CN101371541A - 脉冲传输方法 - Google Patents

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CN101371541A CNA2007800022333A CN200780002233A CN101371541A CN 101371541 A CN101371541 A CN 101371541A CN A2007800022333 A CNA2007800022333 A CN A2007800022333A CN 200780002233 A CN200780002233 A CN 200780002233A CN 101371541 A CN101371541 A CN 101371541A
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约翰·G·希勒
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Abstract

本发明揭示一种用于将功率无线地传输到接收器以给负载供电的传输器，其包含用于产生功率脉冲的脉冲产生器。所述传输器包含功率传感器，其可感测其它传输器何时在传输以便使所述产生器在适当时间传输脉冲。本发明揭示一种用于传输器的脉冲产生器的功率传感器，其可感测其它传输器何时在传输以便使所述产生器在适当时间传输脉冲。本发明揭示一种用于功率传输的系统。本发明揭示一种用于将功率传输到接收器以给负载供电的方法。本发明揭示一种用于将功率传输到接收器以给负载供电的设备。本发明揭示一种用于功率传输的系统。

Description

脉冲传输方法
技术领域
本发明涉及对接收器的无线功率传输以给负载供电。更具体来说，本发明涉及由传输器使用功率传感器对接收器进行无线功率传输以给负载供电，所述功率传感器可感测其它传输器何时在传输以便使传输器在适当时间传输脉冲。
背景技术
射频(RF)功率传输的当前方法使用连续波(CW)系统。这意味着传输器将固定量的功率连续供应到远程单元(天线、整流器、装置)。然而，整流器具有与天线所接收的功率成比例的效率。为了克服此问题，开发一种功率传输的新方法，其涉及脉冲所传输的功率(开关键控(OOK)载波频率)。
发明内容
本发明涉及用于将功率无线地传输到接收器以给负载供电的传输器。所述传输器包含用于产生功率脉冲的脉冲产生器。所述传输器包含可感测其它传输器何时在传输以便使所述产生器在适当时间传输脉冲的功率传感器。
本发明涉及用于传输器的脉冲产生器的功率传感器，其可感测其它传输器何时在传输以便使产生器在适当时间传输脉冲。所述传感器包含天线。所述传感器包含模拟到数字转换器或电压比较器或输入引脚。
本发明涉及用于功率传输的系统。所述系统包含传输器，其传输功率脉冲且感测其它传输器何时在传输以便使产生器在适当时间传输脉冲。所述系统包含接收器，其接收由功率传输器传输的功率脉冲以给负载供电。
本发明涉及用于将功率传输到接收器以给负载供电的方法。所述方法包含使用脉冲产生器来产生功率脉冲的步骤。存在基于功率传感器来传输脉冲的步骤，所述功率传感器可感测其它传输器何时在传输以便使产生器在适当时间传输脉冲。
本发明涉及用于将功率传输到接收器以给负载供电的设备。所述设备包含多个传输器，每一传输器产生功率脉冲且每一传输器具有相关联的传感器，其可感测所述传输器何时在产生所述脉冲，使得所述相关联的传输器可在适当时间传输所述脉冲，由所述接收器接收所述脉冲以给负载供电。
本发明涉及用于将功率传输到接收器以给负载供电的方法。所述方法包含从多个传输器产生功率脉冲的步骤，每一传输器具有相关联的传感器，其可感测所述传输器何时在产生所述脉冲，使得所述相关联的传输器可在适当时间传输所述脉冲，由所述接收器接收所述脉冲以给负载供电。
本发明涉及用于功率传输的系统。所述系统包含传输具有平均传输功率的功率脉冲的传输器。所述系统包含接收由功率传输器传输的功率脉冲以给负载供电的接收器。由传输器产生的脉冲在接收器处产生比具有与传输器相同的平均传输功率的连续波系统高的电压。
本发明涉及用于功率传输的系统。所述系统包含传输功率脉冲的传输器。所述系统包含适合于设置在患者身上的接收器，其接收由功率传输器所传输的功率脉冲以给负载供电。
本发明涉及用于功率传输的系统。所述系统包含传输具有平均传输功率的功率脉冲的传输器。所述系统包含接收由功率传输器传输的功率脉冲以给负载供电的接收器。由传输器产生的脉冲在接收器处产生比具有与传输器相同的平均传输功率的连续波系统高的瞬时开路电压，从而能够在较远距离处进行电池再充电。
本发明涉及用于功率传输的系统。所述系统包含传输具有平均传输功率的功率脉冲的传输器。所述系统包含接收由功率传输器传输的功率脉冲以给负载供电的接收器。由传输器产生的脉冲在接收器处产生比具有与传输器相同的平均传输功率的连续波系统高的瞬时开路电压，从而能够在较远距离处直接供电。
本发明涉及用于功率传输的系统。所述系统包含传输功率脉冲的传输器。所述系统包含接收器，其接收由功率传输器传输的功率脉冲以给负载供电且在传输器未传输脉冲时传输数据。
本发明涉及用于将功率无线地传输到接收器的方法。所述方法包含由RF功率传感器感测功率的步骤。存在如果传感器所感测的功率低于阈值则由传输器无线地传输功率的步骤。
本发明涉及用于功率传输的系统。所述系统包含产生功率脉冲的传输器。所述系统包含位于衰减媒介内部或后方的接收器。所述接收器接收功率脉冲以便给负载供电。
本发明涉及用于功率传输的系统。所述系统包含产生具有平均值的输出功率的传输器。所述系统包含接收输出功率以给负载供电的接收器。负载在比连续波系统以与平均值相同的平均功率电平所能达到的距离远的距离处被供电。
本发明涉及无线地接收功率脉冲的接收器。所述接收器包含接收功率脉冲的整流器，所述脉冲在接收器处产生比具有与脉冲相同的平均功率的连续波功率高的电压。接收器包含与整流器电连通的存储装置，其由整流器供电且提供预定连续电平的功率。接收器包含与存储装置电连通且从存储装置接收功率的负载。
本发明涉及无线地接收功率脉冲的接收器。接收器包含接收功率脉冲的整流器，所述脉冲在接收器处产生比具有与脉冲相同的平均功率的连续波功率高的瞬时开路电压，从而能够在较远距离处进行电池再充电。接收器包含与整流器电连通且从整流器接收功率的电池。
本发明涉及无线地接收功率脉冲的接收器。接收器包含接收功率脉冲的整流器，所述脉冲在接收器处产生比具有与脉冲相同的平均功率的连续波功率高的瞬时开路电压，从而能够在较远距离处直接供电。接收器包含与整流器电连通的存储装置，其由整流器供电且提供预定连续电平的功率。接收器包含与存储装置电连通且从存储装置接收功率的负载。接收器包含与存储装置电连通且从存储装置接收功率的负载。
