(57)【要約】  電力を電流に変換する受信機への電力送信のためのネットワークには、第１のエリアにおいて円偏波を用いて電力を送信するための第１のノードが含まれる。このネットワークには、第２のエリアにおいて円偏波を用いて電力を送信するための第２のノードが含まれる。代替として、楕円偏波もしくは二重偏波が用いられるか、異なる周波数が用いられるか、異なる偏波が用いられか、または異なる偏波ベクトルが用いられる。同様に開示されているのは、電力を電流に変換する受信機への電力送信のための方法である。
2009525722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を電流に変換する受信機への電力送信のためのネットワークであって、
第１のエリアにおいて円偏波を用いて電力を送信するための第１のノードと、
第２のエリアにおいて円偏波を用いて電力を送信するための第２のノードと、
を含むネットワーク。
【請求項２】
ＲＦ受信アンテナを有する受信機であって、電力を電流に変換する受信機への、偏波を用いた電力送信のためのネットワークであって、
第１のエリアにおいて楕円偏波を用いて電力を送信するための第１のノードと、
第２のエリアにおいて楕円偏波を用いて電力を送信するための第２のノードと、
を含むネットワーク。
【請求項３】
前記偏波が、前記ＲＦ受信アンテナの偏波の確率によって軸比が設定される偏波ベクトルを有する、請求項２に記載のネットワーク。
【請求項４】
電力を電流に変換する受信機への電力送信のための方法であって、
第１のエリアにおける第１のノードから円偏波を用いて電力を送信するステップと、
第２のエリアにおける第２のノードから円偏波を用いて電力を送信するステップと、
を含む方法。
【請求項５】
ＲＦ受信アンテナを有する受信機であって、電力を電流に変換する受信機への、偏波を用いた電力送信のための方法であって、
第１のエリアにおける第１のノードから楕円偏波を用いて電力を送信するステップと、
第２のエリアにおける第２のノードから楕円偏波を用いて電力を送信するステップと、
を含む方法。
【請求項６】
前記偏波が、前記ＲＦ受信アンテナの偏波の確率によって軸比が設定される偏波ベクトルを有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
電力を電流に変換する受信機への電力送信のためのネットワークであって、
第１のエリアにおいて二重偏波を用いて電力を送信するための第１のノードと、
第２のエリアにおいて二重偏波を用いて電力を送信するための第２のノードと、
を含むネットワーク。
【請求項８】
電力を電流に変換する受信機への電力送信のための方法であって、
第１のエリアにおける第１のノードから二重偏波を用いて電力を送信するステップと、
第２のエリアにおける第２のノードから二重偏波を用いて電力を送信するステップと、
を含む方法。
【請求項９】
電力を電流に変換する受信機への電力送信のためのネットワークであって、
第１のエリアにおいて第１の周波数で電力を送信するための構成要素を有する第１のノードと、
第２のエリアにおいて第２の周波数で電力を送信するための構成要素を有する第２のノードであって、前記第２の周波数が、前記第１および第２のノードの前記構成要素における許容誤差ゆえに、前記第１の周波数とは異なる第２のノードと、
を含むネットワーク。
【請求項１０】
電力を電流に変換する受信機への電力送信のための方法であって、
第１のエリアにおける第１のノードの第１の周波数における構成要素を用いて電力を送信するステップと、
第２のエリアにおける第２のノードの第２の周波数における構成要素を用いて電力を送信するステップであって、前記第２の周波数が、前記第１および第２のノードの前記構成要素における許容誤差ゆえに、前記第１の周波数とは異なるステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
電力を電流に変換する受信機への電力送信のためのネットワークであって、
第１のエリアにおいて第１の偏波で電力を送信するための第１のノードと、
第２のエリアにおいて第２の偏波で電力を送信するための第２のノードと、
を含むネットワーク。
【請求項１２】
電力を電流に変換する受信機への電力送信のためのネットワークであって、
第１のエリアにおいて、第１の偏波ベクトルを有する電力を送信するための第１のノードと、
第２のエリアにおいて、第２の偏波ベクトルを有する電力を送信するための第２のノードと、
を含むネットワーク。
【請求項１３】
電力を電流に変換する受信機への電力送信のためのネットワークであって、
一緒に第１の合計送信電力を用いて、第２の合計送信電力を用いる単一電力送信機の電力カバレッジエリアに等しい電力カバレッジエリアを生じる複数の送信機であって、前記第１の合計送信電力が、前記第２の合計送信電力より小さい、複数の送信機を含むネットワーク。
【請求項１４】
電力を電流に変換する受信機への電力送信のための方法であって、
一緒に第１の合計送信電力を用いる複数の送信機を用いて、第２の合計送信電力を用いる単一電力送信機の電力カバレッジエリアに等しい電力カバレッジエリアを生じるステップであって、前記第１の合計送信電力が、前記第２の合計送信電力より小さいステップと、
前記電力カバレッジエリアにおける前記受信機によって、前記複数の送信機の少なくとも１つから電力を受信するステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
電力送信のためのシステムであって、
受信アンテナを含む受信機と、
送信アンテナを含むＲＦ電力送信機と、
を含み、
前記ＲＦ電力送信機がＲＦ電力を送信し、
前記ＲＦ電力が多数の偏波成分を含み、
前記受信機が前記ＲＦ電力をＤＣに変換するシステム。
【請求項１６】
前記ＲＦ電力がデータを含まない、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ＲＰ電力送信機が、前記ＲＦ電力の送信をパルス化する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記送信アンテナが２つ以上のアンテナを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記受信機がセンサに含まれる、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
２つ以上の受信機をさらに含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ＲＦ電力が、少なくとも１つの電力貯蔵構成要素を充電するために用いられる、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ＲＦ電力が、装置に直接電力を供給するために用いられる、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２３】
前記送信機に接続されて前記アンテナの偏波を切り替えるコントローラを含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２４】
前記コントローラが、ＣＰＵまたはＭＣＵおよびメモリを含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
