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(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】
(24)【登録日】2023-11-16
(45)【発行日】2023-11-27
(54)【発明の名称】遠隔無線充電送信端部、受信端部、及びシステム
(51)【国際特許分類】
H02J 50/80 20160101AFI20231117BHJP
H02J 50/20 20160101ALI20231117BHJP
H02J 50/90 20160101ALI20231117BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20231117BHJP
【ＦＩ】
H02J50/80
H02J50/20
H02J50/90
H02J7/00 301D
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2022520506
(86)(22)【出願日】2020-04-29
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-12
(86)【国際出願番号】 CN2020087773
(87)【国際公開番号】W WO2021217495
(87)【国際公開日】2021-11-04
【審査請求日】2022-04-01
(73)【特許権者】
【識別番号】521531171
【氏名又は名称】ファーウェイ デジタル パワー テクノロジーズ カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】パン，ニーン
(72)【発明者】
【氏名】ドゥ，ジーシア
(72)【発明者】
【氏名】ツァイ，ビーン
【審査官】佐藤 卓馬
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－０６８６３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１８１９５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５０６２５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１１３８４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１９－５２６２２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２８５５１８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ５０／８０
Ｈ０２Ｊ ５０／２０
Ｈ０２Ｊ ５０／９０
Ｈ０２Ｊ ７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
受信端部を無線で充電するように構成されている遠隔無線充電送信端部であって、当該送信端部は、送信端部プロセッサと、基本周波数・無線周波数変換ユニットと、送信端部アンテナとを備え、前記送信端部プロセッサは、制御信号と電力信号とに基づいて複合信号を生成し、前記複合信号を前記基本周波数・無線周波数変換ユニットへ伝送するように構成され、前記制御信号は、前記受信端部の動作状態を制御するために使用され、前記電力信号は、前記受信端部を充電するために使用され、
前記基本周波数・無線周波数変換ユニットは、前記複合信号を無線周波数信号に変換し、前記無線周波数信号を前記送信端部アンテナへ伝送するように構成され、
前記送信端部アンテナは、前記複合信号に対応する前記無線周波数信号を送信するように構成され、
前記送信端部アンテナは、前記受信端部によって送信されたフィードバック信号を受信し、前記フィードバック信号を前記基本周波数・無線周波数変換ユニットへ伝送するようにさらに構成され、
前記基本周波数・無線周波数変換ユニットは、前記フィードバック信号を基本周波数信号に変換し、前記基本周波数信号を前記送信端部プロセッサへ伝送するようにさらに構成され、
前記送信端部プロセッサは、前記制御信号に基づいて位相変調信号を生成し、通信帯域幅と前記電力信号とに基づいて高ピーク対平均電力比ＰＡＰＲ波形を生成し、前記位相変調信号と前記高ＰＡＰＲ波形とに基づいて前記複合信号を生成するように構成されている、
遠隔無線充電送信端部。
【請求項2】
前記フィードバック信号は、前記受信端部の位置情報を搬送し、前記送信端部プロセッサは、前記位置情報に基づいて、前記受信端部の位置が変化すると決定する場合に、前記電力信号を調整するように、さらに構成されている、請求項１記載の送信端部。
【請求項3】
前記フィードバック信号は、前記受信端部のバッテリレベル情報を搬送し、前記送信端部プロセッサは、前記バッテリレベル情報に基づいて前記制御信号と前記電力信号とを調整するように、さらに構成されている、請求項１記載の送信端部。
【請求項4】
前記送信端部プロセッサは、前記通信帯域幅と、トーンの数量Ｎｔと、前記電力信号とに基づいて、マルチトーン信号の高ピーク対平均電力比ＰＡＰＲ波形を生成するように、具体的に構成されている、請求項１記載の送信端部。
【請求項5】
前記送信端部プロセッサは、前記フィードバック信号に基づいて前記高ＰＡＰＲ波形を調整するように、さらに構成されている、請求項１記載の送信端部。
【請求項6】
当該送信端部は、第１切り替えスイッチをさらに備え、前記基本周波数・無線周波数変換ユニットは、信号伝送路と信号受領路とを含み、
前記第１切り替えスイッチの第１端は、前記送信端部アンテナに接続され、
前記送信端部プロセッサは、前記第１切り替えスイッチの第２端を制御して前記信号伝送路に接続し、前記複合信号を伝送するように構成され、さらに、前記第１切り替えスイッチの前記第２端を制御して前記信号受領路に接続し、前記フィードバック信号を受信するように構成されている、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の送信端部。
【請求項7】
前記送信端部アンテナは、送信端部送信アンテナと送信端部受信アンテナとを含み、前記基本周波数・無線周波数変換ユニットは、信号伝送路と信号受領路とを含み、
前記送信端部送信アンテナは、前記信号伝送路に接続され、前記送信端部送信アンテナは、前記複合信号を送信するように構成され、
前記送信端部受信アンテナは、前記信号受領路に接続され、前記送信端部受信アンテナは、前記フィードバック信号を受信するように構成されている、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の送信端部。
【請求項8】
受信端部プロセッサと、電力モジュールと、通信モジュールと、受信端部アンテナとを備えた遠隔無線充電受信端部であって、前記受信端部アンテナは、送信端部によって送信された無線周波数信号を受信するように構成され、前記無線周波数信号は、制御信号と電力信号とに基づいて前記送信端部によって生成された複合信号であり、前記制御信号は、当該受信端部の動作状態を制御するために使用され、前記電力信号は、当該受信端部を充電するために使用され、
前記電力モジュールは、前記複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換し、電力を前記受信端部プロセッサと前記通信モジュールとに供給するように構成され、
前記通信モジュールは、前記複合信号から前記制御信号を取得し、前記制御信号を前記受信端部プロセッサへ伝送するように構成され、
前記受信端部プロセッサは、前記制御信号に基づいて当該受信端部の動作状態を制御するように構成され、
前記受信端部プロセッサは、前記通信モジュールにフィードバック信号を伝送するようにさらに構成され、
前記通信モジュールは、前記フィードバック信号を無線周波数信号に変換し、前記無線周波数信号を前記受信端部アンテナへ伝送するようにさらに構成され、
前記受信端部アンテナは、前記フィードバック信号に対応する前記無線周波数信号を送信し、
前記複合信号は、前記送信端部により、前記制御信号に基づいて位相変調信号を生成し、通信帯域幅と前記電力信号とに基づいて高ピーク対平均電力比ＰＡＰＲ波形を生成することによって、前記位相変調信号と前記高ＰＡＰＲ波形とに基づいて生成される、
遠隔無線充電受信端部。
【請求項9】
前記フィードバック信号は当該受信端部の位置情報を搬送し、前記位置情報に基づいて、当該受信端部の位置が変化することを決定する場合に、前記電力信号は、前記送信端部によって調整される、請求項８記載の受信端部。
【請求項10】
前記フィードバック信号は、当該受信端部のバッテリレベル情報をさらに搬送し、前記制御信号と前記電力信号は、前記バッテリレベル情報に基づいて、前記送信端部によって調整される、請求項８記載の受信端部。
【請求項11】
当該受信端部は、第２切り替えスイッチと第３切り替えスイッチとをさらに備え、前記通信モジュールは、通信伝送路と通信受領路とを含み、
前記第２切り替えスイッチの第１端は、前記受信端部アンテナに接続され、
前記受信端部プロセッサは、前記複合信号を受信し、まず前記第２切り替えスイッチの第２端を制御して前記第３切り替えスイッチの第１端に接続し、前記第３切り替えスイッチの第２端を制御して前記通信受領路に接続し、次いで前記第２切り替えスイッチの前記第２端を制御して、前記電力モジュールに接続するように構成されている、請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の受信端部。
【請求項12】
当該受信端部は、第２切り替えスイッチと第３切り替えスイッチとをさらに備え、前記通信モジュールは、通信伝送路と通信受領路とを含み、
前記第２切り替えスイッチの第１端は、前記受信端部アンテナに接続され、
前記受信端部プロセッサは、前記フィードバック信号を伝送し、前記第２切り替えスイッチの第２端を制御して前記第３切り替えスイッチの第１端に接続し、前記第３切り替えスイッチの第２端を制御して前記通信伝送路に接続するように構成されている、請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の受信端部。
【請求項13】
前記受信端部アンテナは、受信端部受信アンテナと受信端部トランシーバアンテナとを含み、前記受信端部受信アンテナは、前記電力モジュールに接続され、前記受信端部受信アンテナは、前記複合信号を受信するように構成され、
当該受信端部は、第４切り替えスイッチをさらに備え、前記第４切り替えスイッチの第１端は、前記受信端部トランシーバアンテナに接続され、
前記通信モジュールは、通信伝送路と通信受領路とを含み、
前記受信端部プロセッサは、前記第４切り替えスイッチの第２端を制御して前記通信受領路に接続し、前記複合信号を受信するように構成され、前記第４切り替えスイッチの前記第２端を制御して前記通信伝送路に接続し、前記フィードバック信号を伝送するように構成されている、請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の受信端部。
【請求項14】
前記受信端部アンテナは、第１受信アンテナと、第２受信アンテナと、第１送信アンテナとを含み、前記第１受信アンテナは、前記電力モジュールに接続され、前記第１受信アンテナは、前記複合信号を受信するように構成され、
前記通信モジュールは、通信伝送路と通信受領路とを含み、
前記第２受信アンテナは、前記通信受領路に接続され、前記複合信号を受信するように構成され、
前記第１送信アンテナは、前記通信伝送路に接続され、前記フィードバック信号を伝送するように構成されている、請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の受信端部。
【請求項15】
受信端部プロセッサと、電力モジュールと、通信モジュールと、受信端部アンテナと、を備えた遠隔無線充電受信端部であって、
前記受信端部アンテナは、送信端部によって送信された無線周波数信号を受信するように構成され、前記無線周波数信号は、制御信号と電力信号とに基づいて前記送信端部によって生成された複合信号であり、
前記電力モジュールは、前記複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換し、電力を前記受信端部プロセッサと前記通信モジュールとに供給するように構成され、