本发明涉及使用由接收器无线地接收的功率脉冲的方法。所述方法包含接收由接收器的整流器接收功率脉冲的步骤。存在由整流器提供来自功率脉冲的能量的步骤。存在使用来自整流器的能量给负载供电的步骤。
附图说明
图1a-1d是本发明的脉冲传输技术的图示解释。
图2是本发明的传输系统的框图。
图3展示如何使用载波频率来构造经脉冲波形。
图4展示使用经脉冲传输方法系统的电池再充电的实例。
图5是具有时钟产生器的接收器的框图。
图6a和图6b分别是多个传输器、单个频率、多个时隙实施例的框图以及依据时间的相关联脉冲。
图7是使用包括RF能量收获电路的RF功率传感器而实施的时隙选择器的框图。
图8是微处理器与RF功率传感器连通以控制RF功率传输器的框图。
图9是可由控制微处理器使用的算法。
图10是RF功率传感器连接到用以将数字信号提供到微处理器以用于控制RF功率传输器的电路的框图。
图11a和图11b分别是使用独立天线实施的RF功率传感器和使用RF功率传输天线实施的RF功率传感器的框图。
图12是本发明的多个传输器、多个频率、无时隙实施例的框图。
图13a和图13b分别是本发明的单个传输器、单个频率、未返回到零实施例的框图以及相关联的功率对时间图表。
图14a和图14b分别是本发明的单个传输器、多个频率、多个时隙实施例的框图以及相关联的功率对时间图表。
图15a和图15b分别是本发明的多个传输器、单个频率、多个时隙实施例的框图以及相关联的功率对时间图表。
图16a和图16b分别是本发明的单个传输器、多个频率、多个时隙未返回到零实施例的框图以及相关联的功率对时间图表。
图17a和图17b分别是本发明的单个传输器、多个频率、多个时隙、返回到零实施例的框图以及相关联的功率对时间图表。
图18是本发明的多个传输器、多个频率、无时隙、变化振幅实施例的框图。
图19a和图19b分别是多个传输器、多个频率、多个时隙、变化振幅的框图以及相关联的功率对时间图表。
图20是包括数据提取设备的接收器的框图。
图21展示关于本发明的身体和衰减媒介。
具体实施方式
将从结合附图进行的以下描述获得对本发明的全面理解，其中相同参考符号始终识别相同部件。
为了下文的描述，术语“上部”、“下部”、“右边”、“左边”、“垂直”、“水平”、“顶部”、“底部”以及其衍生词应在本发明如附图中所定向时涉及本发明。然而，应了解本发明可假定各种替代变化和步骤序列，除非明确指出与其相反。还应了解在附图中所说明且在以下说明书中所描述的特定装置和过程仅仅是本发明的示范性实施例。因此，关于本文所揭示的实施例的具体尺寸和其它物理特征不应视为限制。
参看图2、图8、图11a和图11b，展示用于将功率无线地传输到接收器32以给负载16供电的传输器12。传输器12包含用于产生功率脉冲的脉冲产生器14。传输器12包含功率传感器46，其可感测其它传输器何时在传输以便使产生器在适当时间传输脉冲。
优选的是，功率传感器46与脉冲产生器14连通。或者，功率传感器46与控制脉冲产生器14的微控制器48连通。或者，功率传感器46与模拟到数字转换器36连通，模拟到数字转换器36与控制脉冲产生器14的微控制器48连通，如图10所示。
脉冲产生器14可包括具有输出的频率产生器20以及与频率产生器20和天线18连通的放大器22。可存在控制频率产生器20或放大器22以形成脉冲的启用器24。启用器24优选界定脉冲之间的持续时间。
持续时间优选大于频率产生器20输出的一个循环的一半。
所传输脉冲的功率可等同于连续波功率传输系统的平均功率。脉冲的平均功率Pavg优选由下式界定：
P AVG = P PEAK ( T PULSE ) T PERIOD .
脉冲产生器14可在脉冲之间产生连续量的功率。脉冲产生器14可循序地以不同的输出频率产生脉冲。或者，脉冲产生器14可以不同的振幅产生脉冲。脉冲产生器14可包括多个频率产生器20、放大器22以及与频率产生器20和放大器22连通的频率选择器39，所述频率选择器39确定并路由从频率产生器20到放大器22的正确频率。
脉冲产生器14可在脉冲之间传输数据。脉冲产生器14可在脉冲中传输数据。传输器12可包括增益控制26，其控制频率产生器20或放大器22以形成脉冲。增益控制26可界定脉冲之间的持续时间。
本发明涉及用于传输器12的脉冲产生器14的功率传感器46，其可感测其它传输器何时在传输以便使产生器在适当时间传输脉冲，如图10中所示。传感器46包含天线18。传感器46包含模拟到数字转换器36或电压比较器或输入引脚，如图10中所示。
本发明涉及用于功率传输的系统10。系统10包含传输器12，其传输功率脉冲且感测其它传输器何时在传输以便使产生器在适当时间传输脉冲，如图2和图8中所示。系统10包含接收器32，其接收由功率传输器12传输的功率脉冲以给负载16供电。优选的是，接收器32在传输器12未传输脉冲时传输数据。
本发明涉及用于将功率传输到接收器32以给负载16供电的方法。方法包含使用脉冲产生器14产生功率脉冲的步骤。存在基于功率传感器46来传输脉冲的步骤，功率传感器46可感测其它传输器何时在传输以便使产生器在适当时间传输脉冲。
本发明涉及用于将功率传输到接收器32以给负载16供电的设备，如图5和图12中所示。设备包含多个传输器12，每一传输器产生功率脉冲且每一传输器具有相关联的传感器46，传感器46可感测传输器12何时在产生脉冲，使得相关联的传输器12可在适当时间传输脉冲，由接收器32接收所述脉冲以给负载16供电。
本发明涉及用于传输功率的接收器32以给负载16供电的方法。方法包含由多个传输器12产生功率脉冲的步骤，每一传输器具有相关联的传感器46，传感器46可感测传输器12何时在产生脉冲使得相关联的传输器12可在适当时间传输脉冲，由接收器32接收所述脉冲以给负载16供电。
本发明涉及用于功率传输的系统10，如图2中所示。系统10包含传输器12，其传输具有平均传输功率的功率脉冲。系统10包含接收器32，其接收由功率传输器12传输的功率脉冲以给负载16供电。由传输器12产生的脉冲在接收器32处形成电压，所述电压比具有与传输器12相同的平均传输功率的连续波系统高。
本发明涉及用于功率传输的系统10。系统10包含传输功率脉冲的传输器12。系统10包含接收器32，其适合于设置在患者身上，其接收由功率传输器12传输的功率脉冲以给负载16供电。图21展示关于系统10的身体52(在此处是患者)和衰减媒介54(在此图中与身体52相同)。接收器32具有设置在患者身上的天线18。
本发明涉及用于功率传输的系统10。系统10包含传输器12，其传输具有平均传输功率的功率脉冲。系统10包含接收器32，其接收由功率传输器12传输的功率脉冲以给负载16供电。由传输器12产生的脉冲在接收器32处形成瞬间开路电压，所述电压比具有与传输器12相同的平均传输功率的连续波系统高，从而能够在较远距离处进行电池再充电。