複数のコントローラおよび複数の送信機であって、前記複数のコントローラの１つが前記複数の送信機の１つと関連し、前記コントローラが互いに通信して、所与の時間における各送信機の偏波を調整する複数のコントローラおよび複数の送信機を含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２６】
各送信機が、それが送信する場所である関連エリアを有し、前記コントローラが、その関連送信機が送信する場所である前記エリアの偏波、周波数または形状を制御する、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記コントローラが、前記ＲＦ電力の送信に関してパルスネットワークを形成するために用いられる、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
複数の送信機であって、各送信機が異なる周波数で送信し、各送信機が正確に同じ構成要素、値および設計を有する複数の送信機を含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２９】
侵入者を感知するセキュリティシステムであって、
パラメータ範囲の近くにいる前記侵入者を感知する複数のセンサであって、各センサが、ＲＦ無線エネルギを受信しかつそれを電流に変換して前記センサに電力を供給するＲＦ無線受信器を有する複数のセンサと、
無線ＲＦエネルギを前記受信機に供給する複数の送信機と、
を含むセキュリティシステム。
【請求項３０】
電力送信のための方法であって、
送信アンテナを有するＲＦ電力送信機を用いて、多数の偏波成分を有するＲＦ電力を無線で送信するステップと、
受信アンテナを有する受信機において前記無線ＲＦ電力を受信するステップと、
前記受信機によって前記ＲＦ電力をＤＣに変換するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、電力を電流に変換する受信機への電力送信に関する。より具体的には、本発明は、円偏波か、楕円偏波か、もしくは二重偏波か、または異なる周波数か、異なる偏波か、もしくは異なる偏波ベクトルを用いた、電力を電流に変換する受信機への電力送信に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
電力送信ネットワークは、日常的に我々の回りにある。最も一般的なのは、我々の住居およびオフィスビル内の交流（ＡＣ）電力ネットワークである。公益企業は、この有線ネットワークを用いて、我々にＡＣ電力を供給する。このネットワークは、それに直接接続された装置に大量の電力を供給することができる。
【０００３】
このネットワークの動作の鍵は、直接接続である。全ての装置を配線またはプラグで接続することは、必ずしも可能でも実際的でもない。この例は、ビルの自動化市場を調べれば見ることができる。
【０００４】
現在、オフィスビルおよび住居においてエネルギを節約する運動がある。これは、電力の利用方法の最適化によって行われる。例として、人がいないときには、部屋の明かりをつける必要はない。この問題が取り組まれてきたが、それは、部屋に動作センサを設置することによって解決される。所定の期間にわたって動作がない場合には、明かりが消される。
【０００５】
この解決法に関する問題は、各動作センサが電力を必要とすることである。これは、各センサが、ＡＣ電力ネットワークに配線で接続されるかまたはバッテリを含まなければならないことを意味する。これは、全ての用途において実際的とは限らないであろう。各センサはまた、部屋の明かりの動作を制御する方法を有しなければならない。
【０００６】
現在の傾向は、無線センサを実現することである。しかしながら、この場合において用語「無線」は、装置の通信部分だけを指す。装置用の電力は、やはりＡＣ電力ネットワークまたはバッテリなどの従来の電源から取り出さなければならない。
【発明の開示】
【０００７】
発明の簡単な概要
本発明によって、各センサ用の配線接続の必要がなくなる。装置用の電力は、無線電力ネットワークから取り出される。この電力を用いて、装置に直接電力を供給するか、または内蔵電池を再充電もしくは増強することができる。本発明を用いれば、装置は、通信および電力供給の両方の意味において無線になる。本発明の明細を以下の文書で詳細に説明する。
【０００８】
本発明は、電力を電流に変換する受信機への電力送信のためのネットワークに関する。このネットワークには、第１のエリアにおいて円偏波を用いて電力を送信するための第１のノードが含まれる。このネットワークには、第２のエリアにおいて円偏波を用いて電力を送信するための第２のノードが含まれる。
【０００９】
本発明は、ＲＦ受信アンテナを有する受信機であって、電力を電流に変換する受信機への、偏波を用いた電力送信のためのネットワークに関する。このネットワークには、第１のエリアにおいて楕円偏波を用いて電力を送信するための第１のノードが含まれる。このネットワークには、第２のエリアにおいて楕円偏波を用いて電力を送信するための第２のノードが含まれる。
【００１０】
本発明は、電力を電流に変換する受信機への電力送信のための方法に関する。この方法には、第１のエリアにおける第１のノードから円偏波を用いて電力を送信するステップが含まれる。第２のエリアにおける第２のノードから円偏波を用いて電力を送信するステップがある。
【００１１】
本発明は、ＲＦ受信アンテナを有する受信機であって、電力を電流に変換する受信機への、偏波を用いた電力送信のための方法に関する。この方法には、第１のエリアにおける第１のノードから楕円偏波を用いて電力を送信するステップが含まれる。第２のエリアにおける第２のノードから楕円偏波を用いて電力を送信するステップがある。
【００１２】
本発明は、電力を電流に変換する受信機への電力送信のためのネットワークに関する。このネットワークには、第１のエリアにおいて二重偏波を用いて電力を送信するための第１のノードが含まれる。このネットワークは、第２のエリアにおいて二重偏波を用いて電力を送信するための第２のノードが含まれる。
【００１３】
本発明は、電力を電流に変換する受信機への電力送信のための方法に関する。この方法には、第１のエリアにおける第１のノードから二重偏波を用いて電力を送信するステップが含まれる。第２のエリアにおける第２のノードから二重偏波を用いて電力を送信するステップがある。
【００１４】
本発明は、電力を電流に変換する受信機への電力送信のためのネットワークに関する。このネットワークには、第１のエリアにおいて第１の周波数で電力を送信するための構成要素を有する第１のノードが含まれる。このネットワークには、第２のエリアにおいて第２の周波数で電力を送信するための構成要素を有する第２のノードが含まれる。第２の周波数は、第１および第２ノードの構成要素における許容誤差ゆえに、第１の周波数とは異なる。
【００１５】
本発明は、電力を電流に変換する受信機への電力送信のための方法に関する。この方法には、第１のエリアの第１のノードの第１の周波数における構成要素を用いて電力を送信するステップが含まれる。第２のエリアの第２のノードの第２の周波数における構成要素を用いて電力を送信するステップがある。第２の周波数は、第１および第２ノードの構成要素における許容誤差ゆえに、第１の周波数とは異なる。
【００１６】
本発明は、電力を電流に変換する受信機への電力送信のためのネットワークに関する。このネットワークには、第１のエリアにおいて第１の偏波で電力を送信するための第１のノードが含まれる。このネットワークには、第２のエリアにおいて第２の偏波で電力を送信するための第２のノードが含まれる。
【００１７】