前記通信モジュールは、前記複合信号から前記制御信号を取得し、前記制御信号を前記受信端部プロセッサへ伝送するように構成され、
前記受信端部プロセッサは、前記制御信号に基づいて当該受信端部の動作状態を制御するように構成され、
当該受信端部は、第５切り替えスイッチをさらに備え、
前記第５切り替えスイッチの第１端は、前記受信端部アンテナに接続され、
前記受信端部プロセッサは、まず前記第５切り替えスイッチの第２端を制御して前記通信モジュールに接続し、次いで前記第５切り替えスイッチの前記第２端を制御して、前記電力モジュールに接続し、前記複合信号を受信するように構成されている、遠隔無線充電受信端部。
【請求項16】
受信端部プロセッサと、電力モジュールと、通信モジュールと、受信端部アンテナと、を備えた遠隔無線充電受信端部であって、
前記受信端部アンテナは、送信端部によって送信された無線周波数信号を受信するように構成され、前記無線周波数信号は、制御信号と電力信号とに基づいて前記送信端部によって生成された複合信号であり、
前記電力モジュールは、前記複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換し、電力を前記受信端部プロセッサと前記通信モジュールとに供給するように構成され、
前記通信モジュールは、前記複合信号から前記制御信号を取得し、前記制御信号を前記受信端部プロセッサへ伝送するように構成され、
前記受信端部プロセッサは、前記制御信号に基づいて当該受信端部の動作状態を制御するように構成され、
前記受信端部アンテナは、第３受信アンテナと第４受信アンテナとを含み、
前記第３受信アンテナは、前記電力モジュールに接続され、前記第３受信アンテナは、前記複合信号を受信するように構成され、
前記第４受信アンテナは、前記通信モジュールに接続され、前記第４受信アンテナは、前記複合信号を受信するように構成されている、遠隔無線充電受信端部。
【請求項17】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の送信端部と、請求項８ないし１４のいずれか１項に記載の受信端部とを備え、前記送信端部は、前記受信端部を無線で充電するように構成されている、遠隔無線充電システム。
【請求項18】
前記送信端部と前記受信端部とは、帯域内通信により無線通信を実行する、請求項１７記載のシステム。
【請求項19】
前記受信端部は、以下のもの、即ち、インテリジェント通信端末、ウェアラブルデバイス、センサ、又はインテリジェントバッテリデバイスのうちの任意の１つである、請求項１７又は１８記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、無線充電技術の分野に関し、特に、遠隔無線充電送信端部、受信端部、及びシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
無線充電は、受信端部を無線で充電するために、送信端部が受信端部に無線で電気エネルギーを供給することを意味する。無線充電は、通常、電磁誘導原理に従い、結合電磁場を介して無線でエネルギーを伝達することである。
【0003】
現在、遠隔無線充電を実現するために、送信端部によって送信される無線周波数信号は、エネルギーキャリアとして働く。受信端部は、無線周波数信号を受信し、無線周波数信号を直流電源に変換して、電力エネルギーを伝達する。図１に示すように、遠隔無線充電システムは、送信端部１と受信端部２とを含む。送信端部１と受信端部２とはそれぞれ、電力モジュールと通信モジュールとを含む。送信端部の通信モジュール２０は、制御信号を送信端部１の第１送信アンテナ３０を介して送信し、受信端部２を制御するように構成され、具体的には、受信端部の動作状態（電源投入状態、スタンバイ状態、又はスリープ状態を含む）を制御するように構成されている。送信端部の電力モジュール１０は、電力信号を生成し、電力信号は、送信端部の第２送信アンテナ２０を介して送信され、その結果、受信端部２は、電気エネルギーを蓄積し、無線充電を実行する。
【0004】
しかしながら、送信端部は受信端部を充電及び制御する可能性があるが、送信端部は複雑なハードウェア構造を有し、比較的高コストである。
【発明の概要】
【0005】
本出願は、内部ハードウェア構造を簡素化し、コストを低減するために、遠隔無線充電送信端部、受信端部、及びシステムを提供する。
【0006】
第１の態様によれば、本出願の実施形態は、遠隔無線充電送信端部を提供する。受信端部を無線で充電するように構成されている遠隔無線充電送信端部であって、送信端部は、送信端部プロセッサと、基本周波数・無線周波数変換ユニットと、送信端部アンテナとを備え；送信端部プロセッサは、制御信号と電力信号とに基づいて複合信号を生成し、複合信号を基本周波数・無線周波数変換ユニットへ伝送するように構成され、制御信号は、受信端部の動作状態を制御するために使用され、電力信号は、受信端部を充電するために使用され；基本周波数・無線周波数変換ユニットは、複合信号を無線周波数信号に変換し、無線周波数信号を送信端部アンテナへ伝送するように構成され；送信端部アンテナは、複合信号に対応する無線周波数信号を送信するように構成されている。
【0007】
遠隔無線充電送信端部は、１つの複合信号のみを送信する。複合信号は、制御信号と電力信号とに基づいて送信端部プロセッサによって生成される。具体的には、制御信号と電力信号とを組み合せることにより、信号送信路が簡素化できる。具体的には、基本周波数・無線周波数変換ユニットは、複合信号を無線周波数信号に変換し、送信端部アンテナは、複合信号に対応する無線周波数信号を送信する。送信端部は、１つの信号のみを送信し、別個の電力信号又は別個の制御信号は存在しない。従って、送信端部は、互いに分離された通信モジュール又は電力モジュールを含む必要はない。言い換えれば、２つの独立した信号送信路は必要とされない。従って、１つの複合信号送信路を使用して、受信端部を無線で充電及び制御する機能を実施することができる。送信端部の内部ハードウェア構造を簡素化し、送信端部の全体でのコストを低減する。
【0008】
好ましくは、送信端部アンテナは、受信端部によって送信されたフィードバック信号を受信し、フィードバック信号を基本周波数・無線周波数変換ユニットへ伝送するように、さらに構成され；基本周波数・無線周波数変換ユニットは、フィードバック信号を基本周波数信号に変換し、基本周波数信号を送信端部プロセッサへ伝送するように、さらに構成され、ここで、フィードバック信号は、受信端部のバッテリレベル情報を搬送し；送信端部プロセッサは、バッテリレベル情報に基づいて制御信号と電力信号とを調整するように、さらに構成されている。受信端部のエネルギー要求は、位置の変化に伴って変化する。受信端部は、位置情報を搬送するフィードバック信号を送信端部へ伝送し、送信端部は、フィードバック信号内で搬送される位置情報に基づいて、受信端部の位置が変化することを決定する。換言すれば、受信端部の要求が変化すると、送信端部は、位置情報に基づいて電力信号を調整する、即ち、複合信号を調整して、受信端部のエネルギー要求を満たす。
【0009】
好ましくは、送信端部アンテナは、受信端部によって送信されたフィードバック信号を受信し、フィードバック信号を基本周波数・無線周波数変換ユニットへ伝送するように、さらに構成され；基本周波数・無線周波数変換ユニットは、フィードバック信号を基本周波数信号に変換し、基本周波数信号を送信端部プロセッサへ伝送するように、さらに構成され、フィードバック信号は、受信端部の位置情報を搬送し；送信端部プロセッサは、位置情報に基づいて、受信端部の位置が変化すると決定する場合に、電力信号を調整するように、さらに構成されている。受信端部のエネルギー要求は、受信端部のバッテリレベルの変化に伴って変化する。受信端部は、バッテリレベル情報を搬送するフィードバック信号を送信端部へ伝送し、送信端部は、フィードバック信号内に搬送されるバッテリレベル情報に基づいて制御信号と電力信号とを調整する、換言すれば、複合信号を調整して、受信端部のエネルギー要求を満たす。
【0010】
好ましくは、送信端部プロセッサは、通信帯域幅と、トーンの数量Ｎｔと、電力信号とに基づいて、マルチトーン信号の高ピーク対平均電力比ＰＡＰＲ波形を生成し、高ＰＡＰＲ波形と位相変調信号とに基づいて複合信号を生成するように、具体的に構成されている。位相変調信号は、マルチトーン信号の波形が変化しないことを保証するために、高ＰＡＰＲ信号波形の振幅を調整するために使用されない。従って、比較的高いピーク対平均電力比が維持されるので、受信端部は比較的高い電力変換効率を有する。位相変調信号は、高ＰＡＰＲ信号の位相を調整し、制御情報を組み合せて位相変化を生じさせ、受信端部の動作状態を制御し、受信端部を一層良好に充電することを可能にし、受信端部によって出力される直流電力を増加させる。
【0011】
好ましくは、送信端部プロセッサは、フィードバック信号に基づいて高ＰＡＰＲ波形を調整するように、さらに構成されている。高ＰＡＰＲ波形は、低電力状態における受信端部の変換効率を向上させるために使用されてよい。従って、ターゲットオブジェクトが一層遠くの位置に位置する場合に、高ＰＡＰＲ波形を調整してＰＡＰＲを増加させてよく、帯域幅を特定の範囲内で増加させてマイクロ波ピーク繰り返し周波数を増加させてよく、受信端部の変換効率をさらに向上させる。
【0012】
好ましくは、送信端部は、第１切り替えスイッチをさらに備え；基本周波数・無線周波数変換ユニットは、信号伝送路と信号受領路とを含み；第１切り替えスイッチの第１端は、送信端部アンテナに接続され；送信端部プロセッサは、第１切り替えスイッチの第２端を制御して、信号伝送路に接続し、複合信号を伝送するように構成され、さらに、第１切り替えスイッチの第２端を制御して、信号受領路に接続し、フィードバック信号を受信するように構成されている。送信端部は、１つのアンテナを含む。アンテナの数量が減少し、送信端部の全体でのコストが減少する。
【0013】
好ましくは、送信端部アンテナは、送信端部送信アンテナと送信端部受信アンテナとを含み；基本周波数・無線周波数変換ユニットは、信号伝送路と信号受領路とを含み；送信端部送信アンテナは、信号伝送路に接続され、送信端部送信アンテナは、複合信号を送信するように構成され；送信端部受信アンテナは、信号受領路に接続され、送信端部受信アンテナは、フィードバック信号を受信するように構成されている。送信端部は、２つのアンテナを含む。スイッチの数が減り、経路間のスイッチを切り替えるために制御スイッチを使用する必要がなく、これにより、伝送端がより単純な方法で制御される。
【0014】
第２の態様によれば、本出願の実施形態は、遠隔無線充電受信端部を提供する。受信端部プロセッサと、電力モジュールと、通信モジュールと、受信端部アンテナとを備え；受信端部アンテナは、送信端部によって送信された無線周波数信号を受信するように構成され、無線周波数信号は、制御信号と電力信号とに基づいて送信端部によって生成された複合信号であり；電力モジュールは、複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換し、電力を受信端部プロセッサと通信モジュールとに供給するように構成され；通信モジュールは、複合信号から制御信号を取得し、制御信号を受信端部プロセッサへ伝送するように構成され；受信端部プロセッサは、制御信号に基づいて受信端部の動作状態を制御するように構成されている。
【0015】
受信端部アンテナは、複合信号送信路を介して複合信号を取得し、電力モジュールは、複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換し、通信モジュールと受信端部プロセッサとに電気エネルギーを供給する。通信モジュールは、複合信号から制御信号を取得し、受信端部プロセッサは、制御信号に基づいて受信端部の動作状態を制御する。
【0016】
好ましくは、受信端部プロセッサは、通信モジュールにフィードバック信号を伝送するように、さらに構成され、フィードバック信号は受信端部の位置情報を搬送し；通信モジュールは、フィードバック信号を無線周波数信号に変換し、無線周波数信号を受信端部アンテナへ伝送するように、さらに構成され；受信端部アンテナは、フィードバック信号に対応する無線周波数信号を送信するように、さらに構成され、これにより、位置情報に基づいて、受信端部の位置が変化することを決定する場合に、送信端部は電力信号を調整する。受信端部は、位置情報を搬送するフィードバック信号を送信端部へ伝送し、その結果、受信端部の位置が変化するとき、即ち、受信端部のエネルギー要求が変化するとき、送信端部は、位置情報に基づいて電力信号を調整する、即ち、受信端部のエネルギー要求を満たすように複合信号を調整する。
