[发明专利]智能RF透镜效应：高效、动态和移动无线功率传输

说明书

RF透镜包括大量辐射体，该大量辐射体适于发送其相位被调制为使辐射的功率集中于小的空间容积中以便给位于该空间中的电子设备供电的射频电磁EM波。因此，致使由辐射体发射的波在该空间中相长干涉。大量辐射体可选择地形成于一维或二维阵列中。由辐射体辐射的电磁波具有相同的频率但可变的振幅。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年11月9日提交的题为“智能RF透明效应：高效、动态和移动无线功率传输(Smart RF Lensing:Efficient,Dynamic And Mobile Wireless PowerTransfer)”的美国临时专利申请号61/724,638根据美国法典第35条119条的权益，其内容通过引用全部并入本文。

发明背景

本申请涉及无线通信，并更具体地涉及无线功率传输。

发明背景

用于给电子设备供电的电能主要来自有线源。传统的无线功率传输依赖于彼此放置非常靠近的两个线圈之间的磁感应效应。为了增大其效率，线圈尺寸被选择为小于所辐射的电磁波的波长。所传输的功率随着源和充电设备之间的距离增大而剧烈地减小。

发明简述

根据本发明的一个实施例的RF透镜部分地包括大量辐射体，其适于辐射电磁波以给远离RF透镜定位的设备供电。大量辐射体中的每个以相同频率进行操作。由大量辐射体中的每个辐射体辐射的电磁波的相位被选择为表示该辐射体和设备之间的距离。

在一个实施例中，大量辐射体形成于阵列中。在一个实施例中，阵列为一维阵列。在另一个实施例中，阵列为二维阵列。在一个实施例中，由辐射体辐射的电磁波的振幅为可变的。在一个实施例中，大量辐射体中的每个辐射体部分地包括可变延时元件、控制电路、放大器和天线，其中控制电路适于将由辐射体辐射的电磁波的相位或频率锁定到参考信号的相位或频率。

在一个实施例中，大量辐射体形成于第一辐射体瓦(tile)中，该第一辐射体瓦适于容纳其中放置有另一大量辐射体的第二辐射体瓦。在一个实施例中，RF透镜进一步适于追踪设备的位置。在一个实施例中，辐射体的第一子集中的每个包括电路，以用于接收由设备发送的电磁波，从而使RF透镜能够根据由辐射体的第一子集所接收的电磁波的相位来确定设备的位置。

在一个实施例中，辐射体的至少第一子集中的每个包括电路，以用于接收由设备发送的电磁波，从而使RF透镜能够根据从设备到辐射体的第一子集中的每个辐射体的电磁波的传播时间以及从RF透镜发送到设备的响应电磁波的传播时间来确定设备的位置。在一个实施例中，RF透镜形成于半导体基板中。

根据本发明的一个实施例给设备无线供电的方法部分地包括，从大量辐射体将具有相同频率的大量电磁波发送到设备；根据辐射体和设备之间的距离来选择大量辐射体中的每个辐射体的相位；以及使用由设备所接收的电磁波对设备充电。

在一个实施例中，方法进一步部分地包括，在阵列中形成辐射体。在一个实施例中，辐射体形成于一维阵列中。在另一个实施例中，辐射体形成于二维阵列中。在一个实施例中，方法进一步部分地包括，改变由每个辐射体所辐射的电磁波的振幅。

在一个实施例中，每个辐射体部分地包括，可变延时元件、控制锁定电路、放大器和天线，其中控制锁定电路适于将由辐射体辐射的电磁波的相位或频率锁定到参考信号的相位或频率。在一个实施例中，辐射体形成于第一辐射体瓦中，该第一辐射体瓦适于容纳其中放置有另一大量辐射体的第二辐射体瓦。

在一个实施例中，方法进一步部分地包括，追踪设备的位置。在一个实施例中，方法进一步部分地包括，根据由设备发送的以及由辐射体的至少一个子集中的每个所接收的电磁波的相对相位，来确定设备的位置。在一个实施例中，方法进一步部分地包括，根据由设备发送的以及由辐射体的至少一个子集中的每个所接收的电磁波的传播时间，以及进一步根据从RF透镜发送到设备的响应电磁波的传播时间，来确定设备的位置。在一个实施例中，方法进一步部分地包括，在半导体基板中形成RF透镜。