本发明涉及用于功率传输的系统10。系统10包含传输器12，其传输具有平均传输功率的功率脉冲。系统10包含接收器32，其接收由功率传输器12传输的功率脉冲以给负载16供电。由传输器12产生的脉冲在接收器32处形成瞬间开路电压，所述电压比具有与传输器12相同的平均传输功率的连续波系统高，从而能够在较远距离处直接供电。
本发明涉及用于功率传输的系统10。系统10包含传输器12，其传输功率脉冲。系统10包含接收器32，其接收由功率传输器12传输的功率脉冲以给负载16供电且在传输器12未传输脉冲时传输数据。
本发明涉及用于将功率无线地传输到接收器32的方法。方法包含由RF功率传感器46感测功率的步骤。存在如果传感器46所感测的功率在阈值以下则由传输器12无线地传输功率的步骤。优选的是，存在如果传感器46所感测的功率在阈值以上则等待由传输器12无线地传输功率的步骤。
本发明涉及用于功率传输的系统10。系统10包含传输器12，其产生功率脉冲。系统10包含接收器32，其位于衰减媒介内部或后方。接收器32接收功率脉冲以给负载16供电。
本发明涉及用于功率传输的系统10。系统10包含传输器12，其产生具有平均值的输出功率。系统10包含接收器32，其接收输出功率以便给负载16供电。负载16在比连续波系统以与平均值相同的平均功率电平所能达到的距离远的距离处被供电。负载16可以是电池、电路或LED。
本发明涉及无线地接收功率脉冲的接收器32。接收器32包含接收功率脉冲的整流器28，所述脉冲在接收器32处形成电压，所述电压比具有与脉冲相同的平均功率的连续波功率高。接收器32包含与整流器28电连通的存储装置，其由整流器28供电且提供预定连续电平的功率。接收器32包含负载16，其与存储装置电连通且从存储装置接收功率。
本发明涉及无线地接收功率脉冲的接收器32。接收器32包含接收功率脉冲的整流器28，所述脉冲在接收器32处形成瞬时开路电压，所述电压比具有与脉冲相同的平均功率的连续波功率高，从而能够在较远距离处进行电池再充电。接收器32包含电池，其与整流器28电连通且从整流器28接收功率。除了电池以外，可存在与整流器28和电池电连通的存储装置，其由整流器28供电且向电池提供预定连续电平的功率。
本发明涉及无线地接收功率脉冲的接收器32。接收器32包含接收功率脉冲的整流器28，所述脉冲在接收器32处形成瞬时开路电压，所述电压比具有与脉冲相同的平均功率的连续波功率高，从而能够在较远距离处直接供电。接收器32包含与整流器28电连通的存储装置，其由整流器28供电且提供预定连续电平的功率。接收器32包含负载16，其与存储装置电连通且从存储装置接收功率。
本发明涉及用于使用由接收器32无线地接收的功率脉冲的方法。方法包含由接收器32的整流器28接收功率脉冲的步骤。存在由整流器28提供来自功率脉冲的能量的步骤。存在使用来自整流器28的能量来给负载16供电的步骤。
在本发明的操作中，射频(RF)功率传输的当前方法使用连续波(CW)系统或固定输出功率。这意味着传输器向远程单元(天线、整流器、装置)连续供应固定量的功率。然而，整流器具有与天线所接收的功率成比例的效率。为了克服此问题，开发一种功率传输的新方法，其涉及脉冲所传输功率(开关键控(OOK)载波频率)。脉冲传输允许较高的峰值功率电平以获得等同于CW系统的平均值。在图1中说明此概念。应注意每一脉冲可具有不同的振幅，且每一脉冲的振幅可随着脉冲持续时间而变化。这意味着振幅可随着脉冲的持续时间而有若干形状，包括(但不限于)恒定线形状、递增或递减倾斜形状、方波形状、正弦波形状、正弦平方波形状或任何其它形状。
如图1a中所示，CW系统供应固定/平均功率P1。因此，整流电路以效率E1转换所接收功率，如图1c所示。图1b中所示的经脉冲传输方法(PTM)也具有平均功率P1，然而其并不固定。相反，功率以X乘P1经脉冲以获得平均值P1。此允许系统10在由监管局评估时等同于CW系统。此方法的主要益处是将整流电路的效率增加到E2。这意味着即使平均传输功率对于两个系统保持恒定，装置仍将经历可用的功率和电压的增加。在图1d中可见直流(DC)功率的增加，其中E1和E2分别对应于DC1和DC2。在图2中可见此系统10的框图表示。接收电路可采用许多不同形式。在第6,615,074号专利(用于向远程站供能的设备和相关方法(Apparatus for Energizing a Remote Station andRelated Method))中给出功能装置的一个实例。
通过首先启用频率产生器20和放大器22两者来完成脉冲。接着，启用线(其将在此时启用)将在频率产生器20或放大器22上切换以停用接着重新启用所述装置中的一者。此动作将产生经脉冲输出。作为实例，如果频率产生器20上的启用线在ON与OFF之间切换，此将对应于产生RF能量随后无RF能量。应注意，频率产生器20和放大器22以及启用和停用的过程可被称作脉冲产生器14或RF功率传输器12。
为了区分PTM与CW系统，必须界定脉冲之间的最小持续时间。此时间将依据传输频率而变，且将限于来自频率产生器20的输出的一个循环的一半。进一步减少OFF时间是可能的，但在正或负摆动期间切换将产生谐波，所述谐波将被传递到天线18。这将意味着还传输除了载波之外的频率，从而导致与其它频带的可能的干扰。然而，实际上以所述高速率切换将是不利的。频率产生器20、放大器(Amp)和整流器28的响应时间将总是比所描述的短持续时间长。这意味着系统10将不能够快速地响应改变，且PTM系统10的益处将降低。
每一方框的实例如下。
表1—图2方框的描述
 
方框 实例
频率产生器 RF信号产生器(Agilent 8648)、锁相环路(PLL)、振荡器
放大器 Amplifier Research 5W1000、MHL9838
整流器 全波、半波、专用
滤波器 电容器、L-C
负载 装置、电池、电阻器、LED
图3展示如何使用载波频率来构造经脉冲波形。如图可见，脉冲仅表明所传输频率的持续时间和振幅。还说明了用于确定经脉冲传输的平均功率的简单等式。经脉冲信号的所得平均值等同于CW信号。
将使用此方法的一个实例处于890—940MHz的范围内。联邦通信委员会(FCC)在联邦法规代码(CFR)标题47、第15.243节中列出了在此带中操作的要求。在附录A中显示此规范。关于此带的法规指定使用平均值检测器来测量发射限值，且由第15.35节限制峰值传输，在附录B中显示此节。此法规规定峰值发射限于20dB，其为对所述频带规定的平均功率的100倍。此将对应于图1b中的限值X＝100。
