KR20080031391A

KR20080031391A - 통신을 통한 전력 전송 시스템, 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20080031391A
Application number: KR1020087003237A
Authority: KR
Inventors: 챨스 이. 그린; 다니엘 더블유. 해리스트; 존 쥐. 세아레르
Original assignee: 파워캐스트 코포레이션
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2008-04-08
Also published as: EP1905162A2; WO2007008608A3; ZA200800141B; WO2007008608A2; CA2614482A1; NO20080684L; JP2009500999A; AU2006269336A1; US20070010295A1; MX2007016362A; CN101288236A

Abstract

본 발명은 무선 전력 송신기, 무선 데이터 전송부 및 무선 데이터 수신부를 구비한 기지국을 갖는 통신을 통한 전력 전송 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류(direct current)로 변환하기 위한 전력 수집기(power harvester)와, 상기 전력 수집기와 통신하여 상기 직류 전류를 저장하는 전력 저장부를 구비한 원격지국을 포함한다. 다른 면에서,상기 시스템은 측파밴드(sidebands)들이 소정 레벨에 혹은 소정 레벨 이하에 있는 주파수에서 전력을 전송하는 무선 전력 송신기와, 무선 데이터 통신부를 구비한 기지국을 포함한다. 다른 측면에서, 상기 시스템은 범위가 r≥2 D ² /λ인 안테나를 갖는 무선 전력 송신기와, 무선 데이터 통신부를 구비한 기지국을 포함하며, 여기서 r은 상기 전력 송신기와 상기 원격장치 간의 거리이고, D는 상기 전력 송신기 안테나 혹은 상기 원격장치 안테나의 최대 면적이며, λ는 상기 전력 주파수의 파장이다. 본 발명은 또한 통신을 통한 전력 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

통신을 통한 전력 전송 시스템, 장치 및 방법{POWER TRANSMISSION SYSTEM, APPARATUS AND METHOD WITH COMMUNICATION}

본 발명은 통신을 통한 무선 전력 전송에 과한 것으로, 보다 상세하게는, 어떤 측파밴드(sideboards)들도 소정 레벨에 혹은 소정 레벨 이하에 있는 주파수에서 전력이 전송되는, 통신을 통한 무선 전력 전송에 관한 것이다.

현재, 대부분의 FRID 시스템들은 수동적인 것으로 이들은 모두 특정 범위내에서 수신기(태그)에게 사용전력(전자기장, 전자필드 혹은 자기장)을 제공하기 위해 이용되는 송신기를 가지고 있다. 이 같은 송신기는 데이터 통신을 위해서도 이용된다. 이는 도 1에 도시되어 있다.

도 1에 도시된 시스템의 몇 가지 반복(iteration)들이 있는데, 이들 중 일부가 도 2 및 3에 도시되어 있다.

도 2에서 데이터 수신기는 송신기와 분리되어 있지만 공유 안테나를 사용한다. 도 3은 송신기 및 수신기가 서로 다른 안테나를 사용할 수도 있음을 도시하고 있다. 그러나, 모든 경우에, 전력 송신기 및 데이터 송신기는 동일한 유닛 내에 포함되어 있다. 상기 도면들은 단일 태그 블록을 도시하고 있지만, 다수의 태그들이 사용전력을 수신하고 상기 기술된 시스템들과 통신할 수 있다는 점을 알아야 한다.

도 1 내지 3에 도시된 시스템들과는 다른 하나의 시스템은 이하 참조로 이용되는 미국특허 6,289,237("원격지국으로의 전력제공 장치 및 그 방법(Apparatus for energizing a remote station and related method))에 제안되어 있다. 이는 ISM(Industrial, Scientific and Medical) 밴드에서 사용전력을 위하여 전용 송신기를 사용하는 전력의 무선 전송 시스템을 기술하고 있다. 상기 데이터 송수신기는 상기 장치의 개별 장치(piece)이다. 특히, 참조된 특허에서 도 2는 상기 기지국의 실현예를 도시하고 있다. 상기 기지국은 사용전력 및 데이터를 원격지국으로 전송하는데 이용된다. 참조된 특허의 도 3은 상기 원격지국의 일 예를 도시한 것으로, 상기 사용전력을 수신하고 데이터를 송수신하는데 이용되는 듀얼 밴드 안테나를 도시하고 있다. 본 발명은 상기 제안된 원격지국이 수동형 시스템이 아니며, 이는 자신이 전력 저장수단을 포함하며 상기 기지국이 사용전력을 공급하지 않을 때에도 동작할 수 있는 것을 의미한다는 점에서 미국 특허 6,289,237과 다르다. 특히, 참조된 특허의 3열 51-56 줄에 다음과 같이 기술되어 있다, "본 발명의 장점들 중 하나는 상기 원격지국(4)의 전력 소스는 상기 기지국(2)이므로, 상기 원격지국(4)과의 배선이나 인쇄 회로 물리 연결이 요구되지 않는다. 또한 상기 원격지국(4)가 배터리와 같은 전기 저장장치를 운반할 필요도 없게 된다".

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 제 1 주파수에서 전력을 전송하는 제 1 무선 전력 송신기와, 제 1 주파수와는 다른 제 2 주파수에서 통신하는 무선 데이터 통신부를 구비한 기지국을 포함한다. 상기 시스템은 상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류(direct current)로 변환하기 위한 전력 수집기(power harvester)와, 상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 직류 전류를 저장하기 위한 전력 저장부를 구비한 원격지국을 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 어떤 측파밴드들(sidebands)도 소정 레벨이나 소정 레벨 이하에 있는 주파수에서 전력을 전송하는 무선 전력 송신기와, 무선 데이터 통신부를 구비한 기지국을 포함한다.