本発明は、電力を電流に変換する受信機への電力送信のためのネットワークに関する。このネットワークには、第１のエリアにおいて第１の偏波ベクトルを有する電力を送信するための第１のノードが含まれる。このネットワークには、第２のエリアにおいて第２の偏波ベクトルを有する電力を送信するための第２のノードが含まれる。
【００１８】
本発明は、電力を電流に変換する受信機への電力送信のためのネットワークに関する。このネットワークには、一緒に第１の合計送信電力を用いる複数の送信機であって、第２の合計送信電力を用いる単一電力送信機の電力カバレッジエリアに等しい電力カバレッジエリアを生じる複数の送信機が含まれ、この場合に、第１の合計送信電力は、第２の合計送信電力より小さい。
【００１９】
本発明は、電力を電流に変換する受信機への電力送信のための方法に関する。この方法には、一緒に第１の合計送信電力を用いる複数の送信機で、第２の合計送信電力を用いる単一電力送信機の電力カバレッジエリアに等しい電力カバレッジエリアを生じるステップが含まれ、この場合に、第１の合計送信電力は、第２の合計送信電力より小さい。電力カバレッジエリアにおける受信機によって、複数の送信機の少なくとも１つから電力を受信するステップがある。
【００２０】
本発明は、電力送信のためのシステムに関する。このシステムには、受信アンテナを含む受信機が含まれる。このシステムには、送信アンテナを含むＲＦ電力送信機が含まれる。ＲＦ電力送信機は、ＲＦ電力を送信する。ＲＦ電力には多数の偏波成分が含まれ、受信機が、ＲＦ電力をＤＣに変換する。
【００２１】
本発明は、侵入者を感知するセキュリティシステムに関する。セキュリティシステムには、パラメータ範囲（parameter）近くにいる侵入者を感知する複数のセンサが含まれ、各センサは、ＲＦ無線エネルギを受信し、かつそれを電流に変換してセンサに電力を供給するＲＦ無線受信器を有する。このセキュリティシステムには、無線ＲＦエネルギを受信機に供給する複数の送信機が含まれる。
【００２２】
本発明は、電力送信のための方法に関する。この方法には、送信アンテナを有するＲＦ電力送信機を用いて、多数の偏波成分を有するＲＦ電力を無線で送信するステップが含まれる。受信アンテナを有する受信機で無線ＲＦ電力を受信するステップがある。受信機によってＲＦ電力をＤＣに変換するステップがある。
【００２３】
発明の詳細な説明
本発明の完全な理解は、添付の図に関連した下記の説明から得られるであろうが、これらの図では全体を通して、同様の参照符号は、同様の部分を特定する。
【００２４】
以後は説明のために、用語「上」、「下」、「右」、「左」、「垂直」、「水平」、「上部」、「下部」およびこれらの派生語は、本発明が図の向きにある限りで本発明に関連するものとする。しかしながら、はっきりと反対に明記された場合を除いて、本発明が、様々な代替の変更およびステップシーケンスを想定できることを理解されたい。また、添付の図面に示され、かつ下記の明細に説明された特定の装置およびプロセスが、本発明の単に例示的な実施形態であることを理解されたい。したがって、本明細書に開示される実施形態に関連する特定の寸法および他の物理的特性は、限定と見なすべきではない。
【００２５】
図１に示すように、本発明は、電力を電流に変換する受信機１２への電力送信のためのネットワーク１０に関する。ネットワーク１０には、第１のエリア２６において円偏波を用いて電力を送信するための第１のノード１４が含まれる。ネットワーク１０には、第２のエリア２８において円偏波を用いて電力を送信するための第２のノード１６が含まれる。
【００２６】
ノードは、好ましくはＲＦ波のエネルギ放射ポイントである。ノードには、カバレッジエリア外の（おそらく別のカバレッジエリアにおける）送信機２０と通信するアンテナ２２、カバレッジエリア内の送信機２０と通信するアンテナ２２、またはアンテナ２２および送信機２０を含むユニットを含んでもよい。図５に示すように、ノードにはまた、コントローラ３６を含んでもよい。
【００２７】
本発明は、ＲＦ受信アンテナ２２を有する受信機１２であって、電力を電流に変換する受信機１２への、偏波を用いた電力送信のためのネットワーク１０に関する。ネットワーク１０には、第１のエリア２６において楕円偏波を用いて電力を送信するための第１のノード１４が含まれる。
【００２８】
ネットワーク１０には、第２のエリア２８において、楕円偏波を用いて電力を送信するための第２のノード１６が含まれる。
【００２９】
偏波は、ＲＦ受信アンテナ２２の偏波の確率によって軸比が設定された偏波ベクトルを有するのが好ましい。
【００３０】
本発明は、電力を電流に変換する受信機１２への電力送信のための方法に関する。この方法には、第１のエリア２６における第１のノード１４から、円偏波を用いて電力を送信するステップが含まれる。第２のエリア２８における第２のノード１６から、円偏波を用いて電力を送信するステップがある。
【００３１】
本発明は、ＲＦ受信アンテナ２２を有する受信機１２であって、電力を電流に変換する受信機１２への、偏波を用いた電力送信のための方法に関する。この方法には、第１のエリア２６における第１のノード１４から、楕円偏波を用いて電力を送信するステップが含まれる。第２のエリア２８における第２のノード１６から、楕円偏波を用いて電力を送信するステップがある。
【００３２】
偏波は、ＲＦ受信アンテナ２２の偏波の確率によって軸比が設定された偏波ベクトルを有するのが好ましい。
【００３３】
本発明は、電力を電流に変換する受信機１２への電力送信のためのネットワーク１０に関する。ネットワーク１０には、第１のエリア２６において二重偏波を用いて電力を送信するための第１のノード１４が含まれる。ネットワーク１０には、第２のエリア２８において二重偏波を用いて電力を送信するための第２のノード１６が含まれる。
【００３４】
本発明は、電力を電流に変換する受信機１２への電力送信のための方法に関する。この方法には、第１のエリア２６における第１のノード１４から、二重偏波を用いて電力を送信するステップが含まれる。第２のエリア２８における第２のノード１６から、二重偏波を用いて電力を送信するステップがある。
【００３５】
本発明は、電力を電流に変換する受信機１２への電力送信のためのネットワーク１０に関する。ネットワーク１０には、第１のエリア２６において第１の周波数で電力を送信するための構成要素を有する第１のノード１４が含まれる。ネットワーク１０には、第２のエリア２８において第２の周波数で電力を送信するための構成要素を有する第２のノード１６が含まれる。第２の周波数は、第１および第２のノード１４、１６の構成要素における許容誤差ゆえに、第１の周波数とは異なる。
【００３６】
本発明は、電力を電流に変換する受信機１２への電力送信のための方法に関する。この方法には、第１のエリア２６における第１のノード１４の第１の周波数における構成要素を用いて電力を送信するステップが含まれる。第２のエリア２８における第２のノード１６の第２の周波数における構成要素を用いて電力を送信するステップがある。第２の周波数は、第１および第２ノード１４、１６の構成要素における許容誤差ゆえに、第１の周波数とは異なる。
【００３７】
本発明は、電力を電流に変換する受信機１２への電力送信のためのネットワーク１０に関する。ネットワーク１０には、第１のエリア２６において第１の偏波で電力を送信するための第１のノード１４が含まれる。ネットワーク１０には、第２のエリア２８において第２の偏波で電力を送信するための第２のノード１６が含まれる。
【００３８】