用于PTM的另一应用在于功率存储装置的充电或再充电，其可包括(但不限于)电池、电容器或任何其它功率存储装置。PTM良好适合于充电或再充电功率存储装置，因为在距传输器12的任何距离处，放置在具有给定平均输出功率的PTM功率场中的经设计以用于接收RF功率的任何电路将产生比放置在具有相同平均输出功率的CW功率场中的电路高的开路电压。开路电压是指在接收器32电路的输出上读取的电压，其中所述输出未连接到任何负载16，因此称为开路电压。开路电压取决于经设计以用于接收RF功率的电路可用的功率的量。在PTM功率传输系统10中，输出的峰值功率比具有相同平均输出功率的CW功率传输系统所输出的峰值功率高得多。此开路电压对于充电和再充电功率存储装置是关键的，因为如果开路电压小于功率存储装置上的电压，那么将不存在转移到功率存储装置的电荷。
作为实例，假设存在具有需要定期再充电的3伏(V)电池的一些装置，但所述装置不可移动且电池不可移除。给定以下选项：使用CW功率传输系统，或使用PTM功率传输系统10来将RF功率供应给经设计以接收RF功率的电路且给装置的电池充电。装置固定在墙壁上距功率传输器12需要用于功率传输系统10所在处20英尺。所给定的唯一要求是平均输出功率是5瓦(W)。由于监管局或由于来自RF暴露的健康问题而可规定此限值。对于CW系统，其中功率传输器输出恒定5瓦的RF功率，经设计以接收RF功率的电路在其距功率传输器10英尺以内时可具有3伏的开路电压。这意味着仅在距功率传输器12在10英尺以内的装置将能够给其电池充电，且因此此系统10在此实例中将不起作用。所给定的另一选项是PTM系统10，其与使功率传输器12具有更高的峰值输出功率相关，但仅在CW功率传输器开的时间部分内开。在此情况下，选择输出10倍的功率。PTM系统10输出50瓦峰值功率，且通过使用等式1，其可确定功率传输器12应仅输出CW系统的十分之一倍的RF功率。因此，可如此设置PTM功率传输系统10，使得其在10秒周期中的1秒中输出50瓦，且在其它9秒中关。根据等式1，PTM功率传输器12平均具有5瓦的RF功率输出，与CW系统相同。然而，来自PTM系统10的50瓦脉冲允许经设计以用于接收RF功率的电路在脉冲期间在约30英尺处产生3伏的开路电压(意味着电荷存储装置处于3伏(举例来说，并非限制))，从而电池可经充电或再充电。容易看到，用于实施此充电解决方案的明确选择将是PTM系统10，这归因于与CW系统相比在距离或范围上的增加。图4中可见此实例。
可使用以下分析来近似PTM系统10的开路电压。
如以下等式中所示，所属领域的技术人员通过将传入波的电场强度E乘以天线18的有效高度he可容易计算出CW系统的开路电压Voc-cw。
Voc-CW＝E·He(2)
通过以下等式，电场强度可与所传输功率有关。
E = P T G T η 4 π r 2 - - - ( 3 )
其中PT是所传输功率，GT是传输器12的增益，η是自由空间的阻抗，且r是RF功率传输器12与RF功率收获天线18之间的距离。
结合先前两个等式展示：在空间中的给定点处的开路电压直接与所传输功率的平方根成比例，如以下等式中所展示。
V oc - CW = P T G T η 4 π r 2 · h e - - - ( 4 )
因此，PTM系统10的开路电压Voc-PTM可通过X的平方根而与CW系统的开路电压相关，其中X在图1中展示为脉冲相对CW功率电平的振幅增加。此等式如下展示。
V oc - PTM = XP T G T η 4 π r 2 · h e V oc - CW = P T G T η 4 π r 2 · h e → V oc - PTM V oc - CW = X - - - ( 5 )
V oc - PTM = X · V oc - CW - - - ( 6 )
使用经设计以用于接收RF功率并将RF功率转换为DC功率的电路来测试此分析。所述电路与50欧姆输入相配，电路经设计以不具有负载16。所测量的电压是DC开路电压。对于电路被施加以给定输入功率电平的CW功率传输系统，读取的开路电压为2.275伏。从先前实例可知此电压不足以给3伏电池充电。切换到峰值脉冲功率是CW系统的两倍的PTM功率传输系统10，但仅有一半时间开，因此使功率平均化为CW系统的功率，脉冲期间的开路电压是3.3伏。所述电路容易获得足够的功率来给来自先前实例的电池充电。通过上述分析，PTM系统10在脉冲期间的开路电压除以CW系统的开路电压应等于脉冲乘数的平方根，脉冲乘数在此情况下是2。因此，3.3伏除以2.275等于1.45，其基本上等于2的平方根或等于1.414。总之，使用PTM功率传输系统10允许在比CW功率传输系统低的平均功率下给功率存储装置再充电。
以类似于使用PTM来增加设计用于接收RF功率的电路可接收给定功率电平或开路电压的距离的方式，可使用PTM系统10来穿透CW系统不能穿透的区域。作为一个实例，存在两个并排且由厚墙壁分隔的房间。在房间1中设置的CW功率传输系统不能以针对系统10所设计的当前平均输出功率给房间2中经设计以用于接收RF功率的任何电路供电，因为房间之间的墙壁衰减了所传输的功率信号。在不增加CW系统获得房间2中的覆盖率的平均输出功率的情况下，PTM功率传输系统10可实施在房间1中。此PTM系统10将允许从系统10输出相同的平均功率，但是由于脉冲的较高峰值输出功率，在房间2中经设计以用于接收RF功率的电路现在能够以来自PTM系统10的可用电压电平接收功率。应注意，可用电压电平可经界定为(但不限于)在直接供电应用中操作电路所需的最小电压和/或经界定为用于功率存储装置再充电的电池或存储元件电压。还应注意，可认为不含有功率存储装置(例如(但不限于)电池或超级电容器)的装置是直接供电的。
类似的实例是给包含在、植入在或浸入人类、动物、其它生物或其它衰减媒介内的装置供电。许多医疗装置变得较小，且可安全地植入人类或动物的体内。然而，这些医疗装置仍需要功率，无论是电池还是某种形式的无线功率传输。无线功率传输是理想的解决方案，因为使用电池的装置最终将必须替换电池。然而，如同上文关于由衰减墙壁分隔的两个房间的实例，身体对所传输功率也具有衰减效应。使用CW功率传输系统将需要来自传输器的较高的平均输出功率，以在信号衰减之后接收可用电压电平以给RF功率收获装置直接供电或给功率存储装置充电或再充电。此对于所涉及的人类或动物是危险的，因为RF能量的高平均功率电平将在RF功率进入体内且衰减或消散时而在人类或动物的体内产生热，其将导致细胞和组织被加热、改变、破坏或杀死。使用PTM功率传输系统10消除了此问题，因为其允许RF能量的较低的平均功率电平进入身体，而同时穿透衰减身体以将RF功率传递给经设计以用于以可用电压电平接收RF功率的电路。