본 발명은 안테나를 구비한 원격 장치로 통신을 통해 전력을 전송하는 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 범위가 r≥2 D ² /λ인 안테나를 구비한 무선 전력 송신기를 갖는 기지국, 및 무선 데이터 통신부를 포함하며, 여기서 r은 상기 전력 송신기와 상기 원격장치간의 거리이고, D는 상기 전력 송신기 안테나 혹은 상기 원격장치 안테나의 최대 면적이며, λ는 상기 전력 주파수의 파장이다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 기지국의 전력 송신기에서 무선으로 전력을 전송하는 단계들로 구성되며, 상기 전력 송신기에서 전력을 전송하는 동시에 상기 기지국의 제 1 데이터 전송부에서 무선으로 데이터를 전송하는 단계와, 원격지국의 전력 수집기(power harvester)를 통해 상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류(direct current)로 전환하는 단계와, 상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 DC 전류를 전력 저장부에 저장하는 단계를 포함한다.

본 발명은 통신을 통해 전력 전송 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 어떤 측파밴드들도 소정 레벨이나 소정 레벨 이하에 있는 주파수에서 기지국의 전력 송신기로부터 무선으로 전력을 전송하는 단계들로 구성되며, 상기 전력 송신기에서 전력을 전송하는 동시에 상기 기지국의 데이터 전송부에서 무선으로 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명은 전력 수집기(power harvester) 및 안테나를 구비한 원격장치로 통신을 통해 전력을 전송하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 범위가 r≥2 D ² /λ인 안테나를 구비한 무선 전력 송신기를 갖는 기지국의 전력 송신기에서 무선으로 전력을 전송하는 단계들로 구성되며, 여기서, r은 상기 전력 송신기와 상기 원격장치 간의 거리이고, D는 상기 전력 송신기 안테나 혹은 상기 원격장치 안테나의 최대 면적이며, λ는 상기 전력 주파수의 파장이다. 상기 전력 송신기에서 전력을 전송하는 동시에 상기 기지국의 데이터 전송부에서 무선으로 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 시스템을 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 기지국에서 무선으로 전력을 전송하는 단계들로 구성되며, 원격지국의 전력 수집기를 통해 상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 단계와, 상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 직류 전류를 상기 원격지국의 전력 저장부에 저장하는 단계와, 상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 원격지국에서 데이터를 제 1 데이터 통신부와 무선으로 송수신(communicating)하는 단계와, 상기 원격지국에서 전송한 데이터를 상기 기지국 및 원격지국과는 멀리 떨어져있는 데이터지국(data station)에서 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 무선 전력 송신기와, (바람직하게, 무선 데이터 전송부 및 무선 데이터 수신부를 구비한) 제 1 무선 데이터 통신부를 구비한 기지국을 포함한다. 상기 시스템은 상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 전력 수집기와, 상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 직류 전류를 저장하는 제 1 저장부를 구비한 원격지국을 포함하며, 상기 원격지국의 동작은 상기 기지국의 동작과는 독립적인 것이다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 기지국의 전력 송신기에서 전력을 무선으로 전송하는 단계들로 구성되며, 상기 전력 송신기에서 전력을 전송하는 동시에 상기 기지국의 데이터 전송부에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계와, 상기 기지국의 동작과는 상관없이 원격지국의 전력 수집기를 통해 상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 단계와, 상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 DC 전류를 전력 저장부에 저장하는 단계를 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 전력을 펄스(pulses)로 전송하는 무선 전력 송신기를 구비한 기지국으로 구성된다. 상기 장치는 제 1 무선 데이터 통신부를 구비한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 무선 전력 송신기를 구비한 기지국으로 구성된다. 상기 시스템은 상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류로 전환하기 위한 전력 수집기와, 상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 직류 전류를 저장하는 전력 저장부와, 상기 전력 수집기와 통신하여 데이터를 무선으로 송수신(communicating)하는 제 2 데이터 통신부, 및 상기 전력 수집기와 통신하는 핵심장치부(core device component)를 구비한 원격지국을 포함한다. 상기 시스템은 상기 기지국 및 원격지국의 원거리에 위치하며 상기 데이터 송수신기에 의해 송수신되는 데이터를 송수신하는 적어도 하나의 데이터 기지국을 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 기지국의 전력 송신기에서 전력을 펄스로 무선전송하는 단계와, 상기 기지국의 제 1 데이터 통신부로부터 데이터를 무선으로 송수신(communicating)하는 단계를 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 장치에 관한 것이다. 상기 시스템은 전력을 전송하는 무선 전력 송신기와, 제 1 무선 데이터 전송부를 구비한 기지국을 포함하며, 상기 전력 송신기 및 상기 데이터 전송부는 각각 자신의 특정 목적을 위하여 최적화된다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 기지국의 전력 송신기에서 전력을 무선으로 전송하는 단계들로 구성되며, 상기 기지국의 데이터 전송부에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계와, 원격지국에서 상기 데이터를 무선으로 수신하는 단계와, 상기 전력 송신기로부터의 전력을 상기 원격지국의 전력 수집기를 통해 직류 전류로 전환하는 단계와, 상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 DC 전류를 전력 저장부에 저장하는 단계와, 상기 원격지국을 상기 전력 송신기의 범위 밖으로 이동시키는 단계와, 상기 원격지국이 상기 전력 송신기의 범위 밖에 있는 동안 상기 원격지국에서 상기 기지국으로부터의 데이터를 무선으로 수신하는 단계와, 상기 원격지국을 상기 전력 송신기의 범위 내로 재이동(returning)시키는 단계를 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 전력 및 데이터를 무선으로 전송하는 수단을 포함한다. 상기 시스템은 상기 전송수단으로부터 원거리에서 상기 전송수단으로부터의 전력을 직류 전류로 전환하고 상기 데이터를 수신하는 수단을 포함한다.