【0017】
好ましくは、受信端部プロセッサは、通信モジュールにフィードバック信号を伝送するように、さらに構成され、フィードバック信号は、受信端部のバッテリレベル情報をさらに搬送し、これにより、送信端部は、バッテリレベル情報に基づいて制御信号と電力信号とを調整する。受信端部は、バッテリレベル情報を搬送するフィードバック信号を送信端部へ伝送し、その結果、受信端部のバッテリレベルが変化した場合に、即ち、受信端部のエネルギー要求が変化した場合に、送信端部は、バッテリレベル情報に基づいて電力信号と制御信号とを調整する、換言すれば、受信端部のエネルギー要求を満たすように複合信号を調整する。
【0018】
好ましくは、受信端部は、第２切り替えスイッチと第３切り替えスイッチとをさらに備え；通信モジュールは、通信伝送路と通信受領路とを含み；第２切り替えスイッチの第１端は、受信端部アンテナに接続され；受信端部プロセッサは、複合信号を受信し、まず第２切り替えスイッチの第２端を制御して、第３切り替えスイッチの第１端に接続し、第３切り替えスイッチの第２端を制御して、通信受領路に接続し、次いで第２切り替えスイッチの第２端を制御して、電力モジュールに接続するように構成されている。１つのアンテナが、複合信号又はフィードバック信号を受領又は伝送するために使用され、受信端部アンテナの数量を少なくし、受信端部の構造を簡素化し、受信端部のコストを削減する。
【0019】
好ましくは、受信端部は、第２切り替えスイッチと第３切り替えスイッチとをさらに備え；通信モジュールは、通信伝送路と通信受領路とを含み；第２切り替えスイッチの第１端は、受信端部アンテナに接続され；受信端部プロセッサは、フィードバック信号を伝送し、第２切り替えスイッチの第２端を制御して、第３切り替えスイッチの第１端に接続し、第３切り替えスイッチの第２端を制御して、通信伝送路に接続するように構成されている。１つのアンテナが、複合信号又はフィードバック信号を受領又は伝送するために使用され、受信端部アンテナの数量を少なくし、受信端部の構造を簡素化し、受信端部のコストを削減する。
【0020】
好ましくは、受信端部アンテナは、受信端部受信アンテナと受信端部トランシーバアンテナとを含み；受信端部受信アンテナは、電力モジュールに接続され、受信端部受信アンテナは、複合信号を受信するように構成され；受信端部は、第４切り替えスイッチをさらに備え、第４切り替えスイッチの第１端は、受信端部トランシーバアンテナに接続され；通信モジュールは、通信伝送路と通信受領路とを含み；受信端部プロセッサは、第４切り替えスイッチの第２端を制御して、通信受領路に接続し、複合信号を受信するように構成され、第４切り替えスイッチの第２端を制御して、通信伝送路に接続し、フィードバック信号を伝送するように構成されている。アンテナを２つ、スイッチを１つ使用し、スイッチの数を削減する。
【0021】
好ましくは、受信端部アンテナは、第１受信アンテナと、第２受信アンテナと、第１送信アンテナとを含み；第１受信アンテナは、電力モジュールに接続され、第１受信アンテナは、複合信号を受信するように構成され；通信モジュールは、通信伝送路と通信受領路とを含み；第２受信アンテナは、通信受領路に接続され、複合信号を受信するように構成され；第１送信アンテナは、通信伝送路に接続され、フィードバック信号を伝送するように構成されている。３つのアンテナが使用され、スイッチの数が減り、モジュール又は経路の間を切り替えるために制御スイッチを使用する必要がない。
【0022】
好ましくは、受信端部は、第５切り替えスイッチをさらに備え；第５切り替えスイッチの第１端は、受信端部アンテナに接続され；受信端部プロセッサは、まず第５切り替えスイッチの第２端を制御して、通信モジュールに接続し、次いで第５切り替えスイッチの第２端を制御して、電力モジュールに接続するように構成されている。受信端部の内部構造を簡素化し、受信端部のコストを低減するために、受信端部は通信受領路のみを含み、通信伝送路を含まない。
【0023】
好ましくは、受信端部は、電力分割器をさらに備え；電力分割器の第１端は、受信端部アンテナに接続され、電力分割器の第２端は、電力モジュールと通信モジュールとに接続され、電力分割器は、受信された複合信号を２つの部分に分割し、それぞれ２つの部分を電力モジュールと通信モジュールとへ伝送するように構成されている。受信端部の内部構造を簡素化するために、受信端部は、通信受領路のみを含み、通信伝送路を含まない。さらに、受信端部のコストを低減するために、受信端部は、１つのアンテナを含む。また、電力分割器を使用しているため、モジュール間の切り替えに制御スイッチを使用する必要がない。
【0024】
好ましくは、受信端部アンテナは、第３受信アンテナと第４受信アンテナとを含み；第３受信アンテナは、電力モジュールに接続され、第３受信アンテナは、複合信号を受信するように構成され；第４受信アンテナは、通信モジュールに接続され、第４受信アンテナは、複合信号を受信するように構成されている。受信端部の内部構造を簡素化し、受信端部のコストを低減するために、受信端部は、通信受領路のみを含み、通信伝送路を含まない。２つのアンテナを使用するため、モジュール間の切り替えに制御スイッチを使用する必要はない。
【0025】
第３の態様によれば、本出願の実施形態は、遠隔無線充電システムを提供する。システムは、上述した送信端部と、上述した受信端部とを備え；送信端部は、受信端部を無線で充電するように構成されている。
【0026】
好ましくは、送信端部と受信端部とは、帯域内通信により無線通信を実行する。
【0027】
好ましくは、送信端部は、以下のもの、即ち、インテリジェント通信端末、ウェアラブルデバイス、センサ、又はインテリジェントバッテリデバイスのうちの任意の１つである。
【0028】
前述の技術的解決策から、本出願の実施形態が以下の利点を有することが分かる。
【0029】
実施形態において提供される遠隔無線充電送信端部は、１つの複合信号のみを送信する。複合信号は、制御信号と電力信号とに基づいて送信端部プロセッサによって生成される。具体的には、制御信号と電力信号とを組み合せることにより、信号送信路が簡素化できる。具体的には、基本周波数・無線周波数変換ユニットは、複合信号を無線周波数信号に変換し、送信端部アンテナは、複合信号に対応する無線周波数信号を送信する。
【0030】
送信端部は、１つの信号のみを送信し、別個の電力信号又は別個の制御信号は存在しない。従って、通信モジュールを使用して制御信号を送信し、電力モジュールを使用して電力信号を送信するために、送信端部は、互いに分離された通信モジュール又は電力モジュールを含む必要はない。言い換えれば、２つの独立した信号送信路は必要とされない。送信端部は、１つの複合信号のみを生成及び送信するので、送信端部内に複合信号送信路が存在することを確実にする必要があるだけである。従って、本出願の実施形態で提供される送信端部は、１つの複合信号送信路を使用して、受信端部を無線で充電及び制御する機能を実施することができる。送信端部の内部ハードウェア構造を簡素化し、送信端部の全体でのコストを低減する。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】遠隔無線充電システムの概略図である。
【図2】実施形態による遠隔無線充電システムの概略図である。
【図3】実施形態による遠隔無線充電送信端部の概略図である。
【図4】実施形態による送信端部プロセッサの概略図である。
【図5】実施形態による別の送信端部プロセッサの概略図である。
【図6】実施形態による基本周波数・無線周波数変換ユニットの概略図である。
【図7】実施形態による別の基本周波数・無線周波数変換ユニットの概略図である。
【図8】実施形態による別の遠隔無線充電送信端部の概略図である。
【図9】実施形態に係り複合信号を生成することのフローチャートである。
【図13】実施形態による別の遠隔無線充電送信端部の概略図である。
【図14】実施形態による別の遠隔無線充電送信端部の概略図である。
【図15】本出願の実施形態による遠隔無線充電受信端部の概略図である。
【図16】実施形態による電力モジュールの概略図である。
【図17】実施形態による通信モジュールの概略図である。
【図18】実施形態による別の通信モジュールの概略図である。
【図19】実施形態による別の無線充電受信端部の概略図である。
【図20】実施形態による別の無線充電受信端部の概略図である。
【図21】実施形態による別の無線充電受信端部の概略図である。
【図22】実施形態による別の無線充電受信端部の概略図である。
【図23】実施形態による別の無線充電受信端部の概略図である。
【図24】実施形態による別の無線充電受信端部の概略図である。
【図25】実施形態による遠隔無線充電システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
当業者に本出願の実施形態に提供される技術的解決策を一層よく理解させるために、以下に、本発明の実施形態に添付の図面を参照して、本発明の実施形態の技術的解決策を明確かつ完全に説明する。
【0033】
無線充電システムにおいて、通信は、帯域内通信又は帯域外通信により行われてよい。以下に、図１を参照して簡単に説明する。
【0034】
図１に示すように、送信端部１は、それぞれ、２つの独立した送信路を介して制御信号と電力信号とを伝送する。次の２つの方式がある。
【0035】
方式１：帯域内通信
【0036】
送信端部１は、制御信号と電力信号とを送信するために同じ周波数帯を使用する。一般的な通信システムでは、同一の周波数帯域を使用して１種類の信号のみを同時に伝送することができるため、送信端部１が帯域内通信により信号を伝送する場合に、送信端部１は、異なる期間に制御信号と電力信号とを別々に伝送する必要がある。換言すれば、受信端部は制御信号と電力信号とを同時に受信することができない。
【0037】
方式２：帯域外通信
【0038】
送信端部１は、制御信号と電力信号とを伝送するために、それぞれ異なる周波数帯を使用する。電力信号を伝送するために１つの周波数帯が使用され、制御信号を伝送するために別の周波数帯が使用される。この場合に占有される周波数帯は、帯域内通信で占有される周波数帯よりも多い。
【0039】
送信端部と受信端部とが帯域内通信により通信するか、帯域外通信により通信するかは、本出願では限定されない。本出願の以下の実施形態では、帯域内通信が説明の例として使用される。言い換えると、制御信号と電力信号とを伝送するために同じ周波数帯が使用される。送信端部コントローラは、制御信号と電力信号とに基づいて複合信号を生成する。複合信号は１種類の信号しかないので、１つの送信路のみが必要とされ、同じ周波数帯域では、制御信号と電力信号とは２つの期間で伝送される必要はない。１つの周波数帯しかないという理由で、時分割多重化を行う問題はない。送信端部は、１つの信号送信路のみを必要とし、送信端部の内部構造は、簡素化されてよい。
【0040】
当業者に本出願の実施形態で提供される技術的解決策を一層よく理解させるために、以下では、実施形態で提供される遠隔無線充電システムの応用シナリオを最初に説明する。
【0041】
図２は、一実施形態による遠隔無線充電システムの概略図である。
【0042】
本実施形態で提供される遠隔無線充電システムは、送信端部１と受信端部２とを含み、送信端部１は、受信端部２を無線で充電する。
【0043】
無線充電システムにおける受信端部の数量は、以下の実施形態では特に限定されない。例えば、送信端部は、１つの受信端部を無線で充電してよく、又は複数の受信端部を無線で充電してよい。例えば、図２の無線充電システムは、１つの送信端部１と、３つの受信端部２とを含む。
【0044】
この実施形態では、送信端部が複数の受信端部を充電する方式は限定されない。例えば、複数の受信端部を同時に無線で充電する場合に、送信端部は各受信端部を均等に充電してよい。言い換えれば、全ての受信端部は、同じエネルギーを受信する。これに代えて、複数の受信端部のうちの１つの受信端部が比較的低いバッテリレベルを有する場合に、送信端部は、比較的低いバッテリレベルを有する受信端部を優先的に充電してよい。
【0045】
送信端部１は、本実施形態では特に限定されない。例えば、送信端部１は、基地局、ルータ、又は無線周波数充電ステーションのようなデバイスであってよい。
【0046】