PTM的另一益处在于增加了给定传输器12功率电平的所接收电压。作为实例，安全传感器46可需要20微瓦(uW)的功率以与1.8伏的最小可用电压一起操作。传感器46可需要在30英尺的距离处工作。此实例中的限制因素将很可能是传感器46所需要的电压而非所需要的功率的量。更具体来说，传感器46可在30英尺的距离处接收20uW的功率，然而，电压可显著低于1.8伏。为了补偿接收器32处的低电压电平，连续波传输器必须产生更多的功率，从而导致在30英尺处高于20uW，以便使接收器32将1.8伏供应给传感器46。然而，在PTM系统10中，可通过检查传感器46所需的最小电压来设置脉冲或峰值输出功率的振幅，且可通过传感器46所需的功率的量来设置脉冲波形的工作循环。因此，对于所给定的实例，CW系统可在30英尺距离处给出500uW以便获得1.8伏。PTM系统10将使用用于与CW系统相同的脉冲的峰值功率电平，以便将1.8伏给予传感器46。然而，PTM系统10将使用百分之四的工作循环(20uW/500uW)以将仅传感器46需要的20uW给予传感器46。所得PTM系统10将通过使用比CW系统中所传输的功率小96％的平均传输功率而满足传感器46的要求。
应注意，本发明在任何频率下且使用任何天线18工作，例如(但不限于)偶极天线、偶极阵列天线、单极天线、贴片天线、八木天线、螺旋天线、喇叭天线、抛物面天线、角反射器天线、面板天线或任何其它天线18。这些天线可经设计以具有任何极化，例如(但不限于)线性极化、水平极化、垂直极化、圆形极化、椭圆极化、双极化、双圆极化、双椭圆极化或任何其它极化。此方法也可与连接到单个传输器12的多个天线18一起工作，所述天线18具有以上所列的任何类型且使用以上所列的任何极化。
已在FM无线电带中在98MHz处执行测试。在屏蔽房间中执行测试以避免干扰无线电服务。脉冲的工作循环从百分之100(CW)变化到百分之1，其分别具有100毫秒(ms)和1秒的恒定周期且分别展示在表2和表3中。脉冲的振幅经调整以获得1毫瓦(mW)的平均功率。表格展示了所测试的各种工作循环以及由接收器32转换的电压和功率。在图2中说明接收电路。如从表3中可见，所接收DC电压增加了约10倍，且功率通过将工作循环从100％改变到1％而增加了约100倍。
表2—在98MHz、周期为100m下的实验结果
 
工作循环 脉冲宽度(ms) 峰值传输功率(mW) 平均传输功率(mW) 所接收DC电压(V) 所接收DC功率(μW)
100.0％50.0％40.0％20.0％16.0％10.0％8.00％5.00％4.00％2.00％1.60％1.25％1.00％ 100.050.040.020.016.010.08.005.004.002.001.601.251.00 1.002.002.505.006.2510.012.520.025.050.062.580.0100.0 1.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00 0.310.280.460.740.831.091.251.551.722.42.62.712.54 0.2910.2380.6411.6592.0883.6004.7357.2808.96517.45520.48522.25519.550
表3—在98MHz、周期为1000ms下的实验结果
 
工作循环 脉冲宽度(ms) 峰值传输功率(mW) 平均传输功率(mW) 所接收DC电压(V) 所接收DC功率(μW)
100.0％50.0％40.0％20.0％16.0％10.0％8.00％5.00％4.00％2.00％1.60％1.25％1.00％ 1000.0500.0400.0200，0160.0100.080.0050.0040.0020.0016.0012.5010.00 1.002.002.505.006.2510.012.520.025.050.062.580.0100.0 1.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00 0.290.410.520.740.851.121.261.61.752.312.612.833.03 0.2550.5090.8191.6592.1893.8014.8117.7589.28016.17020.64324.26927.821
在实施此方法时有用的频带的另一实例包括工业、科学和医疗带(ISM)。建立此带以调节在无线电频谱内的频率上发射电磁能量的工业、科学和医疗装备，以便防止对经授权无线电通信服务的有害干扰。这些带包括以下：6.78MHz±15KHz、13.56MHz±7KHz、27.12MHz±163KHz、40.68MHz±20KHz、915MHz±13MHz、2450MHz±50MHz、5800MHz±75MHz、24125MHz±125MHz、61.25GHz±250MHz、122.5GHz±500MHz和245GHz±1GHz。
经脉冲传输系统10具有众多优势。下文列举其中的一些优势。
1.整流器28效率的增加增加了系统10的整体效率。为了帮助说明此陈述，将检查表3中的数据。CW系统(100％工作循环)能够接收且转换0.255uW的功率，而1.00％的PTM俘获27.821uW。此效率增加超过10,000％。
2.与CW系统的平均值相比可获得更大的输出电压。此由整流器28效率的增加而导致。这也是大功率脉冲的一个因素，大功率脉冲在图2中的滤波器30的输入处产生大电压脉冲。大电压脉冲将被过滤，且在假设负载16较大的情况下提供更大的电压。
3.系统10效率的增加允许使用较少的平均传输功率来获得相同的所接收DC功率。此导致以下优势。
a.距传输器12的人类安全距离由于平均传输功率的减少而减少。(人类安全距离一个术语，其用于描述人必须距传输源多远以确保其未暴露在高于FCC人类安全法规所允许的RF场强度。作为实例，用于915MHz下的一般人群暴露的所允许的场强度是0.61mW/cm2。)
b.较少的平均传输器12功率允许在增加数目的带中操作，所述带包括不需要许可证的带，例如工业、科学和医疗(ISM)带。
c.对于许可的带，平均传输器12功率的减少转化到许可功率的量的减少。
4.使用PTM功率传输系统10允许在比CW功率传输系统低的平均输出功率给功率存储装置再充电。
5.不仅允许较高功率电平和DC开路电压的较远距离，而且可穿透衰减RF能量的物体，从而在无需增加系统10中的传输器12的平均输出功率的情况下传递功率。
