[发明专利]具有用于控制无线电力信号的传播模式的选择性激活的馈源的环形天线

说明书

一种示例性无线电力发射器包括：(i)接地板，(ii)导电线，该导电线从该接地板偏移，该导电线形成环形天线，该环形天线被配置成辐射RF信号以对接收器设备进行无线供电，(iii)多个馈送元件，该多个馈送元件从该接地板延伸到该导电线，每个馈送元件在该导电线上的不同定位处连接到该导电线，以及(iv)功率放大器，该功率放大器连接到该多个馈送元件中的一个或多个馈送元件。该功率放大器被配置成基于该接收器设备相对于该多个馈送元件的位置将该RF信号选择性地馈送到该一个或多个馈送元件中的相应馈送元件。

技术领域

本公开总体上涉及用于无线电力传输的环形天线，并且更具体地涉及具有用于控制无线电力信号的传播模式的选择性激活的馈源的环形天线。

背景技术

便携式电子设备(诸如，智能电话、平板计算机、笔记本电脑和其他电子设备等)已经成为与他人进行通信和交互的必需品。然而，频繁使用便携式电子设备会使用大量的电力，这会快速地耗尽附接到这些设备的电池。便携式设备中的感应充电垫和对应感应线圈允许用户通过将设备放置在感应垫上的特定定位处来对设备进行无线充电，以允许由于感应垫中的相应线圈与设备中的相应线圈之间的磁耦合而对设备进行基于接触的充电。

然而，传统的感应充电垫具有许多缺点。作为其中一个缺点，由于在充电垫的表面上存在间隙(“死区”或“冷区”)，因此用户通常必须将其设备放置在充电垫上的特定定位处和某一取向(orientation)上。换言之，为了充电最优，充电垫中的线圈需要与设备中的线圈对齐，以便发生所需的磁耦合。另外地，在感应充电垫附近放置其他金属物体可能会干扰感应充电垫的操作，因此，即使用户将其设备放置在精确的正确定位处，如果另一个金属物体也在该垫上，则仍可能不会发生磁耦合，并且设备将不会由感应充电垫充电。对于许多用户而言，这可能导致令人失望的体验，因为他们可能无法正确地为其设备充电。

使用电磁辐射(electromagnetic radiation)(例如，微波辐射波)进行充电提供了希望，但RF充电通常集中在远场充电，而不是其中将要充电的设备放置在RF能量发射器上或其附近的近场或中场充电。

发明内容

因此，需要一种无线充电解决方案，该解决方案(i)以中场距离(和各种其他距离)辐射能量，以便向接收器无线地输送电力，并且(ii)允许用户将其设备放置在垫上或垫附近的任何定位处，并且仍接收无线地输送的能量。下文描述了一种操作这种示例性无线电力发射器的方法。

在以下描述中，对“中场”传输的引用是指通过天线(例如，本文所描述的环形天线)进行的距离至大约天线的操作频率的波长(例如，5.8GHz操作频率的波长为大约5.17厘米，因此在此示例中，天线的中场传输距离为大约5.17厘米)的电磁波辐射。在一些实施例中，操作频率的范围为400MHz到60GHz。出于以下描述的目的，中场充电垫(或中场射频充电垫)是无线电力发射设备，该无线电力发射设备包括一个或多个无线电力发射器，该无线电力发射器中的每一个被配置成将电磁波辐射到位于充电垫的中场距离内(例如，如果充电垫的一个或多个无线电力发射器正在使用5.8GHz的操作频率，则位于在充电垫的0-5.17厘米内)的接收器设备。

(A1)在一些实施例中，一种对接收器设备进行无线充电的方法包括提供无线电力发射器，所述无线电力发射器包括：(i)接地板，(ii)导电线，所述导电线从所述接地板偏移，所述导电线形成环形天线，(iii)多个馈送元件，所述多个馈送元件从所述接地板延伸到所述导电线，每个馈送元件在所述导电线上的不同定位处连接到所述导电线，以及(iv)功率放大器，所述功率放大器连接到所述多个馈送元件中的一个或多个馈送元件。所述方法还包括：由所述功率放大器基于接收器设备相对于所述多个馈送元件的位置将RF信号选择性地馈送到所述一个或多个馈送元件中的相应馈送元件。所述方法还包括：(i)由所述功率放大器馈送的相应馈送元件激励所述导电线，以及(ii)由所述导电线辐射所述RF信号以对所述接收器设备进行无线供电。