JP5954992B2 - 無線送電におけるインピーダンス変化の検出 - Google Patents
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Description
本出願は、米国特許法第119条(e)による以下の出願に対する優先権を主張するものである。
距離d=sqrt((mag1-mag2)2+(ph1-ph2)2)
1) 自己同期化および
2) ビット復号のためのしきい値推定、の2つのステージに分割される。
どちらのステージも、シーケンスの最初の数ビットに及ぶトレーニングシーケンスについての観測を通じて行なわれる。
TH=(A+B+C+D+tail_avg)/2
ここで、tail_avg=4つのシンボルにわたって平均された中心ピークからのオフセットで評価された信号の振幅、である。図12では、このオフセットは、微分電流1220の減衰するテール上に示された星によって定義されている。このtail_avgパラメータは、変化として受け取ることができる低エネルギーレベルの推定値を示す。図12で、オフセットは、ピークサンプルの後の第2のサンプルとして定義される。しかし、他のサンプリングレートを用いて別のサンプルが使用されてもよい。さらに、オフセットレベルは、ピーク値からの特定の時間遅延ではなく、ピーク値のパーセンテージとして定義されてもよい。作業ブロック1354は、4つの変化のそれぞれに対するテール値の割出しを示す。
1)確定的でなく、0でないDC信号値が、PA電流、振幅差、および位相差に関して観測される。
2)送信器において負荷スイッチングによって誘起されるパラメータ変化は、信号間で相関がなく、時間が経つにつれて変化する可能性がある。
102 入力電力
104 送信器
106 放射場
108 受信器
110 出力電力
112 距離
114 送信アンテナ
118 受信アンテナ
119 通信チャンネル
122 発振器
123 調節信号
124 電力増幅器
125 制御信号
126 フィルタおよび整合回路
132 整合回路
134 整流器およびスイッチング回路
136 バッテリー
150 ループアンテナ
152 コンデンサ
154 コンデンサ
156 共振信号
200 送信器
202 送信回路
204 送信アンテナ
206 インピーダンス整合回路
208 低域通過フィルタ
210 電力増幅器
212 発振器
214 コントローラ
216 負荷検知回路
220 キャリア信号
224 送信変調信号
226 信号
228 電源
235 受信信号
260 密閉検出器(図4)
260 非方向性結合器(図7B)
265 方向性結合器
266 ポート
267 ポート
268 順方向ポート
269 逆方向ポート
270 基準回路
272 検出器
274 検出器
275 基準信号
280 存在検出器(図4)
280 位相比較器(図7B)
282 位相差信号
285 位相比較器
287 位相差信号
290 バッファ
292 振幅信号
295 差動増幅器
297 振幅信号
300 受信器
302 受信回路
304 受信アンテナ
306 電力変換回路
308 RF/DCコンバータ
309 直流出力信号
310 DC/DCコンバータ
312 スイッチング回路
314 信号伝達検出器およびビーコン回路
316 プロセッサ
330A 共振回路
330B 共振回路
350 デバイス
510 ホストデバイス
520 受信器デバイス
530 受信器デバイス
910A 信号伝達の位相差
912A 信号伝達の振幅差
920A 距離計算結果の差分計算
922A 距離割出しの計算
910B 信号伝達の位相差
912B 信号伝達の振幅差
920B 距離計算結果の差分計算
922B 距離割出しの計算
910C 比較的一定の位相差
912C 比較的一定の振幅差
922C 実質的に0の近くにとどまっている距離の割出し計算
1020 信号
1110 クロック
1120 データ
1130 符号化されたデータ
1210 変化の間の中間点
1220 微分電流
1230 微分位相
1240 微分振幅
C1A コンデンサ
C1B コンデンサ
C2 コンデンサ
D1 ダイオード
L1A インダクタ
L1B インダクタ
S1A 離調スイッチ
S1B 離調スイッチ
Claims (35)
- 磁場を介して電力を送信するように構成されたコイルを備える送信アンテナであって、受信器の負荷の変調に応答して変化するインピーダンスを有する、送信アンテナと、
前記送信アンテナに接続される方向性結合器であって、
増幅された入力信号を受け取り、
前記送信アンテナに、前記入力信号に基づいて送信信号を提供し、
前記送信信号から限定された電力を引き込むことで第1の信号を出力し、
前記入力信号から限定された電力を引き込むことで第2の信号を出力するように構成され、
前記第1の信号が前記送信信号の振幅および位相の指標を提供し、前記第2の信号が前記入力信号の振幅および位相の指標を提供する、方向性結合器と、
前記第1の信号の位相と、前記第2の信号の位相との間の差を示す位相差信号を生成するように構成された位相比較器回路であって、前記位相差信号が、前記受信器の負荷の変調によって生じる前記送信アンテナにおけるインピーダンスの変化に基づく前記受信器からの信号伝達値を示す、位相比較器回路と、