本発明は、電力を電流に変換する受信機１２への電力送信のためのネットワーク１０に関する。ネットワーク１０には、第１のエリア２６において、第１の偏波ベクトルを有する電力を送信するための第１のノード１４が含まれる。ネットワーク１０には、第２のエリア２８において、第２の偏波ベクトルを有する電力を送信するための第２のノード１６が含まれる。
【００３９】
本発明は、電力を電流に変換する受信機１２への電力送信のためのネットワーク１０に関する。ネットワーク１０には、一緒に第１の合計送信電力を用いる複数の送信機２０であって、第２の合計送信電力を用いる単一電力送信機２０の電力カバレッジエリアに等しい電力カバレッジエリアを生じる複数の送信機２０が含まれ、この場合に、第１の合計送信電力は、第２の合計送信電力より小さい。
【００４０】
本発明は、電力を電流に変換する受信機１２への電力送信のための方法に関する。この方法には、一緒に第１の合計送信電力を用いる複数の送信機２０で、第２の合計送信電力を用いる単一電力送信機２０の電力カバレッジエリアに等しい電力カバレッジエリアを生じるステップが含まれ、この場合に、第１の合計送信電力は、第２の合計送信電力より小さい。電力カバレッジエリアにおける受信機１２によって、複数の送信機２０の少なくとも１つから電力を受信するステップがある。
【００４１】
図１４に示すように、本発明は、電力送信のためのシステム６６に関する。システム６６には、受信機１２のアンテナ２２を含む受信機１２が含まれる。システム６６には、送信機２０のアンテナ２２を含むＲＦ電力送信機２０が含まれる。ＲＦ電力送信機２０は、ＲＦ電力を送信する。ＲＦ電力には、多数の偏波成分が含まれ、受信機１２は、ＲＦ電力をＤＣに変換する。
【００４２】
ＲＦ電力には、データを含んでも含まなくてもよい。ＲＦ電力送信機２０は、ＲＦ電力の送信をパルス化することができる。図１８に示すように、送信機２０のアンテナ２２には、２つ以上のアンテナ２２を含むことができる。図２１に示すように、センサ６１に受信機１２を含めることができる。ＲＦ電力を用いて、少なくとも１つの電力貯蔵構成要素５９を充電することができる。システム６６には、２つ以上の受信機１２を含むことができる。図１９に示すように、ＲＦ電力を用いて、装置に直接電力を供給することができる。
【００４３】
図２０に示すように、システム６６には、アンテナ２２の偏波を切り替えるために送信機２０に接続されたコントローラ３６を含むことができる。コントローラ３６には、ＣＰＵ５５またはＭＣＵおよびメモリ４０を含むことができる。図１４に示すように、システム６６には、複数のコントローラ３６の１つが複数の送信機２０の１つに関連した、複数のコントローラ３６および複数の送信機２０を含むことができ、コントローラ３６は、互いに通信して、所与の時間における各送信機２０の偏波を調整する。各送信機２０は、それが送信する場所である関連エリアを有し、コントローラ３６は、その関連送信機２０が送信する場所であるエリアの偏波、周波数または形状を制御する。
【００４４】
コントローラ３６を用いて、ＲＦ電力の送信に関してパルスネットワーク１０を形成することができる。各送信機２０が異なる周波数で送信する複数の送信機２０が存在することができ、この場合に、各送信機２０は、正確に同じ構成要素、値および設計を有する。
【００４５】
図１９に示すように、本発明は、侵入者を感知するセキュリティシステム６６に関する。セキュリティシステム６６には、パラメータ範囲（parameter）の近くにいる侵入者を感知する複数のセンサ６１が含まれ、各センサ６１は、ＲＦ無線エネルギを受信しかつそれを電流に変換してセンサ６１に電力を供給するＲＦ無線受信器１２を有する。セキュリティシステム６６には、無線ＲＦエネルギを受信機１２に供給する複数の送信機２０が含まれる。
【００４６】
本発明は、電力送信のための方法に関する。この方法には、送信機２０のアンテナ２２を有するＲＦ電力送信機２０を用いて、多数の偏波成分を有するＲＦ電力を無線で送信するステップが含まれる。受信機１２のアンテナ２２を有する受信機１２において無線ＲＦ電力を受信するステップがある。受信機１２によってＲＦ電力をＤＣに変換するステップがある。
【００４７】
セクション１
より具体的には、本発明の動作において、ＲＦ電力採取またはＲＦエネルギ採取の目的で、無線周波数（ＲＦ）エネルギを用いて静止または移動装置に電力を供給するためには、携帯電話ネットワークに似たインフラストラクチャを確立することが必要である。ネットワーク１０は、多くの異なる形態を取ることができる。
【００４８】
単純な形態は、所与のエリアにおける単一の送信機２０および単一の受信機１２である。図１に示すように、本発明によるネットワーク１０には、第１のエリア２６（エリア１）および第２のエリア２８（エリア２）にわたってカバレッジを提供する（電力を供給する）第１のノード１４（第１の送信機（ＴＸ１）で実現される）および第２のノード１６（第２の送信機（ＴＸ２）で実現される）がそれぞれ含まれる。エリアという用語が用いられて図に示されているが、カバレッジエリアが、エリアまたはボリュームでもよいことに留意されたい。
【００４９】
これによって、ＴＸ１は、装置に直接電力を供給するかまたは電荷蓄積構成要素を再充電する目的で、第１の受信機１２であるＲＸ１など、そのカバレッジエリアにおける装置に電力を送出することが可能になる。同様に、ＴＸ２は、装置に直接電力を供給するかまたは電荷蓄積構成要素を再充電する目的で、第２の受信機ＲＸ２など、そのカバレッジエリアにおける装置に電力を送出することができる。電力が供給される装置は、第１のエリア２６から第２のエリア２８へ移動する同じ装置であってもよく、逆の場合も同様である。さらに、ネットワーク１０によって、たとえば各カバレッジエリアにおける装置など、２つ以上の装置に電力を供給してもよい。また、各カバレッジエリア内で２つ以上の装置に電力を供給してもよい。たとえば、図１に示すように、第１の装置には第１の受信機ＲＸ１を含んでもよく、第２の装置には第２の受信機ＲＸ２を含んでもよく、第３の装置には第３の受信機ＲＸ３を含んでもよい。受信機ＲＸ１、ＲＸ２等には、アンテナ２２が含まれる。受信機１２は、電力を捕捉し、それを、限定するわけではないが直流（ＤＣ）などの使用可能な形態に変換するように設計されている。受信機１２には、アンテナ２２および整流器を含むのが好ましい。「様々な負荷用の高効率整流のための方法および装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｖａｒｉｏｕｓ  Ｌｏａｄｓ）」と題する米国特許出願第１１／５８４，９８３号明細書に、本発明と共に用いることができる受信機について記載があり、この特許出願は、参照によって本明細書に援用される。
【００５０】
カバレッジエリアは、最小電場および／もしくは磁場強度または最小電力密度によって画定される。例として、図１のエリア１は、送信機１（ＴＸ１）によって発生される電場強度が、メートル当たり２ボルト（２Ｖ／ｍ）を超えるエリアとして画定してもよい。
【００５１】
図１のＴＸ１およびＴＸ２には、ＲＦ送信機２０およびアンテナ２２が含まれることに留意されたい。後の図は、同じ送信機２０のブロックを用いてもよく、または特に送信機２０が多数のアンテナ２２を駆動している場合には、送信機２０およびアンテナ２２を分離してもよい。多数のアンテナ２２を駆動している場合には、送信機２０は、電源またはＲＦ電力送信源と呼んでもよく、スイッチ、スプリッタ、または電力をルーティングするための他の装置４８を含んでもよい。
【００５２】
セクション２