存在类似于所描述方法的近期专利，然而其对问题的基础解决方法用于不同的目的。第6,664,770号美国专利描述了使用脉冲调制载波频率以给含有DC到DC(DC-DC)转换器的远程装置供电的系统。使用DC-DC转换器来将输入DC电压的电平依据所选择的拓扑而向上或向下变换。在此情况下，使用升压转换器来增加输入电压。装置从传入场得到其功率，且也使用信号内所含有的调制来开关晶体管(DC-DC转换器中的基础组件)以用于增加所接收电压的目的。此文档内所描述的波形将具有与所参考专利中描述的特征类似的特征。本文所描述的系统10具有众多差别。提议的接收器32不含有DC-DC转换器。实际上，开发此方法是用于在不需要DC-DC转换器的情况下增加所接收的DC电压的目的。同样，并不希望提议的信号内所含有的调制用作时钟来驱动开关晶体管。其目的是允许使用大的峰值功率来增加整流电路的效率，其又在无需DC-DC转换器或从传入经脉冲信号导出时钟的情况下增加接收器32输出电压。
如先前所述，经脉冲波形并不既定用作时钟信号。如果由于经脉冲波形并未(通过增加效率)独自产生足够大的电压增加而在接收电路中需要DC-DC转换器42，那么将使用使用整流器28的纯DC输出所产生的板上时钟来实施DC-DC转换器42。在接收器32中产生时钟证明比包括额外电路以从传入经脉冲波形导出时钟更有效，因此提供比所参考专利更大的接收器32效率。图5展示将如何实施此系统10。
最近已有由Lucent Digital Radio公司、a venture of Lucent Technologies and PequotCapital Management公司执行的成功测试，其在不与当前服务交互作用的情况下将数字无线电服务并入现存模拟无线电信号中。如此说来，如果发现有利的话，可能将功率传输信号(例如在本文档中所述的功率传输信号)并入现有RF设施(无线电、TV、蜂窝式等等)。此将允许多个站随同功率一起给指定区域内的装置提供内容。
应注意，对来自传输器的输出功率进行脉冲(OOK)也在接收器电路中产生来自整流器的经脉冲输出。作为实例，如果用百分之五十的工作循环以60Hz对所传输功率进行脉冲，那么开(ON)时间将为约8.3ms，且关(OFF)时间也将为约8.3ms。这意味着整流器在关周期期间将不向负载供应电流。因此，可能有必要向整流器的输出添加存储元件，以确保输出电压或电流在脉冲的关周期内不下降大于预定的值。作为实例，可在整流器的输出处包括存储电容器。也可将存储电容器看作用于滤除出脉冲功率的频率的滤波器。此滤波器电容器不应与整流器内用以从DC输出移除载波的滤波器电容器混淆。在大多数情况下，脉冲频率与载波频率在需要不同的滤波分量的频率方面将大不相同。作为实例，整流器的输出可包括100pF高Q电容器以便以最小的损耗移除915MHz载波频率。脉冲频率可以是60Hz，其需要非常大的电容器以在8.3ms的关周期而非在整流器内使用的周期期间存储能量(或对脉冲进行滤波)。
脉冲传输方法—2
当使用多个传输器12时，脉冲传输方法提供对另一常见问题(相位抵消)的解决方案。此在两个(或两个以上)的波彼此相互作用时导致。如果一个波变为相对于另一波异相180度，那么反相将抵消，且很少或没有功率将可用且所述区域将是无效的。脉冲传输方法由于其非CW特征而减轻了此问题。此通过向每一传输器12指派时隙以使得在给定时间仅有一个脉冲有效而允许在未抵消的情况下同时使用多个传输器12。对于小数目的传输器12，可由于脉冲碰撞的低概率而不需要时隙。图6a中展示系统10硬件，而图6b中展示信号。控制信号用以激活每一传输器12以用于其指派的时隙。时隙选择器38通过将信号提供到频率产生器20和/或放大器22而启用或停用传输区块，且可以众多方式来实施，其包括(但不限于)微控制器48。
时隙选择器38在设计上也可为无线的，从而允许每一传输器12独立地操作。时隙选择器38可以众多方式来实施，其包括(但不限于)将RF功率感测装置(例如但不限于图7中展示的RF功率感测装置)添加到传输器12，所述RF功率感测装置可感测靠近RF功率传输器12的另一RF功率传输器12何时在传输RF功率。RF功率传感器46可经实施为RF能量收获电路(例如(但不限于)图7中展示的RF能量收获电路)，其可含有至少一个天线18、整流器28或RF到DC转换器36和/或滤波器30。如果时隙选择器38感测RF功率已从另一RF功率传输器12传输(即，来自所述功率传感器的输出高于阈值，例如电压阈值)，那么RF功率传输器12等待指定的时期(例如(但不限于)一个脉冲持续时间)，再次感测RF功率，且接着在没有其它RF功率在传输时传输RF功率(即，来自功率传感器的输出低于阈值)。RF功率传输器12的控制可通过(但不限于)微控制器48来执行，微控制器48与如图8中所展示的RF功率传感器46连通，其中来自微控制器48的输出可通过使用启用或增益控制26线(其展示于本文所呈现的多个图中)而用于控制RF功率传输器12。微控制器48可含有模拟到数字转换器36、电压比较器或标准输入引脚以用于感测来自另一RF功率传输器12的RF功率脉冲的存在。微控制器可通过模拟到数字转换器36、电压比较器或标准输入引脚的状态来确定是否传输RF功率脉冲或是否在传输RF功率脉冲之前等待预定时期。图9展示可由微控制器48使用以确定所传输RF功率脉冲的时序的算法。
在某些应用中，时隙选择器38可是RF功率传感器46(例如(但不限于)图7中展示的RF功率传感器)，其目的为感测从其它RF功率传输器12可用的RF功率且用以调整相应RF功率传输器12的输出，以便确保由任何经脉冲重叠引起的等同场强度(如果存在的话)并不超过规章限制。可通过使用与控制器连通或直接连接到本文所呈现的多个图中所示的启用或增益控制26线的模拟到数字转换器36、电压比较器或其它专用电压、电流和/或功率电平感测电路，通过测量来自RF功率感测装置的输出的电压、电流和/或功率电平来确定其它RF功率传输器12的等同场强度。图10中可见此方法的实例。
在某些应用中在时隙中具有重叠可能是有利的，其可由时隙选择器38控制，其中使用RF功率传感器46来控制振幅和时隙。RF功率传感器46可经实施为RF能量收获电路(例如(但不限于)图7中展示的RF能量收获电路)，其可含有至少一个天线18、整流器28或RF到DC转换器36和/或滤波器30。RF功率传感器46的输出可连接到装置，例如(但不限于)微控制器48。模拟到数字转换器36、电压电平检测电路，以用于确定RF功率传输当前是否正在传输RF功率脉冲和相应脉冲的振幅，或者RF功率传感器46的输出可直接连接到RF功率脉冲传输器12或脉冲产生器14中的RF放大器22上的启用或增益控制26线(其展示在本文所呈现的多个图中)。
应注意，RF功率传感器46可使用其自身天线18或可与RF功率传输器12共用天线18，如分别在图11a)和图11b)中所示。可使用与RF功率传感器46连通的同一微控制器48来执行天线18切换控制，或者可使用循环器或定向耦合器来实施切换。在某些应用中使用启用或脉冲产生器14来控制天线18切换的操作以确保RF放大器22的输出在RF功率传感器46连接到天线18时绝不有效可为有利的。
脉冲传输方法—3