첨부된 도면들에서, 본 발명의 바람직한 실시예 및 본 발명을 실행하는 바람직한 방법들을 도시하고 있다:

도 1은 종래기술에 따른 동일한 유닛들에서 전력 및 데이터를 갖는 현재의 수동형 RFID 시스템을 도시한 블록도이다.

도 2는 종래기술에 따른 송신기로부터 분리된 데이터 수신기를 도시한 블록도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 송신기로부터 분리되어 있으며 자신의 안테나를 이용하는 데이터 수신기를 도시한 도면이다.

도 4는 장치에서 전력을 증가시키기 위한 펄스 전력 방법(pulsed power method)를도시한 블록도이다.

도 5는 각 파트별로 안테나 및 회로를 구비한 시스템의 블록도이다.

도 6은 데이터 부들이 안테나를 공유하며 모두 병합될 수 있는 시스템의 블록도이다.

도 7은 전력 전송 및 수신을 위해 하나의 안테나를 이용하는 장치를 도시한 블록도이다.

도 8은 두 개의 안테나, 즉, 통신용 안테나 및 전력용 안테나를 구비한 장치를 도시한 블록도이다.

도 9는 각 기능에 대한 전용 안테나를 구비한 장치를 도시한 블록도이다.

도 10은 전력 TX 블록을 구현한 블록도이다.

도 11은 데이터 TX 블록을 구현한 블록도이다.

도 12는 데이터 RX 블록을 구현한 블록도이다.

도 13은 송수신기 및 단일 안테나를 이용하는 장치 블록을 구현한 블록도이다.

도 14는 송수신기 및 서로 별개인 전력 안테나 및 데이터 안테나를 이용하는 장치 블록을 구현한 블록도이다.

도 15는 각각의 안테나들을 갖는 데이터 송신기 및 데이터 수신기를 이용하는 장치 블록을 구현한 블록도이다.

도 16은 13.56 MHz ISM 밴드 송출 범위(emission limit)를 도시한 그래프이다.

도 17은 AM 신호의 주파수 스팩트럼을 도시한 그래프이다.

도 18은 송출 범위를 벗어난 측파밴드들을 갖는 FCC 송출 범위(FCC emission limits)와 겹쳐진(superimposed) 진폭 변조된 신호(amplitude modulated signal)를 도시한 그래프이다.

도 19는 규제내에서 모든 주파수들을 갖는 FCC 송출 범위와 겹쳐진 진폭이 변조된 신호를 도시한 그래프이다.

하기에서 몇 개의 도면에 걸쳐서 동일한 참조번호가 비슷하거나 동일반 부분을 나타내는 도면들, 특히, 도 5 및 6을 참조하여, 통신을 통한 전력 전송 시스템(10)을 도시한다. 상기 시스템(10)은 제 1 주파수에서 전력을 전송하는 무선 전력 송신기(14)와, 상기 제 1 주파수와는 다른 2 주파수에서 통신 수행하는 제 1 무선 데이터 통신부(11)를 갖는 기지국(12)을 포함한다. 바람직하게, 상기 통신부(11)는 무선 데이터 전송부(16) 및 무선 데이터 수신부(18)를 포함한다. 상기 시스템(10)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 전력 송신기(14)로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 전력 수집기(power harvester)(22)와, 상기 전력 수집기(22)와의 통신을 통해 상기 직류 전류를 저장하는 전력 저장부(24)를 구비한 원격지국(20)을 포함한다.

바람직하게, 상기 원격지국(20)은 상기 전력 수집기(22)와 통신하는 제 2 데이터 통신부를 포함한다. 바람직하게, 상기 제 2 데이터 통신부는 무선으로 데이터를 수신하고 무선으로 데이터를 전송하는 데이터 송수신기(26), 및 상기 전력 수집기(22)와 통신하는 핵심장치부(22)를 포함한다. 바람직하게, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전력 송신기(14)는 전력 송신 안테나(30)을 구비하고, 상기 데이터 전송부(16)는 데이터 송신 안테나(32)를 구비하며, 상기 데이터 수신부(18)는 데이터 수신 안테나(34)를 구비한다.

다른 면에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전력 송신기(14)는 전력 송신 안테나(30)를 구비하며, 상기 데이터 전송부(16) 및 데이터 수신부(44)는 데이터 안테나(33)와 연결되어 상기 데이터 안테나(33)를 공유한다. 바람직하게, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 송수신기(26) 및 전력 수집기(22)는 수신 안테나(37)에 연결되어 상기 수신 안테나(37)를 공유한다.