前記位相差信号の変化に基づいて信号伝達値を判定するように構成されたコントローラとを備える無線電力送信器。 - 磁場を介して電力を送信するように構成されたコイルを備える送信アンテナであって、受信器の負荷の変調に応答して変化するインピーダンスを有する、送信アンテナと、
前記送信アンテナに接続される非方向性結合器であって、
増幅された入力信号を受け取り、
前記送信アンテナに、前記入力信号に基づいて送信信号を提供し、かつ
前記送信信号から限定された電力を引き込むことで第1の信号を出力するように構成され、
前記第1の信号が前記送信信号の振幅および位相の指標を提供する、非方向性結合器と、
前記第1の信号の位相と、前記入力信号を生成するのに使用される発振器から受け取られる第2の信号の位相との間の差を示す位相差信号を生成するように構成された位相比較器回路であって、前記位相差信号が、前記受信器の負荷の変調によって生じる前記送信アンテナにおけるインピーダンスの変化に基づく前記受信器からの信号伝達値を示す、位相比較器回路と、
前記位相差信号の変化に基づいて信号伝達値を判定するように構成されたコントローラとを備える無線電力送信器。 - 前記第1の信号および前記第2の信号を受け取って、前記第1の信号と前記第2の信号との間の振幅差を示す振幅信号を出力するように構成された振幅測定回路をさらに備え、
前記コントローラが、前記位相差信号の変化に加えて、前記振幅信号の変化に応答して前記信号伝達値を判定するようにさらに構成される請求項1に記載の無線電力送信器。 - 前記第1の信号を受け取り、振幅信号を出力するように構成されたバッファをさらに備え、
前記コントローラが、前記位相差信号の変化に加えて、前記振幅信号の変化に応答して前記信号伝達値を判定するようにさらに構成される請求項2に記載の無線電力送信器。 - 前記コントローラが、前記位相差信号の2乗と前記振幅信号の2乗との合計の平方根から成る距離値を求めるようにさらに構成される請求項3または4に記載の無線電力送信器。
- 前記第1の信号の電力量が前記送信信号の電力量未満である請求項1または2に記載の無線電力送信器。
- 前記第2の信号の電力量が前記入力信号の電力量未満である請求項1に記載の無線電力送信器。
- 前記送信アンテナが、結合モード領域を生成するために前記送信信号を出力するように構成される請求項1または2に記載の無線電力送信器。
- 前記入力信号を結合周波数で生成するための信号発生器をさらに備える請求項1または2に記載の無線電力送信器。
- 前記信号伝達値が、無線電力受信器からの情報メッセージに相当する請求項1または2に記載の無線電力送信器。
- 前記コントローラが、ある期間にわたって前記位相差信号をサンプリングするようにさらに構成される請求項1または2に記載の無線電力送信器。
- 磁場を介して電力を送信するための方法であって、
受信器へ前記磁場を介して前記電力を送信するステップであって、送信アンテナのインピーダンスが前記受信器の負荷の変調に応答して変化する、ステップと、
方向性結合器によって、増幅された入力信号を受け取り、前記入力信号に基づき送信信号を送信アンテナに提供するステップと、
前記方向性結合器によって、前記送信信号から限定された電力を引き込むことで第1の信号を生成するステップであって、前記第1の信号が前記送信信号の振幅および位相の指標を提供する、ステップと、
前記方向性結合器によって、前記入力信号から限定された電力を引き込むことで第2の信号を生成するステップであって、前記第2の信号が前記入力信号の振幅および位相の指標を提供する、ステップと、
前記第1の信号の位相と、前記第2の信号の位相との間の差を示す位相差信号を生成するステップであって、前記位相差信号が、前記受信器の負荷の変調によって生じる前記送信アンテナにおけるインピーダンスの変化に基づく受信器からの信号伝達値を示す、ステップと、
前記位相差信号の変化に基づいて前記受信器からの信号伝達値を判定するステップとを含む方法。 - 磁場を介して電力を送信するための方法であって、
受信器へ前記磁場を介して前記電力を送信するステップであって、送信アンテナのインピーダンスが前記受信器の負荷の変調に応答して変化する、ステップと、
非方向性結合器によって、増幅された入力信号を受け取り、前記入力信号に基づき送信信号を送信アンテナに提供するステップと、
前記非方向性結合器によって、前記送信信号から限定された電力を引き込むことで第1の信号を生成するステップであって、前記第1の信号が前記送信信号の振幅および位相の指標を提供する、ステップと、
前記第1の信号の位相と、前記入力信号を生成するのに使用される発振器から受け取られる第2の信号の位相との間の差を示す位相差信号を生成するステップであって、前記位相差信号が、前記受信器の負荷の変調によって生じる前記送信アンテナにおけるインピーダンスの変化に基づく受信器からの信号伝達値を示す、ステップと、
前記位相差信号の変化に基づいて前記受信器からの信号伝達値を判定するステップとを含む方法。 - 前記第1の信号と前記第2の信号との間の振幅差を示す振幅信号を生成するステップをさらに含み、