完成多个传输器12、脉冲传输的多个频率方法的稍微容易的方式是使用确切相同的组件和设计来制造每一传输器12。所属领域的技术人员已知所有的组件基于组件之间的微小的制造和温度改变而具有公差。因此，制造一个以上相同传输器12将导致这些传输器12在由频率产生器20产生的频率和所输出的信号振幅方面具有微小的变化。这些变化将由以不同方式制造的组件产生，或者其可为一个传输器12放置在比其它位置略热的位置的结果。相同传输器12之间的这些微小差异将基本上将相同传输器12放置在略微不同的频率或信道上，从而产生图12中所示的结果。频率的微小差异确保在空间中的给定点处，来自多个传输器12的信号将恒定地漂进且漂出相位，从而意味着在某些时间其将破坏性地干扰，而在随后的时间其将建设性地干扰，这意味着如果不存在干扰那么平均所接收功率将相同。
脉冲传输方法—替代方案存在此文档中先前描述的三个方法的许多延伸。这些方法包括(但不限于)以下内容。
替代方案1.技术1的替代方案—载波并未完全变为零，仍保持有限值以供应低功率状态，例如装置的休眠模式。图13a中通过框图展示此方法，且图13b中展示脉冲波形。表1中已描述这些方框。启用信号线已由增益控制26线取代，其用以调整输出信号的电平。增益控制26线可以通过许多方式来实施。在频率产生器20上，增益控制26线可以是用于编程内部寄存器的锁相环(PLL)的串行输入，内部寄存器具有包括调整装置的输出功率的众多责任。放大器22上的增益控制26可仅仅是用以调整放大器22上的门电压的电阻分压器，其接着改变放大器22增益。应注意，增益控制26线可调整放大器22以具有正的和负的增益。此适用于此文档内对增益控制26线的所有参考。
替代方案2.技术1的替代方案—传输器12可循序地脉冲不同的频率以减少那个信道的平均功率。每一频率和/或脉冲可具有不同的振幅。在图14a中，每一频率产生器20产生不同的频率。所有这些频率被馈入频率选择器39中，其确定正确的频率且将其路由到放大器22。此方框可使用微控制器48和同轴开关来实施。微控制器48将使用算法来实施，其将在适当的时隙中激活正确的同轴开关以产生图14b中的波形。多个频率产生器20可使用可改变其输出的频率的单个组件来实施，例如(但不限于)PLL，其可消除对频率选择器39的需要。此可适用于需要多个频率产生器20的所有方法。
替代方案3.技术2的替代方案—每一传输器12和/或频率可具有不同的振幅。图15a中的框图添加增益控制26以产生图15b中展示的各种输出信号电平。
替代方案4.技术3的替代方案—可使用单个传输器12以循序地传输所有信道频率，从而消除对多个传输单元的需要。此将类似利用频率跳跃的CW系统，尽管将不发送数据，且目的将是用于功率收获。每一信号可具有不同的振幅。所有这些频率馈入频率选择器39中，其确定正确的频率且将其路由到放大器22。此方框可使用微控制器48和同轴开关来实施。已由于输出信号的连续性质而移除启用。在图16a中可见用于此方法的框图，而在图16b中展示脉冲波形。
替代方案5.技术4的替代方案—此波形(多个频率)可如方法1中所述而经脉冲。方法1中的单个频率、恒定振幅脉冲已由含时隙的脉冲取代。每一时隙可具有不同的频率和振幅。已添加启用线以允许系统10开启输出且关闭输出以用于脉冲。增益控制26线、启用线和频率选择器39如先前所描述而起作用。在图17a中可见此方法的框图，而在图17b中展示脉冲波形。
替代方案6.技术3的替代方案—每一传输器12和/或频率具有不同的振幅。已添加增益控制26线以允许输出信号电平变化。图18中可见用于此方法的框图。
替代方案7.技术4的替代方案—多个传输器12可循序地传输所有信道频率，其中每一信道在不同时隙中的不同传输器12处出现。在此方法中，使用控制信号以每一传输器12总是相对于其它传输器12在不同信道上的方式来使多个频率处的多个传输器12同步。此系统10也包括增益控制26以改变每一传输器12的输出的电平。可由已用算法编程的微控制器48来驱动控制线，以用于向每一传输器12指派用于当前时隙的不同频率。在下一时隙中，微控制器48将在确保所有传输器12在独立信道上操作的同时改变频率指派。可由相同的主微控制器48控制或由传输器12本地的微控制器48控制每一传输器12的增益控制26。启用线在发现有益的情况下允许传输器12停用其本身。图19a中可见用于此方法的框图，而图19b中展示脉冲波形。
额外注意
应注意，连续脉冲的脉冲宽度和周期可随着时间而变化。同样，每一时隙的持续时间可不同且可随着时间而变化。
如果被远程供电的装置是无线传感器46或以间隔将数据报告回基站的其它装置，问题在于用以给装置供电或给功率存储装置充电的RF功率信号(无论是CW还是PTM)将干扰无线装置传输其数据。在PTM情况下，无线装置可经设计以感测脉冲何时传入，且在脉冲的关周期期间传输其数据(使用独立天线或与功率系统共用的天线)。此将有效地消除与周期性传输其数据的无线装置的任何干扰。这是PTM优于CW系统的另一优势。CW系统将总是开启的，且因此干扰的机会将变得更大。
数据将包括在脉冲内用于通信目的。此将通过将数据线包括在先前图中所描绘的频率产生器20中来实现。此线将用以调制载波频率。接收器32将含有额外设备以从传入信号提取数据。此展示于图20中。
本发明不应与通过电感性耦合而功率转移相混淆，其需要相对靠近功率传输源的装置。作者Klaus Finkenzeller的RFID手册将电感耦合区域界定为传输器与接收器之间小于0.16倍λ(lambda)的距离，其中λ是RF波的波长。所提议的发明可在近场(有时称作电感)区域以及远场区域中实施。远场区域的距离大于0.16倍λ。
所属领域的技术人员应了解，虽然以上描述详细陈述了本发明的优选实施例，但可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对其进行修改、添加和改变。

Claims (39)

1.一种用于将功率无线地传输到接收器以给负载供电的传输器，其包含：
脉冲产生器，其用于产生功率脉冲；以及
功率传感器，其可感测其它传输器何时在传输以便使所述产生器在适当时间传输所述脉冲。
2.根据权利要求1所述的传输器，其中所述功率传感器与所述脉冲产生器连通。
3.根据权利要求1所述的传输器，其中所述功率传感器与控制所述脉冲产生器的微控制器连通。
4.根据权利要求1所述的传输器，其中所述功率传感器与模拟到数字转换器连通，所述模拟到数字转换器与控制所述脉冲产生器的微控制器连通。
5.一种用于传输器的脉冲产生器的功率传感器，其可感测其它传输器何时在传输以便使所述产生器在适当时间传输所述脉冲，其包含：
天线；以及
模拟到数字转换器或电压比较器或输入引脚。
6.一种用于功率传输的系统，其包含：
传输器，其传输功率脉冲且其感测其它传输器何时在传输以便使所述产生器在适当时间传输所述脉冲；以及