다른 면에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 송수신기(26)는 데이터 송수신 안테나(35)를 구비하며, 상기 전력 수집기(22)는 전력 수신 안테나(39)를 구비한다. 바람직하게, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 송수신기는 데이터 송신 안테나(32)를 구비한 데이터 송신기(48) 및 데이터 수신 안테나(34)를 구비한 데이터 수신기(44)를 갖으며, 상기 전력 수집기(22)는 전력 수신 안테나(39)를 구비한다.

바람직하게, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 전력 송신기(14)는 전력소스(36), 상기 전력소스(36)와 연결되는 주파수 발생기(38), 및 상기 전력소스(36) 및 상기 전력 송신 안테나(30)와 연결되는 RF 증폭기(40)를 포함한다. 바람직하게, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 전송부(16)는 전력소스(36), 상기 전력소스(36)에 연결되는 처리기 및 메모리(42), 및 상기 데이터 송신 안테나(32)와 연결되는 데이터 송신기(48)를 포함한다. 바람직하게, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 수신부(18)는 전력소스(36), 상기 전력소스(36)와 연결되는 처리기 및 메모리(42), 및 상기 데이터 수신 안테나(34)와 연결되는 데이터 수신기(44)를 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 장치(21)에 관한 것이다. 상기 장치(21)는 어떤 측파밴드들(sidebands)도 소정 레벨에 혹은 소정 레벨 이하에 있는 주파수에서 전력을 전송하는 무선 전력 송신기(14), 및 제 1 무선 데이터 전송부(11)를 구비한 기지국(12)을 포함한다. 바람직하게, 상기 통신부(11)는 무선 데이터 전송부(16)와, 무선 데이터 수신부(18)를 포함한다. 원칙적으로, 상기 측파밴드의 소정 레벨은 0이며, 0은 소정 레벨이다.

본 발명은 통신을 통해 안테나를 구비한 원격지국으로 전력을 전송하는 시스템(10)에 관한 것이다. 상기 시스템(10)은 범위가 r≥2 D ² /λ인 안테나를 갖는 무선 전력 송신기(14), 및 무선 데이터 통신부(11)를 구비한 기지국(12)을 포함하며, 여기서 r은 상기 전력 송신기(14)와 상기 원격장치 간의 거리이고, D는 상기 전력 송신기 안테나 혹은 상기 원격장치 안테나의 최대 면적이며, λ는 상기 전력 주파수의 파장이다. 바람직하게, 상기 통신부(11)는 무선 데이터 전송부(16) 및 무선 데이터 수신부(18)를 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 기지국(12)의 전력 송신기(14)에서 전력을 무선으로 전송하는 단계들로 구성되며, 상기 전력 송신기(14)에서 전력을 전송하는 동시에 상기 기지국(12)의 데이터 전송부(16)에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계와, 상기 기지국(12)의 무선 데이터 수신부(18)에서 데이터를 무선으로 수신하는 단계와, 원격지국(20)의 전력 수집기(22)를 통해 상기 전력 송신기(14)로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 단계와, 상기 전력 수집기(22)와의 통신을 통해 상기 DC 전류를 전력 저장부(24)에 저 장하는 단계를 포함한다. 바람직하게, 상기 전력 전송 단계는 제 1 주파수에서 상기 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 데이터 전송 단계는 상기 제 1 주파수와는 다른 제 2 주파수에서 상기 데이터 전송부로부터 데이터를 무선으로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 어떤 측파밴드들도 소정 레벨에 혹은 소정 레벨 이하에 있는 주파수에서 기지국(12)의 전력 송신기(14)로부터 전력을 무선으로 전송하는 단계들로 구성되며, 상기 전력 송신기(14)에서 전력을 전송하는 동시에 상기 기지국(12)의 데이터 전송부(16)에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 기지국(12)의 무선 데이터 수신부(18)로부터 데이터를 무선으로 수신하는 단계가 있다. 바람직하게, 원격지국(20)의 전력 수집기(22)를 통해 상기 전력 송신기(14)로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 단계가 있다. 바람직하게, 상기 전력 수집기(22)와의 통신을 통해 상기 DC 전류를 전력 저장부(24)에 저장하는 단계가 있다.

본 발명은 전력 수집기(22) 및 안테나를 구비한 원격장치로 통신을 통해 전력을 전송하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 범위가 r≥2 D ² /λ인 안테나를 갖는 무선 전력 송신기(14)를 구비한 기지국(12)의 전력 송신기(14)에서 전력을 무선으로 전송하는 단계들로 구성되며, 여기서 r은 상기 전력 송신기(14)와 상기 원격장치 간의 거리이고, D는 상기 전력 송신기 안테나 혹은 상기 원격장치 안테나의 최 대 면적이며, λ는 상기 전력 주파수의 파장이다. 상기 전력 송신기(14)로부터 전력을 전송하는 동시에 상기 기지국(12)의 데이터 전송부(16)에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계가 있다.