ネットワーク１０が単一エリア内の多数の装置に電力を供給することもまた可能である。図２におけるように、送信機１（ＴＸ１）および送信機２（ＴＸ２）は、エリア１およびエリア２にわたるカバレッジをそれぞれ提供する。これによって、ＴＸ１は、ＲＸ１からＲＸｎまでなど、そのカバレッジエリアにおける装置に電力を供給することが可能になる。同様に、ＴＸ２は、ＲＸ１からＲＸｎまでなど、そのカバレッジエリアにおける装置に電力を供給することができる。
【００５３】
セクション３
必要なカバレッジエリア３３が、単一の送信機２０にとって大きくなりすぎた場合には、多数のエリアを併合するかまたは重複させて、単一の送信機２０による任意の単一カバレッジエリアより大きいカバレッジエリアを作ることができる。図３に示すように、第１のエリア２６（エリア１）、第２のエリア２８（エリア２）、第３のエリア３０（エリア３）および第４のエリア３２（エリア４）は、各個別エリアより大きな、同等の（または要求された）カバレッジエリア３３を提供するように配置された。この配置では、各受信機１２が、エリアの重複ゆえに、多数の送信機２０によって電力を供給される場合があることに留意されたい。２つ以上の送信機２０が、所与のポイントにおいて、エリアを画定するために用いられる最小値より大きい場の強さを生成できる場合に、エリアの重複が生じる。例として、第３の受信機ＲＸ３は、ＴＸ１および第３の送信機ＴＸ３の両方から電力を受信する。エリアを併合するこの概念を無限に拡張して、より大きなエリアおよび異なる全体的なカバレッジ配置（すなわち円でない）をカバーすることができる。
【００５４】
携帯電話ネットワークにおいて、エリアの重複は、ネットワーク性能に有害である。しかしながら、ＲＦ電力の送信では、エリア（セル）の重複は、ネットワーク１０の性能に有害ではない。携帯電話ネットワークは、データの衝突ゆえに、重複に関して問題がある。ＲＦ電力ネットワーク１０ではデータの欠如ゆえに、この問題なしにセルの重複が可能になる。
【００５５】
発生する１つの問題が、位相キャンセルである。これは、２つの電磁（ＥＭ）波が破壊的に干渉する場合に引き起こされる。この干渉は、デッドスポットを生じさせる可能性がある。デッドスポットは、場の強さが、定義された最小値未満の領域である。位相キャンセルは、画定されたエリア内でデッドスポットを生じさせる可能性がある。
【００５６】
例として、送信機が、２０フィートの所にある受信機１２に、必要な場の強さを供給できるようにすべきと判断することができる。しかしながら、受信機１２を含む装置が、送信機から２０フィートの半径でテストされる場合には、装置が、２０フィートの所で機能するが、しかし場の強さが低すぎて装置を動作させることができない７〜１１フィート間の領域があることが分かるであろう。このエリアが、デッドスポット３８と名付けられる。この例が、図４に示されている。
【００５７】
この問題を対処するいくつかの方法がある。１つの方法は、簡単なセルラーネットワークと似ているが、重複エリアの送信機を異なる周波数またはチャネルに基づかせることである。別の解決法は、重複エリアの送信機を、水平および垂直などの異なる偏波に基づかせることであろう。表１は、デッドスポットを緩和するために、図３のネットワーク１０をどのように実現できるかを説明する。
【００５８】
【表１】
2009525722.tif 000003
【００５９】
アンテナ２２が、重複エリアの偏波を取らない間に水平から垂直に繰り返し切り替わるように、所与のカバレッジエリア（２６、２８、３０、３２）においてアンテナ２２の偏波を交互にすることもまた可能であろう。これを達成するためには、コントローラ３６をネットワーク１０に導入して、送信機２０および／またはアンテナ２２の動作を管理しなければならない。図５は、このコントローラ３６を実現可能な一方法を示す。
【００６０】
この図では、マスタコントローラ３６を用いて、ネットワーク１０における送信機２０および／またはアンテナ２２の全てを制御する。図２０に示すように、コントローラ３６の一インプリメンテーションには、中央処理装置（ＣＰＵ５５）またはマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）およびメモリ４０が含まれるであろう。これは、マイクロプロセッサまたは単に標準的なコンピュータを用いることによって実現可能である。コントローラ３６の出力は、各送信機２０および／またはアンテナ２２に接続され、各送信機２０および／またはアンテナ２２が、それぞれ、データを受信しかつ所望の効果を実現するための手段を含むであろう。
【００６１】
コントローラ３６からの通信リンクは、有線接続または無線リンクで実現してもよい。無線リンクが用いられる場合には、図６ａに示すように、コントローラ３６には、トランシーバ４４および通信アンテナ２３が含まれる。各送信機２０および／またはアンテナ２２にはまた、データを受信および送信するトランシーバ４４および通信アンテナ２３が含まれる。
【００６２】
切り替え法を実現する別の方法は、コントローラ３６を各送信機２０のユニットまたはノードに統合することであろう。次に、コントローラ３６は、有線接続を通じてかまたは無線リンクを用いて通信することができる。これらのコントローラ３６のユニットを図６Ａに示す。コントローラ３６のユニットは、送信機２０および／またはアンテナ２２に統合され、コントローラ３６のＭＣＵまたはＣＰＵ５５が、送信機２０および／またはアンテナ２２と通信することによってデータを受信および送信可能な、かつまた所望の効果を実現できる手段となるようにするであろう。
【００６３】
スタンドアロンか、または各送信機２０のユニットもしくはノードに統合されたコントローラ３６により与えられる追加機能によって、デッドスポットを除去するためのより精巧な方法が可能になる。コントローラ３６の導入によって、各エリアは、他のエリアの動作についての知識を得る。この理由で、エリアの周波数、偏波および／または形状を変更することが今や可能になる。各送信機２０をターンオンおよびターンオフして、パルスネットワーク１０を形成することもまた可能になる。表２は、図５および１４のネットワーク１０を用いて、デッドスポットを除去するいくつかの可能な方法を要約する。
【００６４】
【表２】
2009525722.tif 000004
【００６５】
例として、図５のネットワーク１０を用いて原子力発電所における周辺センサ６１に電力を供給して、侵入者を感知することが可能である。４つの送信機を配置して、囲い線全体にわたるカバレッジ（必要なカバレッジエリア３３）を提供することができる。アンテナ２２をタワーに取り付けて、指向性または全方向性パターンを生成することが可能である。各重複エリアは、別個のチャネルに配置することができる。チャネル周波数は、干渉を回避するために十分に離して間隔を置くべきであるが、同じアンテナ２２の設計を各送信機２０に関して用いることができるようにチャネルを十分に類似させておくことは有益であろう。かかるセキュリティシステム６６を示す図１９を参照されたい。
【００６６】