受信端部２は、本実施形態では特に限定されない。例えば、受信端部が動作したときに受信端部の位置が移動するか否かに基づいて、２つのタイプの受信端部、即ち移動端末又は固定端末があってよい。例えば、移動端末は、通信端末（携帯電話）、音声発生デバイス（例えば、オーディオ）、又はウェアラブルデバイス（例えば、腕時計、リストバンド、又はヘッドセット）であってよい。固定端末は、センサと、物のインターネットデバイスとを含んでよい。図２は、一例として使用される。送信端部１は基地局であり、３つの受信端部はそれぞれ携帯電話、タブレットコンピュータ、及びスマートウォッチである。基地局は携帯電話、タブレットコンピュータ、及びスマートウォッチをそれぞれ、無線で充電する。
【0047】
以下では、１つの送信端部１が１つの受信端部２を無線で充電する例を使用して、無線充電の原理を説明する。
【0048】
送信端部１は、受信端部２に対して、複合信号に対応する無線周波数信号を送信する。複合信号は、電力信号と制御信号との両方を搬送する。受信端部２は、複合信号を受信して復調し、複合信号で搬送された電力信号に基づいて高周波エネルギーを直流電源に変換し、電気エネルギーの蓄積を実現し、複合信号で搬送された制御信号に基づいて受信端部の動作状態を制御する。
【0049】
なお、本実施形態では、受信端部の動作状態は特に限定されない。例えば、動作状態は、受信端部が電源オンであること、又は受信端部がスリープすることであってよい。具体的には、受信端部のバッテリレベルがプリセットのバッテリレベルより低い場合に、受信端部は、電源オンに制御され、無線で充電される。送信端部が複数の受信端部に対応する場合に、全ての複数の受信端部のバッテリレベルがプリセットのバッテリレベルよりも同時に低い場合に、送信端部は、制限された電力を提供する可能性があるので、全ての受信端部を同時に無線充電することができない可能性がある。この場合に、いくつかの受信端部は、スリープ動作状態にはいるように制御されてよい。スリープ状態の受信端部は充電されず、スリープ状態でない受信端部はまず無線で充電される。充電された受信端部が完全に充電されるか、又は受信端部が作動可能なバッテリレベルまで充電された後、スリープ状態の受信端部は無線で充電される。
【0050】
また、受信端部２は、受信端部に関する情報をフィードバックするために、送信端部１にフィードバック信号を伝送してよい。この実施形態では、フィードバック信号の内容は特に制限されない。例えば、内容は電力要求又は位置情報であってよい。
【0051】
当業者に本出願の実施形態に提供される技術的解決策を一層よく理解させるために、以下に、実施形態に添付の図面を参照して、本出願の実施形態の技術的解決策を明確に説明する。
【0052】
送信端部の実施形態１：
【0053】
本出願の一実施形態は、遠隔無線充電送信端部を提供する。送信端部の送信端部プロセッサは、電力信号と制御信号とに基づいて複合信号を生成し、送信路を介して複合信号を伝送して、受信端部を無線で充電及び制御することができる。送信端部の内部ハードウェア構造を簡素化し、送信端部の全体でのコストを低減する。
【0054】
以下、添付の図面を参照して、本出願で提供されるこの実施形態を詳細に説明する。
【0055】
図３は、本実施形態による遠隔無線充電送信端部の概略図である。
【0056】
説明を簡単にするために、以下に１つの受信端部を例に使用して説明する。
【0057】
この実施形態で提供される送信端部１は、受信端部２を無線で充電するように構成されている。送信端部１は、送信端部プロセッサ１００と、基本周波数・無線周波数変換ユニット２００と、送信端部アンテナ３００とを含む。
【0058】
送信端部プロセッサ１００は、制御信号と電力信号とに基づいて複合信号を生成し、その複合信号を基本周波数・無線周波数変換ユニット２００へ伝送するように構成されている。制御信号は、受信端部２の動作状態を制御するために使用され、電力信号は、無線で受信端部２を充電するために使用される。受信端部２の動作状態は、電源オン状態、電源オフ状態、スリープ状態等を含んでよい。
【0059】
複合信号のタイプは、この実施形態では特に限定されない。例えば、複合信号は、高ピーク対平均電力比（ｐｅａｋ ｔｏ ａｖｅｒａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｒａｔｉｏ， ＰＡＰＲ）を有するマルチトーン信号であってよく、又は正弦波信号、方形波信号又は三角波信号であってよい。共通の等振幅信号と比較して、マルチトーン信号は、同じ電力で受信端部の一層高い電力変換効率を可能にする。
【0060】
マルチトーン信号は、同じ位相又は類似の位相を有する複数のウェーブレットを重畳することによって取得され、重畳信号は、比較的大きな瞬時電力ピーク値を生成するために、同じ初期位相を有する信号を使用して変調される。従って、マルチトーン信号は、共通信号よりも高いピーク対平均電力比を有し、その結果、無線充電システムの電力変換効率を向上させることができる。
【0061】
しかしながら、高ＰＡＰＲ信号のタイプは、この実施形態では特に限定されず、比較的高いピーク対平均電力比を有する種々の信号を使用してよい。例えば、高ＰＡＰＲ信号は、マルチトーン信号、オン／オフ信号、又は超広帯域信号であってよい。
【0062】
この実施形態で提供される送信端部は、複合信号を受信端部へ伝送するか、又は受信端部によって伝送されるフィードバック信号を受信してよい。送信端部がフィードバック信号を受信しない場合については図４を参照して後述し、送信端部がフィードバック信号を受信する場合については図５を参照して後述する。
【0063】
図４は、この実施形態による送信端部プロセッサの概略図である。
【0064】
送信端部プロセッサ１００は、信号処理サブモジュール１１０と、波形選択モジュール１２０と、制御信号生成モジュール１３０と、ミキサ１４０と、デジタル／アナログ変換器（Ｄｉｇｉｔａｌ－ｔｏ－Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ， ＤＡＣ）１５０とを含む。
【0065】
図５は、この実施形態による別の送信端部プロセッサの概略図である。
【0066】
送信端部プロセッサ１００は、信号処理サブモジュール１１０と、波形選択モジュール１２０と、制御信号生成モジュール１３０と、ミキサ１４０と、ＤＡＣ１５０と、アナログ／デジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ， ＡＤＣ）１６０とを含む。
【0067】
送信端部が受信端部からフィードバック信号を受信する必要がある場合に、フィードバック信号は、基本周波数・無線周波数変換ユニット２００によって、無線周波数信号から基本周波数信号に変換され、基本周波数信号は、アナログ信号の形態に対応する。従って、アナログ／デジタル変換器１６０は、フィードバック信号に対応するアナログ信号をデジタル信号に変換し、次いでデジタル信号を処理のために信号処理サブモジュール１１０へ伝送する必要がある。
【0068】
基本周波数・無線周波数変換ユニット２００は、複合信号を無線周波数信号に変換し、無線周波数信号を送信端部アンテナ３００へ伝送するように構成されている。
【0069】
送信端部アンテナ３００は、無線周波数信号の形態でエネルギーを受信端部へ送信するので、基本周波数・無線周波数変換ユニット２００は、基本周波数信号の形態から無線周波数信号の形態に、送信端部プロセッサ１００によって送信される複合信号を変換し、次いで、複合信号を送信端部アンテナ３００へ伝送する必要がある。
【0070】
図６は、本実施形態の基本周波数・無線周波数変換ユニットの概略図である。
【0071】
基本周波数・無線周波数変換ユニット２００は、ミキサ２１０、発振器２２０、及び電力増幅器２３０を含む。
【0072】
以下に、送信端部がフィードバック信号を受信する必要がある例を使用して、基本周波数・無線周波数変換ユニット２００の構成を説明する。
【0073】
図７は、この実施形態に係る別の基本周波数・無線周波数変換ユニットの概略図である。
【0074】
送信端部が受信端部からフィードバック信号を受信する必要があるとき、送信端部は信号を送信する必要があるだけでなく、信号を受信する必要もある。換言すれば、基本周波数・無線周波数変換ユニット２００は、それぞれ通信伝送路と通信受領路とである２つの信号送信路を含む。２つの経路は、それぞれ、ミキサ２１０と、発振器２２０と、電力増幅器２３０とを含む。送信端部アンテナ３００は、複合信号に対応する無線周波数信号を送信するように構成され、その結果、受信端部２は、受信端部アンテナを介して複合信号を受信する。
【0075】
送信端部アンテナ３００は、この実施形態では特に限定されず、実際の要件に基づいて当業者によって選択されてよい。
【0076】
例えば、送信端部が信号を送信することのみを必要とする場合に、送信端部アンテナ３００は、１つのアンテナ、又はアンテナアレイの１つの群であってよい。
【0077】
別の例では、送信端部が信号を伝送する必要があるだけでなく、信号を受信する必要もある場合に、送信端部アンテナ３００は少なくとも２つのアンテナであってよい。１つのアンテナが、信号を送信するために使用され、１つのアンテナが、信号を受信するために使用される。あるいは、送信端部アンテナ３００が、１つのアンテナであってよく、切り替えスイッチが、信号を受信又は信号を送信するためにアンテナを制御するために使用される。
【0078】
本実施形態で提供される遠隔無線充電送信端部は、１つの複合信号のみを送信する。複合信号は、制御信号と電力信号とに基づいて送信端部プロセッサによって生成される。具体的には、制御信号と電力信号とを組み合せることにより、信号送信路が簡素化できる。基本周波数・無線周波数変換ユニットは、複合信号を無線周波数信号に変換し、送信端部アンテナは、複合信号に対応する無線周波数信号を送信する。
【0079】
送信端部は、１つの信号のみを送信し、別個の電力信号又は別個の制御信号は存在しない。従って、通信モジュールを使用して制御信号を送信し、電力モジュールを使用して電力信号を送信するために、送信端部は、互いに分離された通信モジュール又は電力モジュールを含む必要はない。言い換えれば、２つの独立した信号送信路は必要とされない。送信端部は、１つの複合信号のみを生成及び送信するので、送信端部内に複合信号送信路が存在することを確実にする必要があるだけである。従って、本出願のこの実施形態で提供される送信端部は、１つの複合信号送信路を使用して、受信端部を無線で充電及び制御する機能を実施することができる。送信端部の内部ハードウェア構造を簡素化し、送信端部の全体でのコストを低減する。
【0080】
送信端部の実施形態２：
【0081】
本出願の一実施形態は、遠隔無線充電送信端部を提供する。送信端部の送信端部プロセッサは、フィードバック信号に基づいて高ＰＡＰＲ波形を生成し、制御信号に基づいて位相変調信号を生成することができる。位相変調信号は、高ＰＡＰＲ信号波形の包絡線振幅を調整するために使用されるのではなく、高ＰＡＰＲ信号の全体の位相を調整して複合信号を生成し、それによって、受信端部の効率的な電力変換を刺激し、受信端部によって出力される直流電力を増加させるために使用される。
【0082】
以下、添付の図面を参照して、本出願で提供されるこの実施形態を詳細に説明する。
【0083】
図８は、本実施形態による別の遠隔無線充電送信端部の概略図である。
【0084】
【0085】
信号処理サブモジュール１１０は、電力信号と制御信号とを生成するように構成されている。信号処理サブモジュール１１０は、電力信号を波形選択モジュール１２０へ伝送し、制御信号を制御信号生成モジュール１３０へ伝送する。
【0086】
信号処理サブモジュールのタイプは、本実施形態では特に限定されない。例えば、信号処理サブモジュールは、シングルチップマイクロコンピュータ又はデジタル処理チップであってよい。
【0087】
信号処理サブモジュール１１０が電力信号と制御信号とを伝送するシーケンスは、本実施形態では特に限定されない。例えば、信号処理サブモジュール１１０は、最初に電力信号を伝送し、次いで制御信号を伝送してよく、最初に制御信号を伝送し、次いで電力信号を伝送してよく、あるいは同時に電力信号と制御信号とを伝送してよい。
【0088】
波形選択モジュール１２０は、電力及び通信帯域幅Ｂに基づいて対応する波形を生成する。本実施形態では、説明の例として、高ＰＡＰＲ波形を使用する。
【0089】