바람직하게, 상기 기지국(12)의 무선 데이터 수신부(18)에서 데이터를 무선으로 수신하는 단계가 있다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 시스템(10)에 관한 것이다. 상기 시스템은 무선 전력 송신기(14)를 구비한 기지국(12)을 포함한다. 상기 시스템은 원격지국(20)을 포함하며, 상기 원격지국(20)은 상기 전력 송신기(14)로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 전력 수집기(22)와, 상기 전력 수집기(22)와의 통신을 통해 상기 직류 전류를 저장하는 전력 저장부(24)와, 상기 전력 수집기(22)와 통신하여 데이터를 무선으로 송수신하는(communicating) 제 2 데이터 통신부와, 상기 전력 수집기(22)와 통신하는 핵심장치부(28)를 포함한다. 상기 시스템은 상기 기지국(12) 및 원격지국(20)으로부터 멀리 떨어져 있으며, 상기 제 2 데이터 통신부를 통해 송수신된 (바람직하게는, 전송된) 데이터를 송수신하는(바람직하게는, 수신하는) 적어도 하나의 데이터지국를 포함한다.

상기 데이터는 오디오 및 비디오 신호들을 포함할 수 있다. 상기 기지국(12)은 무선 데이터 전송부(16)를 포함할 수 있다. 상기 기지국(12)은 무선 데이터 수신부(18)를 포함할 수 있다. 상기 원격지국(20)은 무선 데이터 수신부(18)를 포함할 수 있다. 상기 원격지국(20)은 키보드를 포함할 수 있다. 상기 데이터지국은 컴퓨터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 원격지국(20)은 센서를 포함할 수 있다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 시스템(10)을 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 기지국(12)에서 전력을 무선으로 전송하는 단계들로 구성되며, 원격지국(20)의 전력 수집기(22)를 통해 상기 전력 송신기(14)로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 단계와, 상기 직류 전류를 상기 원격지국(20)의 전력 수집기(22)와의 통신을 통해 전력 저장부(24)에 저장하는 단계와, 상기 전력 수집기(22)와의 통신을 통해 상기 원격지국(20)에서 제 2 데이터 통신부와 전력을 무선으로 송수신(communicating)하는 단계와, 상기 원격지국(20)에서 전송한 데이터를 상기 기지국(12) 및 상기 원격지국(20)과는 멀리 떨어져 있는 데이터지국에서 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 시스템(10)에 관한 것이다. 상기 시스템은 무선 전력 송신기(14) 및 (바람직하게, 무선 데이터 전송부(16) 및 무선 데이터 수신부(18)를 포함하는) 제 1 무선 통신부(11)를 구비한 기지국(12)으로 구성된다. 상기 시스템은 상기 전력 송신기(14)로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 전력 수집기(22) 및 상기 전력 수집기(22)와 통신하여 상기 직류 전류를 저장하는 전력 저장부(24)를 구비한 원격지국(20)으로 구성되며, 상기 원격지국(20)의 동작은 상기 기지국(12)의 동작과는 독립적이다. 바람직하게, 상기 원격지국(20)은 자신의 동작에 대한 어떠한 피드백도 상기 기지국(12)에 제공하지 않는다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 기지국(12)의 전력 송신기(14)에서 전력을 무선으로 전송하는 단계들로 구성되며, 상기 전력 송신기(14)에서 전력을 전송하는 동시에 상기 기지국(12)의 데이터 전송 부(16)에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계와, 상기 기지국(12)의 동작과는 독립적인 원격지국(20)의 전력 수집기(22)를 통해 상기 전력 송신기(14)로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 단계와, 상기 전력 수집기(22)와의 통신을 통해 상기 DC 전류를 전력 저장부(24)에 저장하는 단계를 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 장치(21)에 관한 것이다. 상기 장치는 전력을 펄스로 전송하는 무선 전력 송신기(14)를 구비한 기지국(12)을 포함한다. 상기 장치(21)는 무선 데이터 전송부(16)를 포함한다.

상기 제 1 데이터 통신부는 펄스 사이에 데이터를 전송할 수 있다. 바람직하게, 상기 제 1 데이터 통신부는 최대 변조 속도(maximum baud rate)로 데이터를 전송한다. 상기 장치(21)는 펄스들이 전송되는 전력 송신기(14)와 통신하는 전력 송신 안테나(30) 및 데이터가 전송되는 제 1 데이터 통신부와 통신하는 데이터 통신 안테나를 포함할 수 있다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 기지국(12)의 전력 송신기(14)에서 전력을 펄스로 무선 전송하는 단계들로 구성되며, 상기 기지국(12)의 제 1 데이터 통신부에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 장치(21)에 관한 것이다. 상기 시스템은 전력을 전송하는 무선 전력 송신기(14) 및 무선 데이터 전송부(16)를 포함하며, 상기 전력 송신기(14) 및 상기 데이터 전송부(16)는 자신들의 특정 목적에 따라 각각 최적화된다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 기지국(12)의 전력 송신기(14)에서 전력을 무선으로 전송하는 단계들로 구성되며, 상기 기지국(12)의 데이터 전송부(16)에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계와, 원격지국(20)에서 상기 데이터를 무선으로 수신하는 단계와, 상기 원격지국(20)의 전력 수집기(22)를 통해 상기 전력 송신기(14)로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 단계와, 상기 전력 수집기(22)와의 통신을 통해 상기 DC 전류를 전력 저장부(24)에 저장하는 단계와, 상기 원격지국(20)을 상기 전력 송신기(14)의 범위 밖으로 이동시키는 단계와, 상기 원격지국(20)이 상기 전력 송신기(14)의 범위 밖에 있는 동안에 상기 원격지국(20)에서 계속해서 상기 기지국(12)으로부터 데이터를 무선으로 수신하는 단계와, 상기 원격지국(20)을 상기 전력 송신기(14)의 범위 내로 재이동시키는(returning) 단계를 포함한다.