２つ以上の周波数を得るいくらか容易な方法は、正確に同じ構成要素値および設計を用いて各送信機２０を製造することである。わずかな製造偏差、および温度変化への依存に基づいて、全ての構成要素が、プラス／マイナス１または５パーセントなどの許容誤差を有し、これらが構成要素ごとに異なることを、当業者は知っている。したがって、同じ構成要素および設計を備えた２つ以上の送信機２０の製造は、製造偏差および許容誤差ゆえに、周波数が周波数発生器によって生成されかつ信号の振幅が出力される際のわずかな変動を有する送信機２０に帰着する。これらの変動は、構成要素が異なって製造されたことに起因する場合があり、またはこれらの変動は、ある送信機２０が、他の送信機２０よりわずかに暖かくなる位置に配置された結果である場合がある。同じ構成要素および設計を備えた送信機２０間のわずかな差によって、送信機２０は、構成要素および設計の許容誤差に基づき、わずかに異なる周波数またはチャネルに実質的に配される。周波数のわずかな差によって、次のことが保証される。すなわち、空間における所与のポイントにおいて、多数の送信機２０からの信号が、送信周波数のわずかな差ゆえに同相および異相で絶えずドリフトし、ある時間には、２つの送信信号が破壊的に干渉するのに対して、後の時間では、２つの送信信号が、建設的に干渉することを意味する、ということである。したがって、まるで２つの送信信号間に干渉がないかのように、平均受信ＲＦ電力は同じになる。
【００６７】
表２および図５から分かるように、カバレッジエリアにおける全ての可能な平面は、電力ネットワーク１０のＲＦ電力送信機２０に、ＲＦ電力送信アンテナ２２用の異なる偏波を利用させることによって、したがって全ての平面に電力が供給されるようにすることによって、ＲＦ電力が利用可能になる。全ての平面で電力を供給するネットワーク１０を設計する別の方法は、ＲＦ電力を送信するための円偏波アンテナ２２を用いることである。円偏波アンテナ２２は、回転信号を出力し、実質的に、水平および垂直平面の両方ならびに間の全ての平面において等しく出力信号を分配する。円偏波アンテナ２２の出力は、大きさが等しい水平またはＸ軸および垂直またはＹ軸を備えた円の回りを回転するベクトルとして説明することができる。ＲＦ電力送信機２０によって有限量の電力がアンテナ２２に供給されるだけであり、その結果、Ｘ方向に利用可能な電力およびＹ方向に利用可能な電力は、加算されると、ＲＦ電力送信機２０によってアンテナ２２に供給される合計電力量になるはずである。円偏波では、Ｘ軸およびＹ軸は、各軸がＲＦ電力送信機２０によってアンテナ２２に供給される電力の半分を得るように大きさが等しく、これらの大きさは、加算されると、ＲＦ電力送信機２０によってアンテナ２２に供給される合計電力になる。Ｘ軸およびＹ軸が大きさにおいて等しいので、アンテナ２２のベクトルは、それが円上をどのように指そうとも、同じ大きさを有する。これらのベクトルは、図６Ｂで見ることができる。
【００６８】
かかるアンテナ２２を実現する２つの方法、すなわち右偏波（ＲＨＰ）および左偏波（ＬＨＰ）がある。これは、上記のように、Ｘ軸およびＹ軸によって画定された円の回りをアンテナ２２のベクトルが回転する方向を指す。ＲＨＰでは、アンテナ２２のベクトルは、電力伝搬方向を向くように見て時計回りに回転する。ＬＨＰでは、アンテナ２２のベクトルは、電力伝搬方向を向くように見て反時計回りに回転する。これらは互いに反対であり、その結果、ＲＨＰ用に設定されたアンテナ２２は、ＬＨＰアンテナ２２からの信号を受信することができず、逆もまた同様である。
【００６９】
同様の方法で実現できる偏波は、楕円偏波である。楕円偏波は、楕円のＸ軸およびＹ軸が等しくないことを除き、楕円の回りを回転するベクトルとして、上記で円偏波を説明したのと同じ方法で説明することができる。今や明白なように、円偏波は、軸比が１に等しい、特別なタイプの楕円偏波である。軸比は、楕円偏波アンテナ２２のための仕様として用いられる、かつ軸の比率を説明する数字表現である。軸比は、少なくとも１であるように定義されるが、１は、円偏波アンテナ２２のための軸比である。軸比が、定義によって、１未満ではあり得ないので、結果は、より大きな長さがもう一方の軸の長さで割られた軸として得られる。これは、４の軸比が、Ｘ軸では４単位の大きさだが、しかしＹ軸では１単位の大きさだけを有し得ることを意味する。または４の軸比は、Ｙ軸では８単位の大きさだが、しかしＸ軸では２単位の大きさだけを有することができる。楕円偏波アンテナ２２の別のパラメータは、傾斜角であるが、これは、Ｘ軸に対する、楕円の最大半径の角度である。
【００７０】
円偏波アンテナ２２と同様に、アンテナ２２のベクトルは、どちらかの方向に回転して、アンテナ２２をＲＨＰまたはＬＨＰにすることができる。また、楕円偏波アンテナ２２における各軸の大きさは、結局、ＲＦ電力送信機２０によってアンテナ２２に供給される合計電力ということになる。しかしながら、軸の大きさは同じではなく、その結果、ベクトルは楕円の回りを回転し、ある平面では、その平面に直角な平面におけるよりも多くの電力が利用可能である。これは、システム６６にとって有用であるが、このシステム６６では、一平面にあるＲＦ電力受信装置上の直線偏波アンテナ２２の確率が、垂直平面にある同じアンテナ２２の確率より大きいことが知られている。アンテナ２２がその最も有望な位置にある場合には、電力のほとんどが利用可能であるが、しかしアンテナ２２が、たまたま、その最も有望な位置にない場合でも、装置は、やはり電力を受信することができる。楕円偏波アンテナ２２を図７に示す。
【００７１】
したがって、ＲＦ電力受信アンテナ２２の偏波の確率によって送信楕円の軸比が設定される、ＲＦ電力送信用の楕円偏波アンテナ２２を用いて、本発明を実現することができる。例として、受信アンテナ２２が、０．７５の垂直偏波の確率および０．２５の水平偏波の確率を有する場合には、送信電力の０．７５倍が、垂直偏波ベクトルに配されるのに対して、送信電力の残りの０．２５倍が、水平偏波ベクトルに配される。分かるように、一般に、偏波ベクトルに配される電力量は、受信アンテナ２２が、その平面にかまたは限定するわけではないが、その平面から４５度などの角度内に向けられている確率によって直接設定される。
【００７２】
例として、ＲＦ電力採取を用いて携帯電話を再充電する場合には、携帯電話が使用されているときかまたは携帯電話が誰かのベルトに留められているときなど、ＲＦ電力採取アンテナ２２が垂直に位置するように携帯電話が配置される確率は、携帯電話が誰かのポケットに位置して、ＲＦ電力採取アンテナ２２が水平面に位置する確率より高い。したがって、垂直面に送信されるＲＦ電力量は、水平面に送信されるＲＦ電力量より大きくて、より多くの電力を携帯電話に供給する確率を増加させてもよい。
【００７３】
全てのＲＦ電力送信アンテナ２２が同じ偏波ＲＨＰもしくはＬＨＰを有するネットワーク１０は、異なる偏波を有する異なるＲＦ電力送信アンテナ２２を有するようにか、または表１および２に示したものと同様にＲＨＰとＬＨＰとの間で交互できるＲＦ電力送信アンテナ２２を有するように設定することができる。楕円偏波ＲＦ電力送信アンテナ２２を直線偏波ＲＦ電力送信アンテナ２２と組み合わせて、ある平面またはエリアにおいてより大きなカバレッジを提供することもまた可能である。ＲＦ電力ネットワーク１０においてＲＦ電力送信アンテナ２２用に用いることができるＲＦ電力送信アンテナ２２の偏波の他の形態があり、これらの形態には、限定するわけではないが二重偏波、二重円偏波、二重楕円偏波または任意の他の回転もしくは非回転偏波が含まれる。電力ネットワーク１０における一ＲＦ電力送信機２０が、多数のＲＦ電力送信アンテナ２２を有し、各アンテナ２２が異なる偏波を用いることもまた可能である。
【００７４】
２つのアンテナ２２であって、アンテナ２２の偏波ベクトルが互いに直交している同相または異相信号を各アンテナ２２が送信する２つのアンテナ２２を用いることによって、限定するわけではないが円、楕円または二重などの偏波のＸ軸およびＹ軸偏波成分を実現可能であることに留意されたい。
【００７５】
セクション４
