[发明专利]定向的无线功率及无线数据通信

说明书

公开了无线功率传输系统(WPTS)和无线功率接收机客户端(WPRC)的方法和装置。WPTS可将无线功率定向地传送到第一WPRC，而同时将无线数据定向地传送到至少第二WRPC。WPTS和WPRC可以重用被配置成发射/接收无线功率的电路以便也发射/接收无线数据。

相关申请的交叉引用

本申请要求保护2018年4月25日提交的申请号为15/962,479的美国非临时申请的权益，其内容通过引用结合到本文中。

技术领域

本文描述的实施例是在具有并发无线数据通信的无线功率递送的领域中的改进。

背景技术

常规无线功率输送在短程上对电子装置的电池充电。无线充电已经被限制为基于磁或感应充电的解决方案，其要求电子设备与无线充电器接触或非常靠近无线充电器。

除了支持无线充电所需的电路和无线充电所需的短距离之外，常规的无线充电电子器件还需要用于数据通信的单独电路。支持诸如蓝牙^TM、Wi-Fi^TM、ZigBee^TM等的单独数据通信需要额外的硬件和功率来经由相关联的通信信道进行通信。与支持这些单独的数据通信相关联的功率和成本是不利的。因此，需要实施能够在较大距离上安全且有效地对电子装置充电的无线功率电路，且需要利用相同无线功率电路来支持电子装置与无线功率充电器之间的双向数据通信。

发明内容

本文公开了无线功率传输系统(WPTS)和无线功率接收机客户端(WPRC)以及由其执行的方法的实施例，所述WPTS和所述WPRC能够使用统一的发射机和/或接收机来传送和接收无线功率和无线数据功率功率。在示例实施例中，WPTS可包括天线阵列和可操作地耦合到该天线阵列的无线接收机。无线接收机可以被配置为经由天线阵列的至少第一部分接收第一WPRC，并且经由天线阵列的至少第二部分接收来自第二WPRC的第二无线信标。WPTS还可包括可操作地耦合到无线接收机的处理器。该处理器可被配置成：基于第一无线信标来确定用于天线阵列的至少第一部分的第一相位设置配置。该处理器可被进一步配置成：基于第二无线信标来确定用于天线阵列的至少第二部分的第二相位设置配置。WPTS还可包括可操作地耦合到天线阵列的无线发射机。所述无线发射机可被配置成：使用所述第一相位设置配置经由所述天线阵列的所述至少第一部分将无线功率定向地传送到所述第一WPRC，同时使用所述第二相位设置配置经由所述天线阵列的所述至少第二部分将数据定向地传送到所述第二WPRC。

在另一实施例中，第一无线信标可以包括第一同相分量和第一正交相分量，并且第二无线信标可以包括第二同相分量和第二正交相分量。该处理器可以被进一步配置成：确定第一无线信标的第一复共轭以及确定第二无线信标的第二复共轭。定向地传送到第一WPRC的无线功率可使用第一复共轭聚焦在第一WPRC的位置处，并且定向地传送到第二WPRC的数据可使用第二复共轭聚焦在第二WPRC的位置处。

在另一个实施例中，可以为天线阵列的至少第一部分的每个天线计算第一复共轭，并且可以为天线阵列的至少第二部分的每个天线计算第二复共轭。

在另一个实施例中，聚焦在第一WPRC的位置处的无线功率的功率水平可大约为+30dBm，并且聚焦在第二WPRC的位置处的数据的功率水平可大约为-14dBm。

在另一个实施例中，WPTS可计算天线阵列的至少第一部分中的每个天线的第一复共轭，并可计算天线阵列的至少第二部分中的每个天线的第二复共轭。

在另一个实施例中，WPTS可基于总和传输将无线功率传送到第一WPRC并将数据传送到第二WPRC。总和传输可以包括总和同相分量和总和正交相位分量。所述同相分量之和可以是所述第一复共轭的同相分量与所述第二复共轭的同相分量的按比例缩小版本的和。所述总和正交相位分量可是所述第一复共轭的正交相位分量与所述第二复共轭的正交相位分量的按比例缩小版本的和。