본 발명은 통신을 통한 전력 전송 시스템(10)에 관한 것이다. 상기 시스템은 전력 및 데이터를 무선으로 전송하는 수단을 포함한다. 상기 시스템은 상기 전송수단으로부터의 전력을 직류 전류로 전환하고 상기 전송수단으로부터 멀리 떨어져서 상기 데이터를 수신하는 수단을 포함한다. 상기 전송수단은 기지국(12)을 포함할 수 있다. 상기 전력을 전환하고 데이터를 수신하는 수단은 원격지국(20)을 포함할 수 있다.

본 발명의 동작에 있어서, 상기 시스템(10)은 통신 및 전력부들을 두 개의 전송 유닛들로 구분한다. 제 1 전송유닛(제 1 송신기, first transmitter)은 사용전력(operational power)을 태그(들)에게 제공하는 역할을 하며 제 2 전송유닛은 단독으로 데이터 통신을 목적으로 이용된다. 이러한 구분을 통해, 상기 전력 송신기(14)로부터 사용전력을 수신하는 장치는 더이상 RFID 태그일 수 없다. 이러한 이유에 대하여, 이전에 태그라고 말한 장치(apparatus)는 이하 장치(device)로 언급될 것이며, 커패시터, 배터리 혹은 다른 전력 저장부와 같은 전력 저장부(24)를 포함할 것이지만 이러한 것들에 한정되는 것은 아니다. 상기 사용전력 송신기(14) 및 데이터 통신 전송부/수신부는 모두 상기 장치와 관련하여 이용된다. 보다 상세하게는, 전력 TX 블록은 상기 장치에 사용전력을 제공하는데 이용된다. 데이터 TX 블록은 상기 장치에 데이터를 전송하는데 이용되고, 상기 데이터 RX 블록은 상기 장치로부터 데이터를 수신하는데 이용된다. 전력 TX 블록, 데이터 TX 블록 및 데이터 RX 블록은 가장 유리한 구성에 따라 동일한 하우징내에 있을 수도 있고 혹은 있지 않을 수도 있다.

상기 시스템(10)에서는 전하(charge)를 전달하기 위한 유선 연결을 요구하지 않는다. 상기 전하는 전자기 파장 혹은 RF 에너지의 형태로 전달된다. 본 발명은 장치가 전력 전송소스와 상대적으로 근접할 것을 요구하는 유도 결합(inductive coupling)에 의한 전력 전달과 혼동되어서는 안된다. 본 발명은 원격장(far-field) 영역에서 동작하도록 고안되었으나 상기 원격장 영역뿐만 아니라 근본적으로(inherently) 근접장(near-field)(유도)영역에서도 전력을 수신할 것이다. 이는 상기 장치가 유도수단에 의해 전하를 전달하여 얻은 전력보다 더 큰 전력을 원거리에서 수신할 수 있음을 의미한다. 상기 원격장 영역은 r≥2 D ² /λ으로 정의되며, r은 상기 사용전력 송신기(14)와 상기 장치간의 거리이고, D는 상기 사용전력 안테나(30) 혹은 장치 안테나의 최대 면적이며, λ는 사용전력 주파수의 파장이다. 일 예로, 915MHz에서 파장은 0.328미터(meters)이다. 반파 쌍극 안테나(half wave dipole)이 사용전력의 송수신에 이용되는 경우, 상기 원격장 영역 거리(r)은 r≥2D²/λ으로 정의될 것이며, D는 반파 쌍극 안테나에 대하여 λ/2이다. 상기 원격장 및 근접장 경계는 r = 2D²/λ= 2(λ/2)²/λ =2λ/4 = λ/2로 정의된다. 따라서, 상기 소정 예시의 경우 상기 원격장 영역은 0.164 미터이다.

상기 두 개의 전송유닛으로의 분리는 각 전송유닛이 자신의 특정 목적을 위하여 최적화될 수 있도록 한다. 일 예로, 미국 가출원 60/656,165에서는 이하 참조로 이용되는, 펄싱 프로파일(pulsing profile)의 사용은 정류기(rectifier) 효율의 증가로 인해 수신기에서 사용가능한 사용전력량을 증가시킨다는 "펄스 전송방법"을 제안하였다. 펄싱 프로파일의 사용은 상기 장치의 통신부의 대역폭을 제한한다. 이것은 도 4의 설명을 통해 확인할 수 있다.

상기 데이터 통신이 상기 장치에 전력을 제공하기 위해 이용되는 동일한 전송유닛에 내장되어 있는 경우, 파형의 OFF 주기들(t₁~t₂) 중에는 데이터를 위한 캐리어(carrier)가 존재하지 않을 것이다. 그 결과, 최대 변조 속도의 감소를 가져올 것이며, 이는 많은 장치들이 있는 경우나 데이터량이 많을 경우에 중요한 문제가 된다. 본 발명은 이러한 문제들로부터 영향을 받지 않는다. 상기 전송유닛은 펄싱과 같은 보다 유리한 사용전력 전송 방법을 사용할 수 있으며, 통신 전송유닛은 가 능한 최대 변조 속도를 유지할 수 있다. 다음의 도면들은 상기 시스템(10)의 구현 방법을 도시하고 있다. 도 5는 각각 자신의 안테나 및 회로를 구비한 동력공급부, 데이터 전송부 및 데이터 수신부를 구분하는 시스템(10)을 도시한다. 도 6에서는, 상기 데이터 전송 및 수신 유닛들이 동일한 안테나를 사용하며 단일 블록으로 병합될 수 있음을 보여준다. 그러나, 상기 동력 송신기는 통신장치와 구별된다. 상기 전력 TX, 데이터 TX 및 데이터 RX 블록들은 각각 통합 마리크로프로세서(integrated microprocessor)나 상기 필수 블록들과 통신하는 단일 마이크로프로세서에 의해 제어될 것이다. 또한, 제 1 마이크로프로세서로 상기 전력 RX 블록을 제어하고 제 2 마이크로프로세서로 데이터 TX 및 데이터 RX 블록들을 제어하도록 할 수 있다. 상기 두 개의 마이크로프로세서들은 서로 통신할 수 있을 수도 있고 없을 수도 있다. 상기 전력 TX, 데이터 TX 및 데이터 RX 블록들은 또한 각각 메모리 및/또는 그 밖의 제어 회로를 구비하거나 공유할 수 있다.