接收器，其接收由所述功率传输器传输的所述功率脉冲以给负载供电。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述接收器在所述传输器不在传输脉冲时传输数据。
8.一种用于将功率传输到接收器以给负载供电的方法，其包含以下步骤：
使用脉冲产生器产生功率脉冲；以及
基于可感测其它传输器何时在传输的功率传感器来传输所述脉冲，以便使所述产生器在适当时间传输所述脉冲。
9.一种用于将功率传输到接收器以给负载供电的设备，其包含：
多个传输器，每一传输器产生功率脉冲且每一传输器具有相关联的传感器，所述传感器可感测所述传输器何时在产生所述脉冲以使得所述相关联的传输器可在适当时间传输所述脉冲，所述接收器接收所述脉冲以给所述负载供电。
10.一种用于将功率传输到接收器以给负载供电的方法，其包含以下步骤：
从多个传输器产生功率脉冲，每一传输器具有相关联的传感器，所述传感器可感测所述传输器何时在产生所述脉冲以使得所述相关联的传输器可在适当时间传输所述脉冲，所述接收器接收所述脉冲以给所述负载供电。
11.一种用于功率传输的系统，其包含：
传输器，其传输具有平均传输功率的功率脉冲；以及
接收器，其接收由所述功率传输器传输的所述功率脉冲以给负载供电，由所述传输器产生的所述脉冲在所述接收器处产生比具有与所述传输器相同的平均传输功率的连续波系统高的电压。
12.一种用于功率传输的系统，其包含：
传输器，其传输功率脉冲；以及
接收器，其适合于设置在患者身上，其接收由所述功率传输器传输的所述功率脉冲以给负载供电。
13.一种用于功率传输的系统，其包含：
传输器，其传输具有平均传输功率的功率脉冲；以及
接收器，其接收由所述功率传输器传输的所述功率脉冲以给负载供电，由所述传输器产生的所述脉冲在所述接收器处产生比具有与所述传输器相同的平均传输功率的连续波系统高的瞬时开路电压，从而能够在较远距离处进行电池再充电。
14.一种用于功率传输的系统，其包含：
传输器，其传输具有平均传输功率的功率脉冲；以及
接收器，其接收由所述功率传输器传输的所述功率脉冲以给负载供电，由所述传输器产生的所述脉冲在所述接收器处产生比具有与所述传输器相同的平均传输功率的连续波系统高的瞬时开路电压，从而能够在较远距离处直接供电。
15.一种用于功率传输的系统，其包含：
传输器，其传输功率脉冲；以及
接收器，其接收由所述功率传输器传输的所述功率脉冲以给负载供电，且在所述传输器不在传输脉冲时传输数据。
16.一种用于将功率无线地传输到接收器的方法，其包含以下步骤：
由RF功率传感器感测功率；以及
如果所述传感器感测到的所述功率低于阈值，则传输器无线地传输功率。
17.根据权利要求16所述的方法，其包括如果所述传感器感测到的所述功率高于所述阈值则等待所述传输器无线地传输功率的步骤。
18.根据权利要求1所述的传输器，其中所述脉冲产生器包括具有输出的频率产生器以及与所述频率产生器连通的放大器。
19.根据权利要求18所述的传输器，其包括控制所述频率产生器或所述放大器以形成所述脉冲的启用器。
20.根据权利要求19所述的传输器，其中所述启用器界定脉冲之间的持续时间。
21.根据权利要求20所述的传输器，其中所述持续时间大于所述频率产生器输出的一个循环的一半。
22.根据权利要求21所述的传输器，其中所述传输的脉冲的所述功率等同于连续波功率传输系统的平均功率。
23.根据权利要求22所述的传输器，其中所述脉冲的所述平均功率Pavg由 P AVG = P PEAK ( T PULSE ) T PERIOD 来确定。
24.根据权利要求1所述的传输器，其中所述脉冲产生器在脉冲之间产生连续量的功率。
25.根据权利要求1所述的传输器，其中所述脉冲产生器循序地以不同的输出频率产生脉冲。
26.根据权利要求1所述的传输器，其中所述脉冲产生器以不同的振幅产生脉冲。
27.根据权利要求26所述的传输器，其中所述脉冲产生器包括：多个频率产生器；放大器；以及频率选择器，所述频率选择器与所述频率产生器和所述放大器连通，其确定正确的频率且将所述正确的频率从所述频率产生器路由到所述放大器。
28.根据权利要求1所述的传输器，其中所述脉冲产生器在脉冲之间传输数据。
29.根据权利要求1所述的传输器，其中所述脉冲产生器在所述脉冲中传输数据。
30.根据权利要求18所述的传输器，其包括控制所述频率产生器或所述放大器以形成所述脉冲的增益控制。
31.根据权利要求30所述的传输器，其中所述增益控制界定脉冲之间的持续时间。
32.一种用于功率传输的系统，其包含：
传输器，其产生功率脉冲；以及
接收器，其位于衰减媒介内部或后方，其中所述接收器接收所述功率脉冲以便给负载供电。
33.一种用于功率传输的系统，其包含：
传输器，其产生具有平均值的输出功率；以及
接收器，其接收所述输出功率以便给负载供电，其中在比连续波系统以与所述平均值相同的平均功率电平所达到的距离远的距离处给所述负载供电。
34.根据权利要求33所述的系统，其中所述负载是电池、电路或LED。
35.一种用于功率传输的系统，其包含：
传输器，其传输功率脉冲；以及
接收器，其接收由所述传输器传输的所述功率脉冲以给负载供电，其中所述负载具有预定的功率要求，且所述传输器使用比传输器输出固定量的功率小的平均输出功率来满足所述预定的功率要求。
36.一种接收器，其无线地接收功率脉冲，其包含：
整流器，其接收所述功率脉冲，所述脉冲在所述接收器处产生比具有与所述脉冲相同的平均功率的连续波功率高的电压；
存储装置，其与所述整流器电连通，所述存储装置由所述整流器供电且提供预定连续电平的功率；以及
负载，其与所述存储装置电连通且从所述存储装置接收功率。
37.一种接收器，其无线地接收功率脉冲，其包含：
整流器，其接收所述功率脉冲，所述脉冲在所述接收器处产生比具有与所述脉冲相同的平均功率的连续波功率高的瞬时开路电压，从而能够在较远距离处进行电池再充电；以及
电池，其与所述整流器电连通且从所述整流器接收功率。
38.一种接收器，其无线地接收功率脉冲，其包含：
整流器，其接收所述功率脉冲，所述脉冲在所述接收器处产生比具有与所述脉冲相同的平均功率的连续波功率高的瞬时开路电压，从而能够在较远距离处直接供电；
存储装置，其与所述整流器电连通，所述存储装置由所述整流器供电且提供预定连续电平的功率；以及
负载，其与所述存储装置电连通且从所述存储装置接收功率。
39.一种用于使用由接收器无线地接收的功率脉冲的方法，其包含以下步骤：
由所述接收器的整流器接收所述功率脉冲；
由所述整流器提供来自所述功率脉冲的能量；以及
使用来自所述整流器的所述能量来给负载供电。
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