セクション３で説明したネットワーク１０を簡略化したものを図８に示す。この場合に、多数の送信機２０は、多数のアンテナ２２に給電する単一の送信機２０と取り替えられる。カバレッジエリア２６および２８は、図示のように非重複であってもよく、または重複してもよい。図２に示すように、送信機２０は、カバレッジエリア２６に含んでもよい。ネットワーク１０を拡張して、図８に示すように、追加カバレッジエリア３０および３２を含んでもよい。
【００７６】
アンテナ２２への電力の分配は、多数の方法で達成することができる。これらのうちの１つには、図示のような並列給電システム６６が含まれる。並列給電システム６６は、電力をルーティングするための装置４８（電力スプリッタ、スイッチなど）を送信機２０に統合することによって実現可能である。次に、たとえば電力スプリッタからの出力を、それぞれ、関連カバレッジエリア２６、２８、３０、３２を伴うアンテナ２２に接続することができる。
【００７７】
このネットワーク１０は、再び位相キャンセルに悩まされ、今度はこの位相キャンセルが、デッドスポットを生じさせるだろう。この問題を緩和する一方法は、参照によって本明細書に援用された「パルス送信方法」と題する仮特許出願第６０／６５６，１６５号明細書および対応する非仮出願第１１／２５６，８９２号明細書で提案された方法に似た方法を用いることであろう。この出願は、パルス送信機２０を用いて、受信機１２における効率の増加を支援することを説明している。また、このパルス法をネットワーク１０と共に用いて、デッドスポットの除去を支援することができる。
【００７８】
パルスネットワーク１０の例を図９に示す。コントローラ３６は、所与の時間にただ１つのアンテナ２２だけがアクティブであるのを保証するように順次的にか、または重複カバレッジエリア２６、２８のアンテナ２２を同時にはアクティブにしないが、しかし非重複カバレッジエリアのアンテナ２２を同時にアクティブにしてもよいパターンでのどちらかで、各アンテナ２２をパルスするように送信機２０の出力を制御する。所与のエリアのただ１つのアンテナ２２だけが、所与の時間にアクティブなので、エリア重複のために位相キャンセルが発生することはない。
【００７９】
それでもなお、カバレッジエリア内の物体からの反射によって引き起こされる位相キャンセルがある。しかしながら、この方法は、電場が、受信機１２に対するその入射角を絶えず変化させているので、反転によって引き起こされる位相キャンセルの影響を最小限にする。例として、図９において、ＲＸ４は、エリア１がアクティブのときには左上から、エリア２がアクティブのときには右上から、エリア３がアクティブなときには左下から、最後にエリア４がアクティブなときには右下から場を受信する。これは、ＲＸ４が、反射ゆえにエリア３のデッドスポットにある場合には、たいがいエリア４のデッドスポットにない。これは、受信機１２が、この位置でシステム６６からの電力を捕捉することを意味する。
【００８０】
このシステム６６によって緩和される別の問題は、多数の受信機によって引き起こされるシャドーイングである。シャドーイングは、受信機が、アクティブな送信機２０またはアンテナ２２に対して、別の受信機の背後に位置する場合に生じる。送信機２０またはアンテナ２２に最も近い受信機が、送信機２０またはアンテナ２２に対してその角度で利用可能な電力のほとんどを捕捉する。これは、背後の受信機が、ほとんどまたは全く電力を受信しないことを意味する。
【００８１】
この例を図９で見ることができる。エリア２がアクティブなときには、ＲＸ２はＲＸ５に影を投じ、ＲＸ５は、ほとんどまたは全く電力を受信しない。パルスを用いるＲＦ電力ネットワーク１０を利用することによって、この問題は除去される。ＲＸ５は、エリア２においてアンテナ２２からほとんどまたは全く電力を受信しない。しかしながら、エリア４がアクティブになったときには、ＲＸ５は電力を受信する。
【００８２】
セクション３で説明したように、図９のコントローラ３６を用いて、アンテナ２２の周波数、偏波または放射パターンを変更できることに留意されたい。また、有利だと分かった場合には、コントローラ３６を送信機２０に統合することができる。コントローラ３６は、送信機２０および／またはアンテナ２２の両方と通信してもよい。
【００８３】
図９に示すネットワーク１０と類似したテストネットワークを構築して、ＲＦ電力ネットワーク１０の利点を調べた。第１に、カバレッジエリアを、２６．５フィート×１８．５フィートの部屋４２として画定した。これを図１０に示す。
【００８４】
次に、テストネットワーク用の様々なアンテナ２２を調べて、それらの個別カバレッジエリアを決定した。実現されたテストネットワークでは、パッチアンテナ４６を用いた。パッチアンテナ４６に関して、図１１は、特定の電力レベル用の測定されたカバレッジエリア５０を示す。より大きなカバレッジエリア５０は、送信機２０の電力レベルを増加させることによって得ることができる。このように電力が増大すると、カバレッジエリア５０は、その一般的な形状を維持するが、しかしながら寸法は増加する。
【００８５】
図１２で分かるように、一コーナーにおける単一のパッチアンテナ４６を用いると、部分的なカバレッジだけが得られる。
【００８６】
よりよいカバレッジを提供するために、各コーナーのパッチアンテナ４６でシステム６６を実現し、ほぼ全体的な部屋４２にわたるカバレッジを提供した。図１２は、コーナーのそれぞれにおけるパッチによって提供されるカバレッジを示す。４つのパッチアンテナ４６は同じだった。
【００８７】
図１３は、各コーナーにパッチアンテナ４６を含むテストネットワークによって達成されたカバレッジを示す。ほぼ完全なカバレッジが達成された。ダイヤモンド模様の部分は、４つの全てのカバレッジエリアが重複する場所である。碁盤縞模様の部分は、３つのカバレッジエリアが重複する場所であり、一方で斜線模様の部分は、２つのエリアが重複する場所である。白いエリアは、ただ１つのカバレッジエリアだけが存在する場所である。
【００８８】
このネットワーク１０は、図９に示すような単一の送信機２０で実現された。送信機２０は、部屋４２／ビルディングのＡＣ電源からその電力を受信したが、バッテリパックなどの他の電力手段（電源）によって作動させることもまた可能である。
【００８９】
送信機２０は、統合された単極４投スイッチを有した。送信機２０の動作は、コントローラ３６によって監視されたが、このコントローラ３６は、マイクロコントローラで実現された。送信機２０のスイッチの出力は、それぞれ、同軸ケーブルを用いて個別のアンテナ２２に接続された。コントローラ３６を用いて、４つの周辺アンテナ２２を通した送信機２０の出力を順次切り替え、各アンテナ２２からパルス波形を生成した。このインプリメンテーションは、シャドーイング効果の減少を示し、前述の理由によるデッドスポットをほとんど示さなかった。
【００９０】
セクション５
さらに大きなカバレッジエリアが必要な場合には、セクション４で説明したネットワーク１０を拡張してより多くのアンテナ２２を含むか、または図８もしくは９に示すネットワーク１０を二重化／反復することができる。図９のネットワーク１０の二重化／反復を図１４に示す。しかしながら、前述の周波数、偏波およびパルス解決法は、干渉を緩和するためにコントローラ３６を用いるこのネットワーク１０に適用することが可能である。例として、パルス法が用いられる場合には、ネットワーク１０は、重複エリアが同時にエネルギを与えられないように、設計することができる。
【００９１】