도 5 및 6에 도시된 시스템들과 비슷한 하나의 시스템이 본 발명에서 참조로 이용되는 미국 특허 6,289,237 "원격지국 동력공급장치 및 관련 방법"에 제안되어 있다. 상기 특허에는 ISM(Industrial, Scientific and Medical) 대역에서의 사용전력에 대하여 전용 송신기를 사용하여 무선으로 전력을 전송하는 시스템이 설명되어 있다. 상기 데이터 송수신기(26)는 상기 장치의 별도의 부분이다. 특히, 상기 참조된 특허에서 도 2는 상기 기지국(12)의 구현예를 도시하고 있다. 상기 기지국(12)은 원격지국으로 사용전력 및 데이터를 전송하는데 이용된다. 상기 원격지국의 일 예는 상기 참조된 특허의 도 3에 도시되어 있으며, 이는 사용전력의 수신 및 데이 터의 송수신에 이용되는 듀얼밴드(dualband) 안테나를 도시하고 있다. 본 발명은 상기 제안된 장치(원격지국)가 수동형 시스템이 아니며 전력 저장부를 포함하며 상기 기지국이 사용전력을 제공하지 않을 때에도 동작할 수 있는 능력을 갖고 있음을 의미한다는 점에서 상기 미국 특허 6,289,237와는 다르다. 특히, 상기 참조된 특허는 3열, 51-56 줄에서 다음과 같이 기술한다-"본 발명의 장점 중 하나는 원격지국(4)의 전력소스는 상기 기지국(12)이므로 원격지국(4)과의 배선 및 인쇄회로 물리 연결이 필요하지 않게 된다. 또한, 원격지국(4)이 배터리와 같은 전기적 저장장치를 운반할 필요가 없다." 본 발명은 상기 장치 내에 전력 저장부를 포함시켜 원거리에서의 사용전력이 상기 사용전력 송신기(14)가 상기 장치에 사용전력을 제공할 수 있는 것보다 더 클 수 있도록 한다. 상기 통신 거리는 일반적으로 상기 장치가 사용전력을 수신할 수 있는 거리보다 더 멀 수 있으므로, 전력 저장부(24)를 추가하여 상기 장치가 상기 사용전력 송신기(14)로부터 전력을 수신하지 않는 동안에도 구동 및 통신을 지속할 수 있게 된다. 장치가 사용전력 및 통신 범위 밖에 있는 드문 경우에도, 상기 전력 저장부(24)를 추가하여 상기 장치가 상기 통신 및/또는 사용전력 범위로 되돌아 올 수 있을 때까지 지속적으로 동작 가능하게 한다. 이것은 여기에 한정되는 것은 아니지만 상기 장치가 마이크로컨트롤러나 중앙처리유닛 및/또는 메모리와 같은 프로세서를 포함할 것을 요구할 것이다.

도 5 및 6에 도시된 장치들은 서로 다른 다양한 형태를 가질 수 있다. 이들 중 몇 가지는 도 7 내지 9에 도시되어 있다. 상기 도면들은 단일 장치 블록을 도시하고 있지만, 다수의 장치들이 사용전력을 수신하고 상기 기술한 시스템들과 통신 할 수 있다는 것을 주목하여야 한다.

도 7은 인커밍(incoming) 사용전력 수신 및 데이터 통신을 위하여 동일한 안테나를 사용하는 RFID 태크와 유사한 장치이다. 도 8은 서로 분리된 사용전력부 및 데이터 통신부를 구비한 장치이다. 도 9는 사용전력 수신, 데이터 수신 및 데이터 전송을 위하여 별개의 안테나를 구비하고 있다. 이러한 모든 장치들은 본 발명의 일부로 이용될 수 있으며 커패시터, 배터리 혹은 그 밖의 전력저장부(24)와 같은 전력 저장부(24)를 포함할 것이며 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1 내지 9에 도시된 블록들은 종래기술에 잘 정의되어 있다. 그러나, 도 5 및 6에 도시된 본 발명의 블록 구성들은 독특한 구성으로, 사용전력 및 데이터 통신 최적화 및 규제 정책(regulatory compliance)과 같은 수많은 문제점들에 대한 유용한 해결을 제공한다. 규제 정책은 정부 규제(government regulations), 산업 규격(industrial standards) 및 보건 안전 가이드라인(health and safety guidelines)을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 규제, 규격 및 가이드라인은 이에 한정되는 것은 아니지만 FCC, 그 밖의 정부기관(government bodies), IEEE, ANSI, IEC, ISO 혹은 그 밖의 산업조직들(industrial organizations)과 같은 그룹들에 의해 지정되거나 추천될 것이다.

