、底面から電磁力が漏出しないことがある。

【0066】

[0075] 図８は、本開示の一実施形態による例示的な近傍界電力伝送システム８００の上面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態において、電力伝送システム８００は、電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。他の実施形態において、電力伝送システム８００は、電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。電力伝送システム８００は、上面８０１、底面（図示せず）、および側壁８０３によって画定される筐体を備えてよい。いくつかの実施形態では、筐体を、電磁波の通過に対する障害を最小限とする材料で構築してよい。他の実施形態では、筐体の異なる部分を、透磁率および誘電率などの電磁特性が異なる材料で構築してもよい。例えば、上面８０１は、最小限の障害で電磁波を通過させてもよく、側壁８０３は、減衰、吸収、反射、または当技術分野において既知の他の技術によって、電磁波を遮断してもよい。

【0067】

[0076] 上面８０１、側壁８０３、および底面８０２の間に画定された空間内に、基板８０７を配置することができる。いくつかの実施形態において、電力伝送システム８００は筐体を含まなくてもよく、基板８０７が上面８０１、側壁８０３、および底面８０２を含んでもよい。基板８０７は、電流を伝導する電線を、絶縁、反射、吸収、またはその他の方法で収容可能な、メタマテリアルなどの任意の材料を含んでよい。メタマテリアルは、所望の透磁率および誘電率を得るために設計された幅広い種類の合成材料であり得る。透磁率および誘電率のうちの少なくとも一方は、電力伝送要件、および／または政府規制に対するコンプライアンスの制約に基づいてよい。本明細書に開示されるメタマテリアルは、放射を受信することができるか、または放射を送信することができ、薄いリフレクタとして機能することもできる。

【0068】

[0077] 上面８０１の上または下方に、アンテナ８０４を構築することができる。電力伝送システム８００が電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ８０４は電磁波を送信するために用いられ得る。代替的に、電力伝送システム８００が電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ８０４は電磁波を受信するために用いられ得る。いくつかの実施形態において、電力伝送システム８００は送受信機として動作することができ、アンテナ８０４は電磁波の送信および受信の両方を行うことができる。アンテナ８０４は、金属、合金、および複合素材などの材料で構築することができる。例えば、アンテナ８０４は、銅または銅合金で作製することができる。アンテナ８０４は、電力伝送要件に基づいて、様々な形状を有するように構築することができる。図８に示す例示的なシステム８００において、アンテナ８０４は、第１のスパイラルポール８２０ａおよび第２のスパイラルポール８２０ｂを備える複合ダイポールとして構築されている。第１のスパイラルポール８２０ａに電流を供給する第１の給電線を、第１のビア８０５ａを通して設けることができ、第２のスパイラルポール８２０ｂに電流を供給する第２の給電線を、第２のビア８０５ｂを通して設けることができる。スパイラルポール８２０のそれぞれにおけるアンテナセグメントは、スパイラルダイポール８２０によって生成された遠方界における電磁放射を互いに相殺することができ、それによって遠方界への電力の伝送を減少させることができる。例えば、第１のスパイラルポール８２０ａにおけるアンテナセグメントは、互いが生成した遠方界電磁放射を相殺することができる。追加的に、または代案において、第１のスパイラルポール８２０ａの１つまたは複数のアンテナセグメントによって生成された遠方界放射は、第２のスパイラルポール８２０ｂの１つまたは複数のアンテナセグメントによって生成された遠方界放射によって相殺することができる。当業者は、遠方界において電磁放射が相殺されること、および近傍界においてそのような相殺が生じないことが、互いに逆方向に流れる電流によって生成された時間的に変動する電場および磁場に関するマクスウェルの方程式の１つまたは複数の解によって規定されることを理解するであろう。