制御信号生成モジュール１３０は、制御信号に基づいて対応する位相変調信号を生成する。位相変調信号は、異なる制御信号に基づいて異なる形態を有し、この実施形態では、位相変調信号の形態は特に限定されない。例えば、制御信号は０１１０１であり、位相変調信号は制御信号を搬送する位相情報である。
【0090】
ミキサ１４０は、高ＰＡＰＲ波形と位相変調信号とに基づいて複合信号を生成する。
【0091】
デジタル／アナログ変換器１５０は、デジタル信号からアナログ信号に複合信号を変換し、基本周波数・無線周波数変換ユニット２００内のミキサ２１０にアナログ信号を伝送することにより、基本周波数・無線周波数変換ユニット２００は、複合信号を無線周波数信号に変換し、無線周波数信号を受信端部へ送信する。
【0092】
以下にさらに、高ＰＡＰＲ信号にマルチトーン信号を使用した複合信号の変調原理を例として説明する。
【0093】
図９は、この実施形態に係る複合信号を生成するフローチャートである。
【0094】
波形選択モジュール１２０よりも上方の信号パターンで示されるように、波形選択モジュール１２０は、信号処理サブモジュール１１０によって生成が行われる電力Ｐｔと、トーンの数量Ｎｔと、通信帯域幅Ｂとに基づいて、対応するマルチトーン信号を選択する。
【0095】
Ｎｔが波形の性質を決定することに留意するものとする。たとえば、Ｎｔ＝２は２つの正弦波が重畳されていることを示し、Ｎｔ＝３は３つの正弦波が重畳されていることを示す。Ｎｔの値が大きいほど、信号周期における波形のピーク振幅が高いことを示す。
【0096】
制御信号生成モジュール１３０は、制御信号生成モジュール１３０の右側の信号パターンによって示されるように、信号処理サブモジュール１１０によって生成された制御信号に基づいて位相変調信号を生成する。
【0097】
ミキサ１４０は、ミキサ１４０の右側の信号パターンによって示されるように、位相変調信号とマルチトーン信号とに基づいて複合信号を生成する。
【0098】
【0099】
第１列の信号は、Ｎｔ＝４、Ｂ＝８ＭＨｚの場合に対応するマルチトーン信号の波形である。マルチトーン信号は、４つの正弦波の波形を重畳して取得され、信号周期は０マイクロ秒から０．５マイクロ秒の範囲であり、信号周期には４つのピーク値がある。
【0100】
第２列の信号は、制御信号０１１０１に基づいて生成される位相変調信号であり、０マイクロ秒ないし０．５マイクロ秒の信号期間において低レベルを有し、低レベルは０で示され、０．５マイクロ秒ないし１マイクロ秒の信号期間において高レベルを有し、高レベルは１で示される。
【0101】
第３列の信号は、第１列のマルチトーン信号と第２列の位相変調信号とに基づいて生成される複合信号である。複合信号の波形はマルチトーン信号の波形と同じであり、複合信号の位相は位相変調信号の位相と同じである。
【0102】
従って、マルチトーン信号の位相だけが変化するが、マルチトーン信号の波形は変化しない。言い換えると、マルチトーン信号の包絡線振幅は、そのマルチトーン信号が共通の等振幅信号又は低ＰＡＰＲ波形にならないことを確実にするように変化されず、それによって比較的高い電力変換効率が確実にされる。受信端部の動作状態を制御し、受信端部が一層良好に充電されることを可能にし、そして受信端部によって出力される直流電力を増加させるために、位相変化は制御情報を搬送する。
【0103】
【0104】
点線は共通の位相変調信号を示し、実線は複合信号を示す。複合信号の振幅は、共通等振幅信号の振幅よりも大きく、電力変換効率が高いことが分かる。
【0105】
【0106】
点線は入力電力が変化するときの直流電力における共通の位相変調信号の変化の曲線を示し、実線は入力電力が変化するときの直流電力における複合信号の変化の曲線を示す。このことから、同じ電力において、複合信号を使用する受信端部は、共通の位相変調信号を使用する受信端部で出力される直流電力よりも大きな直流電力を出力し、従って、一層高い電力変換効率を有することが分かる。
【0107】
この実施形態では、複合信号の位相変調モードは特に限定されない。例えば、二位相偏移（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ， ＢＰＳＫ）変調モード、四位相偏移（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ， ＱＰＳＫ）変調モード、又は１６位相偏移１６－ＰＳＫ変調モードが使用されてよい。
【0108】
例えば、ＢＰＳＫ変調モードで変調された制御信号が０１１０１である場合に、図５の第２列に示される位相変調信号の波形が生成されてよい。
【0109】
以下に、基本周波数・無線周波数変換ユニット２００を説明する。図８をなお参照する。
【0110】
ミキサ２１０は、デジタル／アナログ変換器ＤＡＣ１５０によって伝送されたアナログ信号を受領する。アナログ信号は基本周波数信号であるため、ミキサ２１０と発振器２２０とは、基本周波数信号を無線周波数信号に変換する。電力増幅器２３０は、無線周波数信号を増幅し、送信端部アンテナ３００に無線周波数信号を伝送する。送信端部アンテナ３００は、複合信号に対応する無線周波数信号を受信端部へ送信する。
【0111】
本実施形態で提供される遠隔無線充電送信端部は、送信端部プロセッサ内の制御信号生成モジュールを使用して位相変調信号を生成し、送信端部プロセッサ内の波形選択モジュールを使用して高ＰＡＰＲ信号波形を生成し、位相変調信号と高ＰＡＰＲ信号波形とに基づいて複合信号を生成する。基本周波数・無線周波数変換ユニットは、複合信号を無線周波数信号に変換し、送信端部アンテナは、複合信号に対応する無線周波数信号を送信する。
【0112】
本出願のこの実施形態で提供される送信端部は、１つの複合信号送信路を使用して、受信端部を無線で充電及び制御する機能を実施することができる。送信端部の内部ハードウェア構造を簡素化し、送信端部の全体でのコストを低減する。さらに、位相変調信号は、マルチトーン信号の波形が変化しないこと（高ＰＡＰＲ信号から共通等振幅信号、例えば正弦波信号に変化しないこと）を確実にするために、高ＰＡＰＲ信号波形の振幅を調整するために使用されない。従って、比較的高いピーク対平均電力比が維持されるので、受信端部は比較的高い電力変換効率を有する。位相変調信号は、高ＰＡＰＲ信号の位相を調整するために使用され、制御情報を位相変化に組み合せて、受信端部の動作状態を制御し、受信端部が一層良好に充電されることを可能にし、受信端部によって出力される直流電力を増加させる。
【0113】
送信端部の実施形態３：
【0114】
送信端部から発生するエネルギーは、距離が長くなるにつれて減少する。具体的には、送信端部と受信端部との間の距離が増加するにつれて、一層多くのエネルギーが送信路上で消費され、一層少ないエネルギーが受信端部によって受信され、それに応じて送信電力及び効率が低下する。受信端部が受信端部の要件を満たすエネルギーを受信することを確実にするために、以下では、受信端部の使用シナリオである静止シナリオと移動シナリオとを別々に説明する。
【0115】
静止シナリオは、無線充電中に受信端部の位置がほとんど変化しないシナリオである。例えば、受信端部が物のインターネットデバイスである場合に、物のインターネットデバイスの移動範囲は、通常、工場、倉庫、又は機械室であり、物のインターネットデバイスの位置はほとんど変化しない。言い換えると、受信端部の位置は不変のままである。これは、送信端部の実施形態２で提供された送信端部が無線充電を実施する場合に、一層適用可能である。例えば、受信端部は、工場内に配置されたセンサ、又は建物内に配置されたプリンタであってよい。
【0116】
移動シナリオは、無線充電中に送信端部の位置が変化するシナリオである。例えば、受信端部が携帯電話又はヘッドセットのようなインテリジェントデバイスである場合に、ユーザが移動するにつれてインテリジェントデバイスの位置が頻繁に変化する。受信端部の位置が変わると、それに応じて、受信端部が必要とするエネルギーも変わる。例えば、受信端部と送信端部との間の距離が長くなると、それに応じて、受信端部に一層多くのエネルギーを充電する必要がある。従って、受信端部のエネルギー要求を満たすために、送信端部は、受信端部のエネルギー要求に基づいて、複合信号における電力信号を調整してよい。
【0117】
受信端部は、受信端部のエネルギー要求をフィードバック信号の形態で送信端部へ伝送してよい。本実施形態では、フィードバック信号の内容は制限されない。例えば、フィードバック信号は、受信端部の位置情報と受信端部のバッテリレベル情報とのうちの１つ以上を含んでよい。
【0118】
図１３は、本実施形態による別の遠隔無線充電送信端部の概略図である。
【0119】
【0120】
基本周波数・無線周波数変換ユニット２００は、信号伝送路と、信号受領路とを含む。図１３では、ＤＡＣ１５０に接続された経路は信号伝送路であり、ＡＤＣ１６０に接続された経路は信号受領路である。
【0121】
第１切り替えスイッチ４００の第１端は、送信端部アンテナに接続される。第１切り替えスイッチ４００は、異なる経路に接続されているので、送信端部アンテナ３００は、信号伝送状態又は信号受信状態にある。
【0122】
送信端部プロセッサ１００は、第１切り替えスイッチ４００の第２端を制御して、信号伝送路に接続し、複合信号を伝送する。経路の動作原理は、送信端部の実施形態２における複合信号を伝送する原理と同じであり、ここでは、詳細については再度説明しない。
【0123】
送信端部プロセッサ１００は、第１切り替えスイッチ４００の第２端を制御して、信号受領路に接続し、フィードバック信号を受信する。
【0124】
送信端部１は、送信端部アンテナ３００を介して、受信端部２によって送信されたフィードバック信号を受信し、第１切り替えスイッチ４００は、信号受領路に接続される。フィードバック信号は、基本周波数・無線周波数モジュール２００内の電力増幅器２３０によって増幅され、ミキサ２１０と発振器２２０とによって無線周波数信号から基本周波数信号に変換された後、送信端部プロセッサ１００内のＡＤＣ１６０へ伝送される。
【0125】
ＡＤＣ１６０は、基本周波数信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号を信号処理サブモジュール１１０へ伝送する。信号処理サブモジュール１１０は、デジタル信号に変換されたフィードバック信号に基づいてキー情報を復調し、制御信号及び／又は電力信号を調整し、それによって複合信号を調整する。送信端部プロセッサ１００は、受信端部からのフィードバック信号に基づいて、次回送信される複合信号を調整する。
【0126】
以下に、例を使用して、フィードバック信号に基づいて制御信号及び／又は電力信号を調整し、複合信号を調整することの動作原理を説明する。
【0127】
例えば、フィードバック信号は、受信端部の位置情報を搬送する。送信端部プロセッサ１００は、位置情報に基づいて、受信端部の位置が変化するか否かを決定する。受信端部の位置が変化した後、電力信号が調整されて、受信端部のエネルギー要求を満たすように調整された複合信号が生成される。
【0128】
別の例では、フィードバック信号は、受信端部のバッテリレベル情報を搬送し、送信端部プロセッサ１００は、バッテリレベル情報に基づいて制御信号と電力信号とを調整して、受信端部のエネルギー要求を満たすように調整された複合信号を生成する。
【0129】
さらに別の例では、フィードバック信号は、受信端部の位置情報とバッテリレベル情報とを搬送する。送信端部プロセッサ１００は、位置情報に基づいて電力信号を調整し、バッテリレベル情報に基づいて制御信号と電力信号とを調整して、受信端部のエネルギー要求を満たすように調整された複合信号を生成する。
【0130】
フィードバック信号の変化を決定する主体は、この実施形態では限定されない。例えば、受信端部は、フィードバック信号が変化することを決定し、フィードバック信号を送信端部へ伝送し、送信端部は、フィードバック信号に基づいて複合信号を直接調整する。さらに別の例では、受信端部は、リアルタイム又は一定の時間間隔で、フィードバック信号を送信端部へ伝送し、フィードバック信号が変化することを決定した後、送信端部は、フィードバック信号に基づいて複合信号を調整する。
【0131】
さらに別の例では、送信端部は、フィードバック信号に基づいてＰＡＰＲ信号の波形を調整してよい。具体的には、Ｎｔ及びＢ（Ｂがピーク繰り返し周波数を決定する）を調整してマルチトーン波形を調整するか、異なるＰＡＰＲ特性を持つ波形を使用して複合信号を調整する。
【0132】