前記信号伝達値を判定するステップが、前記位相差信号の変化および前記振幅信号の変化に基づき信号伝達値を判定するステップを含む、請求項12に記載の方法。 - 前記第1の信号を受け取り、振幅信号を生成するステップをさらに含み、
前記信号伝達値を判定するステップが、前記位相差信号の変化および前記振幅信号の変化に基づき信号伝達値を判定するステップを含む、請求項13に記載の方法。 - 前記位相差信号の第1の値の2乗と前記振幅信号の2乗の第2の値との合計の平方根から成る距離値を求めるステップをさらに含む請求項14または15に記載の方法。
- 前記第1の信号の電力量が前記送信信号の電力量未満である請求項12または13に記載の方法。
- 前記第2の信号の電力量が前記入力信号の電力量未満である請求項12に記載の方法。
- 結合モード領域を生成するために前記送信信号を出力するステップをさらに含む請求項12または13に記載の方法。
- 前記入力信号を結合周波数で生成するステップをさらに含む請求項12または13に記載の方法。
- 前記信号伝達値が、無線電力受信器からの情報メッセージに相当する請求項12または13に記載の方法。
- ある期間にわたって前記位相差信号をサンプリングするステップをさらに含む請求項12または13に記載の方法。
- 受信器へ磁場を介して電力を送信するための手段であって、前記電力を送信するための手段のインピーダンスが前記受信器の負荷の変調に応答して変化する、手段と、
増幅された入力信号に基づき送信信号を、前記電力を送信するための手段に提供するための手段と、
前記送信信号から限定された電力を引き込むことで第1の信号を生成し、前記入力信号から限定された電力を引き込むことで第2の信号を生成するための、非方向結合器を備える手段であって、前記第1の信号が前記送信信号の振幅および位相の指標を提供し、前記第2の信号が前記入力信号の振幅および位相の指標を提供する、手段と、
前記第1の信号の位相と、前記第2の信号の位相との間の差を示す位相差信号を生成するための手段であって、前記位相差信号が、前記受信器の負荷の変調によって生じる前記電力を送信する手段におけるインピーダンスの変化に基づく受信器からの信号伝達値を示す、手段と、
前記受信器からの信号伝達に起因する前記位相差信号の変化に基づいて信号伝達値を判定するための手段とを備える無線電力送信器。 - 受信器へ磁場を介して電力を送信するための手段であって、前記電力を送信するための手段のインピーダンスが前記受信器の負荷の変調に応答して変化する、手段と、
増幅された入力信号に基づき送信信号を、前記電力を送信するための手段に提供するための手段と、
前記送信信号から限定された電力を引き込むことで第1の信号を生成するための、非方向性結合器を備える手段であって、前記第1の信号が前記送信信号の振幅および位相の指標を提供する、手段と、
前記第1の信号の位相と、前記入力信号を生成するのに使用される発振器から受け取られる第2の信号の位相との間の差を示す位相差信号を生成するための手段であって、前記位相差信号が、前記受信器の負荷の変調によって生じる前記電力を送信する手段におけるインピーダンスの変化に基づく受信器からの信号伝達値を示す、手段と、
前記受信器からの信号伝達に起因する前記位相差信号の変化に基づいて信号伝達値を判定するための手段とを備える無線電力送信器。 - 前記第1の信号と前記第2の信号との間の振幅差を示す振幅信号を生成するための手段をさらに備え、
前記信号伝達値を判定するための手段が、前記位相差信号の変化に加えて、前記振幅信号の変化に基づき信号伝達値を判定する、請求項23に記載の無線電力送信器。 - 前記第1の信号を受け取り、振幅信号を生成するための手段をさらに備え、
前記信号伝達値を判定するための手段が、前記位相差信号の変化に加えて、前記振幅信号の変化に基づき信号伝達値を判定する、請求項24に記載の無線電力送信器。 - 前記位相差信号の第1の値の2乗と前記振幅信号の2乗の第2の値との合計の平方根から成る距離値を求めるための手段をさらに備える請求項25または26に記載の無線電力送信器。
- 前記第1の信号の電力量が前記送信信号の電力量未満である請求項23または24に記載の無線電力送信器。
- 前記第2の信号の電力量が前記入力信号の電力量未満である請求項23に記載の無線電力送信器。
- 結合モード領域を生成するために前記送信信号を出力するための手段をさらに備える請求項23または24に記載の無線電力送信器。
- 前記入力信号を結合周波数で生成するための手段をさらに備える請求項23または24に記載の無線電力送信器。
- 前記信号伝達値が、無線電力受信器からのデータメッセージに相当する請求項23または24に記載の無線電力送信器。
- 前記位相差信号を生成するための手段が、位相比較器回路を備える請求項23または24に記載の無線電力送信器。
- 前記位相差信号の変化に基づいて信号伝達値を判定するための前記手段が、コントローラを備える請求項23または24に記載の無線電力送信器。
- ある期間にわたって前記位相差信号をサンプリングするための手段をさらに備える請求項23または24に記載の無線電力送信器。
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