【0069】

[0078] 電力伝送システム８００は、底面に、または底面の上方に、接地面（図示せず）を含むことができる。接地面は、金属、合金、および複合素材などの材料によって形成することができる。一実施形態では、接地面を、銅または銅合金によって形成することができる。いくつかの実施形態では、接地面を、材料の均質なシートで構築してよい。他の実施形態では、接地面を、ループ、スパイラル、およびメッシュなどの形状に配置された材料片を用いて構築してもよい。給電線をアンテナに運ぶビア８０５は、接地面を貫通してよい。いくつかの実施形態では、接地面をアンテナに電気的に接続してよい。いくつかの実施形態では、接地面をアンテナ８０４に電気的に接続しなくてもよい。そのような実装の場合、ビア８０５を接地面から絶縁する絶縁エリアを、ビア８０５と接地面の間に構築してもよい。いくつかの実施形態において、接地面は、アンテナ８０４によって生成された電磁波のリフレクタとして機能することができる。言い換えると、接地面は、底面を越えて形成された透過像を相殺および／または反射することによって、電力伝送システム８００の底面を越えた電磁伝達を可能にしないことがある。接地面によって電磁波を反射することで、アンテナ８０４が上面８０１から、または上面８０１に向かって送信する電磁波を強化することができる。したがって、底面から電磁力が漏出しないことがある。

【0070】

[0079] 複合アンテナ８０４は、広帯域設計および／またはマルチバンド設計の場合に必要とされ得る。例えば、非複合構造は、第１の周波数、および送信機と受信機の間の第１の距離においては非常に効率的であり得るが、他の周波数および距離においては非効率的なことがある。複合アンテナ８０などのより複雑な構造を組み込むことで、広い範囲の周波数および距離にわたって効率を高めることができる。

【0071】

[0080] 図９Ａおよび図９Ｂは、それぞれ、本開示の一実施形態による例示的な近傍界電力伝送システム９００の上面斜視図および側面斜視図を概略的に示す。いくつかの実施形態において、電力伝送システム９００は、電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。他の実施形態において、電力伝送システム１００は、電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられてよい。電力伝送システム９００は、上面９０１、底面９０２、および側壁９０３によって画定される筐体を備えてよい。いくつかの実施形態では、筐体を、電磁波の通過に対する障害を最小限とする材料で構築してよい。他の実施形態では、筐体の異なる部分を、透磁率および誘電率などの電磁特性が異なる材料で構築してもよい。例えば、上面９０１は、最小限の障害で電磁波を通過させてもよく、側壁９０３は、減衰、吸収、反射、または当技術分野において既知の他の技術によって、電磁波を遮断してもよい。

【0072】

[0081] 上面９０１、側壁９０３、および底面９０２の間に画定された空間内に、基板９０７を配置することができる。いくつかの実施形態において、電力伝送システム９００は筐体を含まなくてもよく、基板９０７が上面９０１、側壁９０３、および底面９０２を含んでもよい。基板９０７は、電流を伝導する電線を、絶縁、反射、吸収、またはその他の方法で収容可能な、メタマテリアルなどの任意の材料を含んでよい。メタマテリアルは、所望の透磁率および誘電率を得るために設計された幅広い種類の合成材料であり得る。透磁率および誘電率のうちの少なくとも一方は、電力伝送要件、および／または政府規制に対するコンプライアンスの制約に基づいてよい。本明細書に開示されるメタマテリアルは、放射を受信することができるか、または放射を送信することができ、薄いリフレクタとして機能することもできる。

【0073】

[0082] 電力伝送システムは、階層型アンテナ９０４を含んでよく、これは上面９０１の上または下方に構築することができる。電力伝送システム９００が電力送信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ９０４は電磁波を送信するために用いられ得る。代替的に、電力伝送システム９００が電力受信機の一部であるか、またはそれと関連付けられているとき、アンテナ９０４は電磁波を受信するために用いられ得る。いくつかの実施形態において、電力伝送システム９００は送受信機として動作することができ、アンテナ９０４は電磁波の送信および受信の両方を行うことができる。アンテナ９０４は、金属、合金、および複合素材などの材料で構築することができる。例えば、アンテナ９０４は、銅または銅合金で作製することができる。アンテナ９０４は、電力伝送要件に基づいて、様々な形状を有するように構築することができる。図９Ａおよび図９Ｂに示す例示的なシステム９００において、アンテナ１０４は、レベル０階層型アンテナ９０４ａおよびレベル１階層型アンテナ９０４ｂを有する、階層型スパイラル構造に構築されている。階層型アンテナ９０４のそれぞれは、アンテナセグメントを含んでよく、アンテナセグメントは、互いに逆方向に流れる電流を有して遠方界放射を相殺する。例えば、レベル０階層型アンテナ９０４ａにおけるアンテナセグメントは、互いが生成した遠方界電磁放射を相殺することができる。追加的に、または代案において、レベル０階層型アンテナ９０４ａの１つまたは複数のアンテナセグメントによって生成された遠方界放射は、レベル１階層型アンテナ９０４ｂの１つまたは複数のアンテナセグメントによって生成された遠方界放射によって相殺することができる。アンテナへの給電線（図示せず）は、ビア９０５を通して運ばれる。給電線は、アンテナ９０４に電流を供給することができる。