高ＰＡＰＲ波形は、低電力状態における受信端部の変換効率を向上させるために使用されてよい。従って、ターゲットオブジェクトが一層遠い位置に位置する場合（この場合に、比較的高い経路損失がある）、ＰＡＰＲを増加させるためにＮｔを増加させ、マイクロ波ピーク繰り返し周波数を増加させるために特定の範囲内で帯域幅を増加させて、受信端部の変換効率をさらに向上させることができる。
【0133】
送信端部は、フィードバック信号に基づいて制御信号及び／又は電力信号を連続的に調整し、それにより、受信端部の要件を満たす複合信号を生成し、受信端部の連続的に変化する要件を満たす。
【0134】
図１４は、本実施形態による別の遠隔無線充電送信端部の概略図である。
【0135】
基本周波数・無線周波数変換ユニット２００は、信号伝送路と信号受領路とを含む。
【0136】
送信端部送信アンテナ３１０は、信号伝送路に接続され、送信端部受信アンテナ３２０は、信号受領路に接続されている。
【0137】
送信端部送信アンテナ３１０は、複合信号を送信するように構成され、送信端部受信アンテナ３２０は、フィードバック信号を受信するように構成されている。
【0138】
【0139】
図１４では、送信端部アンテナ３００を信号伝送状態又は信号受信状態にするように制御するために第１切り替えスイッチ４００を使用する代わりに、送信端部送信アンテナ３１０と送信端部受信アンテナ３２０とは、信号をそれぞれ伝送及び受領するために直接使用される。
【0140】
この実施形態で提供される遠隔無線充電送信端部は、送信端部プロセッサ内の制御信号生成モジュールを使用して位相変調信号を生成し、送信端部プロセッサ内の波形選択モジュールを使用して高ＰＡＰＲ信号波形を生成し、位相変調信号と高ＰＡＰＲ信号波形とに基づいて複合信号を生成する。基本周波数・無線周波数変換ユニットは、複合信号を無線周波数信号に変換し、送信端部アンテナは、複合信号に対応する無線周波数信号を送信する。
【0141】
本出願のこの実施形態で提供される送信端部は、移動シナリオにおいて受信端部を無線で充電することにより適用可能である。受信端部を無線で充電及び制御する機能は、１つの複合信号送信路を使用して実現することができる。送信端部の内部ハードウェア構造を簡素化し、送信端部の全体でのコストを低減する。さらに、位相変調信号は、マルチトーン信号が低ＰＡＰＲ信号に対する共通等振幅信号にならないように、高ＰＡＰＲ信号波形の包絡線振幅を調整するために使用されない。従って、受信端部は、比較的高い電力変換効率を維持する。位相変調信号は、高ＰＡＰＲ信号の位相を調整し、制御情報を組み合せて位相変化を生じさせ、受信端部の動作状態を制御し、受信端部を一層良好に充電することを可能にし、受信端部によって出力される直流電力を増加させるために使用される。
【0142】
受信端部の実施形態１：
【0143】
前述の実施形態で提供される遠隔無線充電送信端部に基づいて、本出願の実施形態は、遠隔無線充電受信端部をさらに提供する。受信端部は、送信端部によって伝送された複合信号に基づいて無線で充電される。以下、添付の図面を参照して、受信端部の動作原理を詳細に説明する。
【0144】
図１５は、本出願のこの実施形態に基づく遠隔無線充電受信端部の概略図である。
【0145】
この実施形態で提供される受信端部２は、受信端部プロセッサ４００と、電力モジュール５００と、通信モジュール６００と、受信端部アンテナ７００とを含む。
【0146】
受信端部アンテナ７００は、送信端部１によって送信される無線周波数信号を受信するように構成されている。無線周波数信号は、制御信号と電力信号とに基づいて送信端部によって生成される複合信号である。
【0147】
受信端部アンテナ７００は、受信した無線周波数信号を電力モジュール５００と通信モジュール６００とへ送信する。
【0148】
受信端部アンテナ７００が信号を送信するシーケンスは、この実施形態では限定されない。例えば、受信端部アンテナ７００は、まず、無線周波数信号を電力モジュール５００へ送信し、次いで、無線周波数信号を通信モジュール６００へ送信してよい。これに代えて、受信端部アンテナ７００は、まず無線周波数信号を通信モジュール６００へ送信し、次いで無線周波数信号を電力モジュール５００へ送信してよい。これに代えて、受信端部アンテナ７００は、無線周波数信号を同時に電力モジュール５００と通信モジュール６００とへ送信してよい。
【0149】
電力モジュール５００は、複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換し、受信端部プロセッサ４００と通信モジュール６００とに電力を供給するように構成されている。
【0150】
以下では、添付の図面を参照して、電力モジュール５００の具体的な実施の形態を説明する。図１６は、この実施形態に係る電力モジュールの概略図である。
【0151】
電力モジュール５００は、整流器モジュール５１０と、電力管理モジュール５２０と、エネルギー蓄積モジュール５３０とを含む。
【0152】
整流器モジュール５１０は、受信端部アンテナ７００から受信した無線周波数信号を直流電源に変換し、直流電源を電力管理モジュール５２０へ伝送する。電力管理モジュール５２０は、直流電源に基づいて電圧安定化源を形成し、取得されたエネルギーをエネルギー蓄積モジュール５３０に蓄積する。エネルギー蓄積モジュール５３０は、受信端部プロセッサ４００と通信モジュール６００とに電気エネルギーを供給する。
【0153】
通信モジュール６００は、複合信号を制御信号に復調し、制御信号を受信端部プロセッサ４００へ伝送するように構成されている。
【0154】
以下では、受信端部が送信端部にフィードバック信号を伝送することができない例を使用して、通信モジュール６００の構造を説明する。
【0155】
図１７は、この実施形態に係る通信モジュールの概略図である。
【0156】
受信端部が、送信端部にフィードバック信号を伝送する機能を必要としない場合に、受信端部は、信号受領路を有するだけでよい。通信モジュール６００は、電力増幅器６１０と、ミキサ６２０と、発振器６３０と、ＡＤＣ６４０と、信号処理サブモジュール６５０とを含む。
【0157】
信号処理サブモジュール６５０は、この実施形態では限定されない。例えば、信号処理サブモジュール６５０は、シングルチップマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッサであってよい。
【0158】
以下では、受信端部が送信端部にフィードバック信号を伝送することができる例を使用して、通信モジュールの構造を説明する。
【0159】
図１８は、この実施形態による別の通信モジュールの概略図である。
【0160】
受信端部が送信端部にフィードバック信号を伝送する必要があるとき、受信端部はさらに、送信端部によって伝送された無線周波数信号を受信する必要がある。通信モジュール６００は、それぞれ通信伝送路と通信受領路とである２つの信号送信路を含む。通信受領路は、電力増幅器６１０と、ミキサ６２０と、発振器６３０と、ＡＤＣ６４０とを含む。通信伝送路は、電力増幅器６１０と、ミキサ６２０と、発振器６３０と、ＤＡＣ６６０とを含む。２つの経路は、信号処理サブモジュール６５０を使用して接続される。
【0161】
受信端部プロセッサ４００は、制御信号に基づいて受信端部２の動作状態を制御するように構成されている。
【0162】
受信端部プロセッサ４００は、通信モジュール６００によって伝送される制御信号に基づいて受信端部２の動作状態を制御するように構成されている。例えば、制御信号が、電源をオンにするように受信端部２を制御する場合に、受信端部プロセッサ４００は、電源をオンにするように受信端部２を制御する。
【0163】
受信端部プロセッサ４００の接続方式は、この実施形態では特に限定されない。例えば、受信端部プロセッサ４００は、不変の接続方式（例えば、ワイヤを介して）で電力モジュール５００と通信モジュール６００とに接続される。あるいは、受信端部プロセッサ４００は、電力モジュール５００と通信モジュール６００とに、変更可能な接続方式（例えば、受信端部プロセッサ４００をインターフェースに挿入するか、又は受信端部プロセッサ４００をインターフェースから除去する接続方式）で接続される。
【0164】
この実施形態で提供される遠隔無線充電受信端部は、受信端部アンテナと、電力モジュールと、通信モジュールと、受信端部プロセッサとを含む。受信端部アンテナは、複合信号送信路を介して複合信号を取得し、電力モジュールは、複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換し、通信モジュールと受信端部プロセッサとに電気エネルギーを供給する。通信モジュールは、複合信号から制御信号を取得し、受信端部プロセッサは、制御信号に基づいて受信端部の動作状態を制御する。
【0165】
受信端部の実施形態２：
【0166】
実施形態は、遠隔無線充電受信端部を提供する。受信端部は、無線で充電されるために送信端部によって伝送された複合信号を受信することができるだけでなく、さらに、送信端部にフィードバック信号を伝送することができる。その結果、受信端部の連続的に変化する要件を満たすために、送信端部は、フィードバック信号に基づいて複合信号を調整する。
【0167】
以下、添付の図面を参照して、本出願で提供されるこの実施形態を詳細に説明する。
【0168】
図１９は、本実施形態による別の無線充電受信端部の概略図である。
【0169】
受信端部２は、受信端部プロセッサ４００と、受信端部アンテナ７００と、第２切り替えスイッチ８１０と、第３切り替えスイッチ８２０とを含む。電力モジュール５００は、図１６に示す形態である。受信端部は、送信端部にフィードバック信号を伝送することができるので、通信モジュール６００は、図１８に示す形態である。
【0170】
第２切り替えスイッチ８１０の第１端は、受信アンテナ７００に接続される。通信モジュール６００は、通信伝送路と通信受領路とを含む。
【0171】
１つのアンテナが、複合信号又はフィードバック信号を受領又は伝送するために使用され、受信端部アンテナの数量を少なくし、受信端部の構造を簡素化し、受信端部のコストを削減する。
【0172】
以下では、まず、受信端部で複合信号を受信する動作原理について説明する。
【0173】
受信端部プロセッサ４００は、まず、第２切り替えスイッチ８１０の第２端を制御して第３切り替えスイッチ８２０の第１端に接続し、第３切り替えスイッチ８２０の第２端を制御して通信受領路に接続し、次いで、第２切り替えスイッチ８１０の第２端を制御して電力モジュールに接続する。
【0174】
受信端部アンテナ７００は、複合信号に対応する無線周波数信号を受信し、次いで、通信モジュール６００内の電力増幅器６１０は、無線周波数信号を増幅する。ミキサ６２０と発振器６３０とは、無線周波数信号を基本周波数信号に変換し、ＡＤＣ６４０は、基本周波数信号をデジタル信号に変換し、処理のためにデジタル信号を信号処理サブモジュール６５０へ伝送する。
【0175】
信号処理サブモジュール６５０は、制御信号を取得するために、複合信号に対応する信号に基づいて複合信号を復調し、制御信号を受信端部プロセッサ４００へ伝送する。受信端部プロセッサ４００は、制御信号に基づいて受信端部の動作状態を制御する。
【0176】
信号処理サブモジュール６５０によって実行される復調方法は、この実施形態では限定されず、実際の要件に基づいて当業者によって選択されてよい。
【0177】
なお、本実施形態では、受信端部の動作状態は限定されない。例えば、受電モードが有効にされる。受信端部プロセッサ４００は、制御信号に基づいて、第２切り替えスイッチ８１０の第２端を電力モジュール５００に接続するように制御し、その結果、電力モジュール５００内のエネルギー蓄積モジュールは、電力を蓄積して、信号処理サブモジュール６５０と受信端部プロセッサ４００とに電気エネルギーを提供する。別の例では、受電モードは無効にされる。
【0178】
なお、受信端部が１本のアンテナしか持たない場合に、通常、充電時間は比較的長く、通信時間は比較的短いことに留意するものとする。従って、第２切り替えスイッチ８１０の第２端が電力モジュール５００に接続される時間は、第２切り替えスイッチ８１０の第２端が通信モジュール６００に接続される時間よりも長くてよい。
【0179】
受信端部の要件が変化する場合に、例えば、受信端部の位置が変化する場合に、又は受信端部のバッテリレベル情報が変化する場合に、受信端部は、変化した情報をフィードバック信号として送信端部へ伝送してよく、送信端部がフィードバック信号に基づいて複合信号を調整し、それによって受信端部の要件を満たす。