ＲＦ電力ネットワーク１０が、単一のＲＦ電力送信機２０に勝る別の利点を有することに留意されたい。ＲＦ電力ネットワーク１０は、多数のＲＦ電力送信機２０からの電力の利用可能性ゆえに、必要なカバレッジエリアにわたってより均一な場の強さ（または電力密度）を提供し、ネットワーク１０が、デッドスポットおよび／または位相キャンセルを回避するように適切に設計されている場合には、多数のＲＦ電力送信機２０の電力が、加算されて、単一のＲＦ電力送信機２０より高い電力を供給する。例として、部屋４２の中央に位置する単一のＲＦ電力送信機２０は、部屋４２のコーナーと比較して、部屋４２の中央近くでより大きな電力量を供給する。利用可能な電力量は、送信機２０と受信機１２との間の距離が増加するとともに、距離の２乗分の１倍で減少する。各コーナーに１つある４つのＲＦ電力送信機を備えたＲＦ電力ネットワーク１０に関して、単一のコーナーＲＦ電力送信機２０を調べた場合に、部屋４２の中央と比較して、部屋４２のコーナー近くではより高い電力が利用可能であろう。しかしながら、４つの全てのＲＦ電力送信機２０を調べた場合には、部屋４２の中央における電力は、他のＲＦ電力送信機２０によって供給される追加電力ゆえに、単一のＲＦ電力送信機２０によって供給される電力より大きいであろう。したがって、受信機１２が送信機２０から離れるように移動しても、利用可能な電力は、距離が受信機１２と送信機２０との間である場合には、距離の２乗分の１倍で減少はしない。利用可能な電力は、同じままか、増加するか、または距離の２乗分の１倍未満で減少する可能性がある。特定の例として、図１５に示す３６×３０フィートのカバレッジエリアを必要とする部屋４２を取り上げる。２０ワットの送信機２０が、部屋４２の中央または（１８、１５）の座標に位置する。グレースケールカラーコードを調べることによって分かるように、部屋４２のＲＦ電力採取装置は、各コーナーの小さなエリアを除いて、部屋４２のほぼどの位置でも少なくとも０．５ミリワット（ｍＷ）を採取する能力を有する。
【００９２】
図１５のＲＦ電力送信機２０によって提供されるカバレッジエリアはまた、本明細書で説明するようなＲＦ電力ネットワーク１０を用いて実現することができる。図１５における単一の２０ワットＲＦ電力送信機２０が、累計で２０ワットの送信ＲＦ電力を供給する、各コーナーに位置する４つの５ワット送信機２０と取り替えられた場合の、図１６に示すＲＦ電力ネットワーク１０を検討する。図１６によって分かるように、部屋４２のＲＦ電力採取装置は、今や、部屋４２のどこでも少なくとも１ｍＷを採取する能力を有しており、これは、図１５における単一の２０ワットＲＦ電力送信機２０から利用可能な電力の２倍である。したがって、多数のより低電力の送信機２０を用いるＲＦ電力ネットワーク１０は、単一のＲＦ電力送信機２０と比較した場合に、より均一なカバレッジを備えたカバレッジエリアの装置により多くの電力を供給する一方で、同じ累計送信電力を維持する。
【００９３】
図１６のＲＦ電力ネットワーク１０を図１５の単一のＲＦ電力送信機２０と比較した場合に、図１６のＲＦ電力ネットワーク１０が、図１５の単一のＲＦ電力送信機２０の２倍の電力を供給することが分かる。したがって、より少ない合計または累計電力を送信するＲＦ電力ネットワーク１０を用いて、単一のＲＦ電力送信機２０と同じ電力カバレッジを提供することが可能になる。図１７は、各ＲＦ電力送信機２０から送信される電力が、送信機２０当たり５ワットから送信機２０当たり２．５ワットに低下されたことを除いて、図１６に示すのと同じＲＦ電力ネットワーク１０を示す。図１７が示すように、部屋４２のＲＦ電力採取装置は、今や、部屋４２のどこでも少なくとも０．５ｍＷを採取する能力を有しており、これは、図１５の単一の２０ワットＲＦ電力送信機２０から利用可能な電力と同じ電力量である。しかしながら、図１７のＲＦ電力ネットワーク１０によって送信される合計または累計電力は、図１５に示す単一のＲＦ電力送信機２０によって送信される電力の半分または１０ワットであり、一方で同じ電力カバレッジを提供する。前の例におけるＲＦ電力ネットワーク１０が、部屋４２の中央に電力を集中させるために指向性利得を備えたアンテナ２２を用いたのに対して、単一のＲＦ電力送信機２０が、全方向性アンテナ２２を用いたことに留意されたい。しかしながら、電力比較は、アンテナ２２へ送出された電力を調べることによって行われ、アンテナ２２の利得に依存しない。本発明は指向性アンテナ２２に限定されず、本明細書に示す結果は、全てのタイプのアンテナに対して同様の結果をもたらす。
【００９４】
例示の目的で前述の実施形態において本発明を詳細に説明したが、かかる詳細が、もっぱらこの目的のためであること、および特許請求の範囲に記載されている場合を除いて、当業者が、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、これらの実施形態において変更をなし得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
様々な図面の簡単な説明
【図１】１つの受信機が各カバレッジエリアにある、複数のカバレッジエリアを備えた電力ネットワークを示す。
【図２】２つ以上の受信機が各カバレッジエリアにある、図１に示す電力ネットワークを示す。
【図３】多数のカバレッジエリアを組み合わせて、より大きなカバレッジエリアを提供する電力ネットワークを示す。
【図４】カバレッジエリア内のデッドスポットを示す。
【図５】コントローラで実現された電力ネットワークを示す。
【図６Ａ】実現可能なコントローラの２つのブロック図を示す。
【図６Ｂ】円偏波アンテナベクトルを示す。
【図７】楕円偏波アンテナベクトルを示す。
【図８】多数のカバレッジエリアを生成するために用いられる多数のアンテナを備えた電源を備える電力ネットワークを示す。
【図９】コントローラと、多数のカバレッジエリアを生成するために用いられる多数のアンテナを備えた電源と、を備える電力ネットワークを示す。
【図１０】電力ネットワークを実現するための部屋を示す。
【図１１】図９に示す部屋用のパッチアンテナカバレッジエリアを示す。
【図１２】単一のパッチアンテナがコーナーの１つにある、図９に示す部屋のカバレッジを示す。
【図１３】図９に示す部屋内の電力ネットワークを示す。
【図１４】多数の送信機、多数のコントローラおよび多数のアンテナが多数のカバレッジエリアを生成するために用いられる電力ネットワークを示す。
【図１５】３６フィート×３０フィートの部屋の中央に位置する２０ワット送信機のカバレッジを示す。
【図１６】図１５の部屋に位置する４つの５ワット送信機のカバレッジを示す。
【図１７】単一の２０ワット送信機と同等の電力カバレッジを提供する４つの２．５ワット送信機のカバレッジを示す。
【図１８】２つ以上のアンテナを有する送信アンテナを示す。
【図１９】セキュリティシステムを示す。
【図２０】１つのＭＣＵまたはＣＰＵおよびメモリを備えたコントローラを示す。
【図２１】センサにおける送信機を示す。
【図２２】装置に直接電力を供給する受信機を示す。
【図１】
2009525722.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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2009525722.tif 000009
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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