【0074】

[0083] 電力伝送システム９００は、底面９０２に、または底面９０２の上方に、接地面９０６を含むことができる。接地面９０６は、金属、合金、および複合素材などの材料によって形成することができる。一実施形態において、接地面９０６は、銅または銅合金によって形成することができる。いくつかの実施形態では、接地面９０６を、材料の均質なシートで構築してよい。他の実施形態では、接地面９０６を、ループ、スパイラル、およびメッシュなどの形状に配置された材料片を用いて構築してもよい。給電線をアンテナに運ぶビア９０５は、接地面９０６を貫通してよい。いくつかの実施形態では、接地面９０６を、アンテナ９０４のうちの１つまたは複数に電気的に接続してよい。いくつかの実施形態では、接地面９０６を、アンテナ９０４に電気的に接続しなくてもよい。そのような実装の場合、ビア９０５を接地面９０６から絶縁する絶縁エリア９０８を、ビア９０５と接地面９０６の間に構築してもよい。いくつかの実施形態において、接地面９０６は、アンテナ９０４によって生成された電磁波のリフレクタとして機能することができる。言い換えると、接地面は、底面を越えて形成された透過像を相殺および／または反射することによって、電力伝送システム９００の底面を越えた電磁伝達を可能にしないことがある。接地面によって電磁波を反射することで、アンテナ９０４が上面９０１から、または上面９０１に向かって送信する電磁波を強化することができる。したがって、底面９０２から電磁力が漏出しないことがある。いくつかの実施形態では、複数の接地面があってもよく、階層型アンテナ９０４のそれぞれに対して接地面があってもよい。いくつかの実施形態において、階層型アンテナは、複数のビアを通して運ばれる異なる給電線を有する。

【0075】

[0084] 階層型アンテナ９０４は、広帯域設計および／またはマルチバンド設計の場合に必要とされ得る。例えば、非階層構造は、第１の周波数、および送信機と受信機の間の第１の距離においては非常に効率的であり得るが、他の周波数および距離においては非効率的なことがある。階層型アンテナ９０４などのより複雑な構造を組み込むことで、広い範囲の周波数および距離にわたって効率を高めることができる。

【0076】

[0085] 前述の方法の説明および工程の流れ図は、単に例証的な例として提供されたものであり、様々な実施形態のステップが、提示された順序で実行されなければならないことを要求または意味するように意図したものではない。前述の実施形態におけるステップは、任意の順序で実行されてもよい。「次いで（ｔｈｅｎ）」「次に（ｎｅｘｔ）」等の語は、ステップの順序を限定するように意図したものではない。これらの語は、単に、方法の説明を通じて読者を導くために使用される。工程の流れ図は、動作を逐次的な工程として説明していることがあるが、動作の多くは、並列にまたは同時に行うことができる。さらに、動作の順序は並べ替えることができる。工程は、方法、関数、手続き、サブルーチン、サブプログラムなどに相当することがある。工程が関数に相当する場合、その工程の終了は、呼び出し元関数または主関数に関数を戻すことに相当することがある。

【0077】

[0086] 開示した実施形態の前述の説明は、当業者が本明細書に記載の実施形態およびその変形形態を実施または使用することができるように提供されたものである。これらの実施形態への様々な修正例は当業者には容易に明らかであり、本明細書で規定する一般的な原理は、本明細書に開示される主題の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用することができる。したがって、本開示は、本明細書に示した実施形態に限定されるように意図されるものではなく、下記の特許請求の範囲ならびに本明細書に開示される原理および新規の特徴と一致する最も広い範囲を授けられるべきである。

【0078】

[0087] 様々な態様および実施形態を開示したが、他の態様および実施形態も考えられる。開示した様々な態様および実施形態は、例示目的のものであり、限定することを意図したものではなく、真の範囲および趣旨は下記の特許請求の範囲によって示される。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】