【0180】
以下に、受信端部でフィードバック信号を送信する動作原理を説明する。
【0181】
受信端部プロセッサ４００は、第２切り替えスイッチ８１０の第２端を制御して第３切り替えスイッチ８２０の第１端に接続し、第３切り替えスイッチ８２０の第２端を制御して通信伝送路に接続する。
【0182】
受信端部プロセッサ４００は、受信端部の要件変化に基づいてフィードバック信号を生成し、フィードバック信号を信号処理サブモジュール６５０へ伝送し、ＤＡＣ６６０と、ミキサ６２０と、発振器６３０と、電力増幅器６１０とを使用して、受信端部アンテナ７００に無線周波数形態でフィードバック信号を伝送し、受信端部アンテナ７００を使用して、フィードバック信号に対応する無線周波数信号を送信端部へ伝送する。これにより、受信端部の連続的に変化する要件を満たすために、フィードバック信号に搬送される位置情報及び／又はバッテリレベル情報に基づいて、送信端部は複合信号を調整する。
【0183】
受信端部アンテナと切り替えスイッチとは、実際の要件に基づいて異なる組み合せを有してよく、この実施形態においては、組み合せ方式は特に限定されない。以下に、受信端部アンテナと切り替えスイッチとの２つの組み合せ方式を例に説明する。
【0184】
組み合せ方式１：２つのアンテナと１つの切り替えスイッチ
【0185】
図２０は、本実施形態による別の無線充電受信端部の概略図である。
【0186】
受信端部アンテナ７００は、受信端部受信アンテナ７１０と受信端部トランシーバアンテナ７２０とを含む。受信端部受信アンテナ７１０は、電力モジュール５００に接続され、複合信号を受信し、複合信号を電力モジュールへ伝送するように構成されている。
【0187】
受信端部はさらに、第４切り替えスイッチ８３０を含み、第４切り替えスイッチ８３０の第１端は、受信端部トランシーバアンテナ７２０に接続される。
【0188】
通信モジュール６００は、通信伝送路と通信受領路とを含む。
【0189】
受信端部トランシーバアンテナ７２０が複合信号を受信すると、受信端部プロセッサ４００は、第４切り替えスイッチ８３０の第２端を制御して、通信受領路に接続する。受信端部トランシーバアンテナ７２０がフィードバック信号を伝送すると、受信端部プロセッサ４００は、第４切り替えスイッチ８３０の第２端を制御して、通信伝送路に接続する。
【0190】
本実施形態で提供される受信端部の動作原理は、前述の受信端部の動作原理と同じであり、ここでは、再度、詳細を説明しない。
【0191】
組み合せ方式２：３つのアンテナ
【0192】
図２１は、本実施形態による別の無線充電受信端部の概略図である。
【0193】
受信端部アンテナは、第１受信アンテナ７１０と、第２受信アンテナ７２０と、第１送信アンテナ７３０とを含む。
【0194】
第１受信アンテナ７１０は、電力モジュール５００に接続され、複合信号を受信し、複合信号を電力モジュール５００へ伝送するように構成されている。
【0195】
通信モジュール６００は、通信伝送路と通信受領路とを含む。
【0196】
第２受信アンテナ７２０は、通信受領路に接続され、複合信号を受信するように構成されている。第１送信アンテナ７３０は、通信伝送路に接続され、フィードバック信号を送信するように構成されている。
【0197】
３つのアンテナを使用し、スイッチの数を減らすので、スイッチ間の切り替えに制御スイッチを使用する必要がない。
【0198】
本実施形態で提供される遠隔無線充電受信端部に基づいて、受信端部の要件が連続的に変化する場合に、受信端部が一層良好に充電されることを確実にするために、受信端部は、１つのフィードバック信号送信路を介してフィードバック信号を送信端部へ伝送し、その結果、送信端部は、フィードバック信号に基づいて複合信号を生成する。受信端部アンテナは、複合信号送信路を介して複合信号を取得し、電力モジュールは、複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換して、通信モジュールと受信端部プロセッサとに電気エネルギーを供給する。通信モジュールは、複合信号から制御信号を取得し、これにより受信端部プロセッサは、制御信号に基づいて受信端部の動作状態を制御する。
【0199】
受信端部の実施形態３：
【0200】
受信端部の実施形態２における受信端部は、フィードバック信号を生成し、フィードバック信号を送信端部へ伝送してよい。その結果、連続的に変化する受信端部の要件を満たすために、送信端部は、フィードバック信号に基づいて複合信号を調整する。要件が変化しない受信端部については、受信端部は、送信端部にフィードバック信号を伝送する必要がない。この受信端部の構造を使用してコストを低減することができる。
【0201】
図２２は、本実施形態による別の無線充電受信端部の概略図である。
【0202】
受信端部２は、受信端部プロセッサ４００と、受信端部アンテナ７００と、第５切り替えスイッチ８４０とを含む。電力モジュール５００は、図１６に示す形態である。受信端部は、送信端部にフィードバック信号を伝送する必要がないので、通信モジュールは、図１７に示す形態であってよい。
【0203】
受信端部アンテナ７００が送信端部によって伝送された複合信号を受信した場合に、受信端部プロセッサ４００は、まず、第５切り替えスイッチ８４０の第２端を制御して通信モジュール６００に接続し、次いで、第５切り替えスイッチ８４０の第２端を制御して電力モジュール５００に接続する。
【0204】
本実施形態で提供される受信端部の動作原理は、前述の受信端部の動作原理と同じであり、ここでは、再度、詳細を説明しない。
【0205】
本出願のこの実施形態で提供される受信端部は、切り替えスイッチを使用して、電力モジュール又は通信モジュールに接続するために受信端部アンテナを制御してよいだけでなく、電力分割器を使用して電力モジュールと通信モジュールとの両方に接続してよい。
【0206】
図２３は、本実施形態による別の無線充電受信端部の概略図である。
【0207】
受信端部は、電力分割器９００をさらに含み、電力分割器９００の第１端は、受信端部アンテナ７００に接続され、電力分割器９００の第２端は、電力モジュール５００と通信モジュール６００とに接続される。電力分割器９００は、受信された複合信号を２つの部分に分割するように構成されている。いくつかの複合信号は電力モジュール５００へ伝送され、他の複合信号は通信モジュール６００へ伝送される。
【0208】
電力分割器によって複合信号を割り当てる比率は、本実施形態では特に限定されない。例えば、複合信号は、１：１の比率、又はｎ：１の比率で割り当てられる。ここでｎは任意の自然数である。一層多くの電力エネルギーを蓄積するために、一層多くの複合信号が電力モジュールに割り当てられてよく、一層少ない複合信号が通信モジュールに割り当てられてよい。
【0209】
本実施形態で提供される受信端部の動作原理は、前述の受信端部の動作原理と同じであり、ここでは、再度、詳細を説明しない。
【0210】
本出願のこの実施形態で提供される受信端部は、代替的に、２つのアンテナを使用して電力モジュールと通信モジュールとの両方に接続されてよい。
【0211】
図２４は、この実施形態による別の無線充電受信端部を示す。
【0212】
受信端部アンテナ７００は、第３受信アンテナ７４０と第４受信アンテナ７５０とを含む。第３受信アンテナ７４０は、電力モジュール５００に接続され、複合信号を受信するように構成されている。第４受信アンテナ７５０は、通信モジュール６００に接続され、複合信号を受信するように構成されている。
【0213】
第３受信アンテナ７４０と第４受信アンテナ７５０とは、同時に動作し、第３受信アンテナ７４０は、いくつかの複合信号を受信し、第４受信アンテナ７５０は、いくつかの複合信号を受信する。
【0214】
第４受信アンテナに割り当てられた複合信号に対する、第３受信アンテナに割り当てられた複合信号の比率は、本実施形態では特に限定されない。例えば、複合信号は、１：１の比率、又はｎ：１の比率で割り当てられる。ここでｎは任意の自然数である。一層多くの電力エネルギーを蓄積するために、一層多くの複合信号が電力モジュールに割り当てられてよく、一層少ない複合信号が通信モジュールに割り当てられてよい。
【0215】
本実施形態で提供される受信端部の動作原理は、前述の受信端部の動作原理と同じであり、ここでは、再度、詳細を説明しない。
【0216】
この実施形態で提供される遠隔無線充電受信端部は、複合信号送信路を介して複合信号を取得し、電力モジュールは、複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換し、通信モジュールと受信端部プロセッサとに電気エネルギーを提供し、通信モジュールは、複合信号から制御信号を取得し、受信端部プロセッサは、制御信号に基づいて受信端部の動作状態を制御する。従って、受信端部の実施形態２で提供されている受信端部と比較して、本実施形態で提供されている受信端部は通信伝送路を持たないため、受信端部の構成を簡素化し、受信端部のコストを低減する。
【0217】
無線充電システムの実施形態：
【0218】
前述の実施形態で提供された送信端部と受信端部とに基づいて、本出願は、さらに、前述の実施形態で説明した送信端部と受信端部とを含む無線充電システムを提供する。
【0219】
図２５は、本実施形態による遠隔無線充電システムの概略図である。
【0220】
無線充電システムは、送信端部１と受信端部２とを含み、送信端部１は、受信端部２を無線充電するように構成されている。
【0221】
本実施形態で提供される送信端部の動作原理と受信端部の動作原理とは、前述の実施形態と同じであり、ここでは再度説明しない。
【0222】
送信端部１と受信端部２とは、帯域内通信により無線充電を行ってよい。受信端部は、インテリジェント通信端末、ウェアラブルデバイス、センサ、又はインテリジェントバッテリデバイスのうちの１つ以上であってよい。
【0223】
受信端部を一層よく充電するために、以下では、無線充電システムの受信端部が送信端部にフィードバック信号を送信することができる例を使用して説明する。
【0224】
無線充電システムは、送信端部と受信端部との異なる組み合せに基づいて異なる制御方針を有する。無線充電システムは、（ａ）複合信号生成段階、（ｂ）通信段階、（ｃ）充電段階の３つの段階での動作状態を含む。
【0225】
以下に、送信端部と受信端部との組み合せに応じて、それぞれ別々に説明する。
【0226】
【0227】
無線充電システムは、（ａ）複合信号発生段階にはいる。受信端部２の第２切り替えスイッチ８１０の第２端は、第３切り替えスイッチ８２０の第１端に接続され、第３切り替えスイッチ８２０の第２端は、通信伝送路に接続され、受信端部２は、フィードバック信号を送信端部１へ送信する。送信端部１の第１切り替えスイッチ４００の第２端は、信号受領路に接続され、送信端部プロセッサ１００は、フィードバック信号に基づいて対応する複合信号を生成し、第１切り替えスイッチ４００の第２端は、信号伝送路に接続される。
【0228】
無線充電システムは、（ｂ）通信段階にはいる。受信端部２は、受信端部アンテナ７００を介して複合信号を受信し、受信端部２の第２切り替えスイッチ８１０の第２端は、第３切り替えスイッチ８２０の第１端に接続され、第３切り替えスイッチ８２０の第２端は、通信受信端部経路に接続される。通信モジュール６００は、複合信号から制御信号を取得し、制御信号は、受信端部の動作状態を制御するために、受信端部プロセッサ４００によって使用される。
【0229】
無線充電システムは、（ｃ）充電段階にはいる。送信端部１は、複合信号送信状態を維持し、受信端部２の第２切り替えスイッチの第２端は、電力モジュール５００に接続される。電力モジュール５００は、通信モジュール６００と受信端部プロセッサ４００とに電力を供給するために、複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換する。
【0230】
【0231】
無線充電システムは、（ａ）複合信号発生段階にはいる。受信端２の第４切り替えスイッチ８３０の第２端は、通信モジュール６００内の通信伝送路に接続され、受信端部２は、送信端部１にフィードバック信号を送信する。この場合に、受信端部受信アンテナ７１０及び／又は電力モジュール５００が動作しない。送信端１の第１切り替えスイッチ４００の第２端は、信号受領路に接続され、送信端部プロセッサ１００は、フィードバック信号に基づいて対応する複合信号を生成し、第１切り替えスイッチ４００の第２端は、信号伝送路に接続される。
【0232】
無線充電システムは、（ｂ）通信段階と（ｃ）充電段階とに同時にはいってよい。受信端部２は、受信端部トランシーバアンテナ７２０を介していくつかの複合信号を受信し、受信端部２の第４切り替えスイッチ８３０の第２端は、通信モジュール６００内の通信受信端部経路に接続され、通信モジュール６００は、受信端部プロセッサ４００を制御するために、複合信号から制御信号を取得する。受信端部２は、受信端部受信アンテナ７１０を介していくつかの複合信号を受信し、電力モジュール５００は、通信モジュール６００と受信端部プロセッサ４００とに電力を供給するために、複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換する。
【0233】
受信端部受信アンテナ７１０で受信された複合信号に対する、受信端部トランシーバアンテナ７２０で受信された複合信号の比率は、それぞれのアンテナの利得によって決定され、複合信号を割り当てる比率は、この実施形態では特に制限されない。
【0234】
【0235】
無線充電システムは、（ａ）複合信号発生段階にはいる。受信端部２の第１送信アンテナ７３０は動作し、受信端部受信アンテナ７１０と受信端部トランシーバアンテナ７２０とは動作しない。通信モジュール６００は、第１送信アンテナ７３０を介して、送信端部１にフィードバック信号を送信する。送信端部１の第１切り替えスイッチ４００の第２端は、信号受領路に接続され、送信端部プロセッサ１００は、フィードバック信号に基づいて対応する複合信号を生成し、第１切り替えスイッチ４００の第２端は、信号伝送路に接続される。
【0236】
無線充電システムは、（ｂ）通信段階と（ｃ）充電段階に同時にはいってよい。受信端部２の第１送信アンテナ７３０は動作せず、受信端部受信アンテナ７１０と受信端部トランシーバアンテナ７２０とは動作する。受信端部受信アンテナ７１０は、いくつかの複合信号を受信し、電力モジュール５００は、通信モジュール６００と受信端部プロセッサ４００とに電力を供給するために、複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換する。受信端部トランシーバアンテナ７２０は、いくつかの複合信号を受信し、通信モジュール６００は、受信端部プロセッサ４００を制御するために、複合信号から制御信号を取得する。
【0237】
受信端部受信アンテナ７１０で受信された複合信号に対する、受信端部トランシーバアンテナ７２０で受信された複合信号の比率は、それぞれのアンテナの利得によって決定され、複合信号を割り当てる比率は、この実施形態では特に制限されない。
【0238】
【0239】
無線充電システムは、（ａ）複合信号発生段階にはいる。受信端２の第２切り替えスイッチ８１０の第２端は、第３切り替えスイッチ８２０の第１端に接続され、第３切り替えスイッチ８２０の第２端は、通信伝送路に接続され、受信端部２は、フィードバック信号を送信端部１へ送信する。送信端部受信アンテナ３２０は、フィードバック信号を受信し、送信端部送信アンテナ３１０は動作せず、送信端部プロセッサ１００は、フィードバック信号に基づいて対応する複合信号を生成する。
【0240】
無線充電システムは（ｂ）通信段階にはいる。送信端部送信アンテナ３１０は、複合信号に対応する無線周波数信号を送信し、送信端部受信アンテナ３２０は動作しない。受信端部２は、受信端部アンテナ７００を介して複合信号を受信し、受信端部２の第２切り替えスイッチ８１０の第２端は、第３切り替えスイッチ８２０の第１端に接続される。第３切り替えスイッチ８２０の第２端は、通信受信端部経路に接続され、通信モジュール６００は、受信端部プロセッサ４００を制御するために、複合信号から制御信号を取得する。
【0241】
無線充電システムは、（ｃ）充電段階にはいる。送信端部送信アンテナ３１０は、複合信号送信状態を維持し、受信端部２の第２切り替えスイッチの第２端は、電力モジュール５００に接続される。電力モジュール５００は、通信モジュール６００と受信端部プロセッサ４００とに電力を供給するために、複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換する。
【0242】
【0243】
無線充電システムは、（ａ）複合信号発生段階にはいる。受信端部２の第４切り替えスイッチ８３０の第２端は、通信モジュール６００内の通信伝送路に接続され、受信端部２は、送信端部１にフィードバック信号を送信する。この場合に、受信端部受信アンテナ７１０及び／又は電力モジュール５００が動作しない。送信端部受信アンテナ３２０は、フィードバック信号を受信し、送信端部送信アンテナ３１０は動作せず、送信端部プロセッサ１００は、フィードバック信号に基づいて対応する複合信号を生成する。
【0244】
無線充電システムは、（ｂ）通信段階と（ｃ）充電段階に同時にはいってよい。送信端部送信アンテナ３１０は、複合信号に対応する無線周波数信号を送信し、送信端部受信アンテナ３２０は動作しない。受信端部２は、受信端部トランシーバアンテナ７２０を介していくつかの複合信号を受信し、受信端部２の第４切り替えスイッチ８３０の第２端は、通信モジュール６００内の通信受信端部経路に接続され、通信モジュール６００は、受信端部プロセッサ４００を制御するために、複合信号から制御信号を取得する。受信端部２は、受信端部受信アンテナ７１０を介していくつかの複合信号を受信し、電力モジュール５００は、通信モジュール６００と受信端部プロセッサ４００とに電力を供給するために、複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換する。
【0245】
受信端部受信アンテナ７１０で受信された複合信号に対する、受信端部トランシーバアンテナ７２０で受信された複合信号の比率は、それぞれのアンテナの利得によって決定され、複合信号を割り当てる比率は、この実施形態では特に制限されない。
【0246】
【0247】
無線充電システムは、（ａ）複合信号生成段階００にはいる。受信端２の第１送信アンテナ７３０は動作し、受信端部受信アンテナ７１０と受信端部トランシーバアンテナ７２０とは動作しない。通信モジュール６００は、第１送信アンテナ７３０を介して、送信端部１にフィードバック信号を送信する。送信端部受信アンテナ３２０は、フィードバック信号を受信し、送信端部送信アンテナ３１０は動作せず、送信端部プロセッサ１００は、フィードバック信号に基づいて対応する複合信号を生成する。
【0248】
無線充電システムは、（ｂ）通信段階と（ｃ）充電段階とに同時にはいってよい。送信端部送信アンテナ３１０は、複合信号に対応する無線周波数信号を送信し、送信端部受信アンテナ３２０は動作しない。受信端２の第１送信アンテナ７３０は動作せず、受信端部受信アンテナ７１０と受信端部トランシーバアンテナ７２０とは動作する。受信端部受信アンテナ７１０は、いくつかの複合信号を受信し、電力モジュール５００は、通信モジュール６００と受信端部プロセッサ４００とに電力を供給するために、複合信号を蓄積のためのエネルギーに変換する。受信端部トランシーバアンテナ７２０は、いくつかの複合信号を受信し、通信モジュール６００は、複合信号から制御信号を取得し、受信端部プロセッサ４００は、制御信号に基づいて受信端部の動作状態を制御する。
【0249】
受信端部受信アンテナ７１０で受信された複合信号に対する、受信端部トランシーバアンテナ７２０で受信された複合信号の比率は、それぞれのアンテナの利得によって決定され、複合信号を割り当てる比率は、この実施形態では特に制限されない。
【0250】
無線充電システムの構造を簡素化し、無線充電システムのコストを低減するために、以下に、無線充電システムの受信端部が送信端部にフィードバック信号を送信することができない例を使用して、説明を行う。
【0251】
無線充電システムは、送信端部と受信端部との異なる組み合せに基づいて異なる制御方針を有する。無線充電システムは、（ａ）通信段階と（ｂ）充電段階の２つの段階で動作状態を含む。
【0252】
以下に、送信端部と受信端部との組み合せに基づいて、それぞれに説明を行う。
【0253】
【0254】
無線充電システムは、第５スイッチ８４０によって制御されて、（ａ）通信段階又は（ｂ）充電段階にはいる。第５切り替えスイッチ８４０の第２端は、通信モジュール６００に接続され、無線充電システムは、（ａ）通信段階にはいる。第５切り替えスイッチ８４０の第２端は、電力モジュール５００に接続され、無線充電システムは（ｂ）充電段階にはいる。
【0255】
【0256】
無線充電システムは、（ａ）通信段階と（ｂ）充電段階に同時にはいってよい。電力分割器９００は、異なる比率で、通信モジュール６００と電力モジュール５００とに複合信号を割り当てる。
【0257】
電力モジュール５００で受信された複合信号に対する、通信モジュール６００で受信された複合信号の比率は、それぞれのアンテナの利得によって決定され、複合信号を割り当てる比率は、この実施形態では特に制限されない。
【0258】
【0259】
無線充電システムは、（ａ）通信段階と（ｂ）充電段階に同時にはいってよい。電力分割器９００は、異なる割り当て比で、通信モジュール６００と電力モジュール５００とに複合信号を割り当てる。
【0260】
電力モジュール５００で受信された複合信号に対する、通信モジュール６００で受信された複合信号の比率は、それぞれのアンテナの利得によって決定され、複合信号を割り当てる比率は、この実施形態では特に制限されない。
【0261】
本実施形態で提供される遠隔無線充電システムは、送信端部と受信端部とを含み、送信端部は受信端部を無線で充電する。送信端部は、１つの複合信号のみを送信する。複合信号は、制御信号と電力信号とに基づいて送信端部プロセッサによって生成される。具体的には、制御信号と電力信号とを組み合せることにより、信号送信路が簡素化できる。基本周波数・無線周波数変換ユニットは、複合信号を無線周波数信号に変換し、送信端部アンテナは、複合信号に対応する無線周波数信号を送信する。
【0262】
送信端部は、１つの信号のみを送信し、別個の電力信号又は別個の制御信号は存在しない。従って、送信端部は、通信モジュールを使用して制御信号を送信し、電力モジュールを使用して電力信号を送信するために、互いに分離された通信モジュール又は電力モジュールを含む必要はない。言い換えれば、２つの独立した信号送信路は必要とされない。送信端部は、１つの複合信号のみを生成及び送信するので、送信端部内に複合信号送信路が存在することを確実にする必要があるだけである。従って、本出願のこの実施形態で提供される遠隔無線充電システムは、１つの複合信号送信路を使用して、受信端部を無線で充電及び制御する機能を実施することができる。無線充電システムの内部ハードウェア構造を簡素化し、無線充電システム全体のコストが削減される。
【0263】
本出願で、「少なくとも１項目（１個）」は１つ以上を意味し、「複数の」は２つ以上を意味することが理解されるものとする。ここで、「及び／又は」は、関連する物品の間の連合関係を記述するために使用され、３つの関係が存在してよいことを示す。例えば、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａのみが存在し、Ｂのみが存在し、またＡとＢとの両方が存在することを示してよい。ここで、Ａ及びＢは、単数形でよく、又は複数形でよい。文字「／」は通常、関連する物品の間の「又は」関係を示す。ここで、「以下のもののうちの少なくとも１項目（１個）」又はこれに類する表現は、これらの項目の任意の組み合せを意味し、１項目（１個）又は複数の項目（複数個）の任意の組み合せを含む。例えば、ａ，ｂ又はｃのうちの少なくとも１項目（１個）は、ａ，ｂ，ｃ，「ａ及びｂ」，「ａ及びｃ」，「ｂ及びｃ」，又は「ａ及びｂ及びｃ」を表してよい。ここで、ａ，ｂ，ｃは、単数形でよく、又は複数形でよい。
【0264】
以上の実施形態は、単に本出願の技術的解決を記載することを意図したものであって、本出願を限定するものではない。本出願は、前述の実施形態を参照して詳細に説明されているが、当業者は、本出願の実施形態の技術的解決の精神及び範囲から逸脱することなく、前述の実施形態に記載された技術的解決をさらに修正してよく、又はその技術的特徴のいくつかを同等に置き換えてよいことを理解するものとする。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】