상기 도시된 블록들은 다양한 구성요소들 및 구성으로 구현될 수 있다. 도 10은 상기 전력 TX 블록이 구현되는 방식의 단순한 예시를 도시하고 있다. 다수의 다른 구성들과 함께 이러한 구성이 본 발명에서 참조로 이용되는 미국 가출원 60/656,165, "펄스 전송 방법"에 기술되어 있다. 상기 데이터 TX 및 데이터 RX 블 록들은 각각 도 11 및 12에 도시된 바와 같이 구현될 수 있다.

상기 장치 블록은 서로 다른 다양한 형태를 가질 수 있다. 도 13 내지 15는 상기 장치의 구현예들 중 일부를 도시하고 있다. 본 발명에서 참조로 이용되는 미국 가출원 60/688,587, "RF 에너티 수집을 통한 장치 동력 공급("Powering Devices using RF Energy Harvesting")는 상세한 장치 목록 및 상기 장치블록을 구현하는데 이용될 수 있는 구성들을 제시한다. 도 13의 장치 블록은 단일 안테나를 사용하는데, 이는 RF 수집 블록(RF harvesting block) 및 데이터 송수신기(26) 블록이 사용전력 전송 및 데이터 통신을 위하여 반드시 상기 안테나를 공유해야 함을 의미한다. 본 발명은 사용전력 전송을 위해서는 하나의 안테나(채널)를 사용하고, 데이터 통신을 위해서는 별개의 주파수(들)(채널(들))을 사용한다. 이는 상기 안테나가 다중대역(multi-band) 안테나이어야 하거나 사용전력 전송 주파수 및 데이터 전송 주파수(들)과 연동하기에 충분한 광대역을 가져야만 할 것이다. 도 13에서, 상기 데이터 송수신(26) 블록은 상기 RF 수집 블록에 영향을 주지 않고 안테나에 의해 얻어진 데이터를 확인할 수 있어야 한다. 이는 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니지만, 하나의 방법으로는 상기 데이터 송수신(26) 블록이 상기 사용전력 전송 주파수에서 상기 RF 수집 블록에 비해 높은 임페던스를 갖도록 하면서 상기 데이터 송수신(26) 블록을 상기 데이터 전송 주파수(들)로 돌리는(turning) 것이다. 도 14 및 15는 상기 사용전력 전송 주파수 및 데이터 전송 주파수를 별개의 안테나들에 제한시켜서 블록들간의 간섭을 피하도록 하므로 구현하기가 보다 간편하다. 상기 핵심장치부(28) 블록은 마이크로프로세서, 마이크로컨트 롤러, 메모리 및/또는 그 밖의 전기 장치 및 센서들을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 본 발명은 본 발명의 장치(원격지국)가 수동형 시스템이 아니며, 이는 그것이 전력 저장부를 포함하며 사용전력 송신기(14)가 사용전력을 공급하지 않을 때에도 동작할 수 있다는 것을 의미한다는 점에서 미국 특허 6,289,237과는 다르다는 것을 알아야 한다.

이 명세서에 기술된 본 발명의 기능적 예로는 수정된(modified) 무선 키보드가 있다. 미수정된(unmodified) 키보드는 로직 및 송신기를 구동시켜 키스트로크(keystrokes)에 대한 데이터를 컴퓨터와 연결된 수신기로 전송하는데 이용되는 두 개의 AA 배터리들을 구비하였다. 상기 키보드는 사용전력을 수신하는데 이용되는 추가 안테나를 구비하도록 수정되었다. 상기 사용전력은 데이터 수신유닛과는 별개인 기지국(12)으로부터 전송되었으며 대형 커패시터에 저장되었다. 이 경우, 상기 시스템들의 전력공급 및 통신부들은 서로 별개이다. 이것은 어떠한 데이터도 상기 장치로 전송되지 않기 때문에 상기 기술된 본 발명의 단순화된 기능이다. 그러나, 데이터를 상기 키보드로 전송하여야 하는 경우, 상기 전력공급 안테나로부터가 아닌, 상기 컴퓨터와 연결된 데이터 기지국(12)으로부터 전송되었을 것이다. 이러한 예시에 제공된 바와 같이, 본 발명은 도면들에 도시된 2-방향 통신보다는 1-방향 통신으로 구현될 것이다. 또 다른 경우, 상기 시스템의 전력공급 밑 통신부들은 별개이다.

본 발명은 또한 상기 장치가 특정 규제 설명을 만족시키도록 할 것이다. 이에 대한 일예는 13.56MHz ISM 대역을 검사함으로써 확인될 수 있다. FCC 송출 범위 는 도 16에 도시되어 있다.

이 대역에서 RFID 태그에 대한 동력공급 신호는 13.56MHz에서 전송될 것이다. 왜냐하면 이는 최고 송출범위를 갖는 상기 대역의 중심이기 때문이다. 상기 13.56MHz 캐리어에 데이터를 추가하기 위하여, 상기 캐리어 주파수는 진폭 혹은 주파수에서 변조된다. 상기 변조로 상기 캐리어 주변에서 신호의 스팩트럼내에 측파 주파수들을 생성한다. AM(Amplitude Modulated) 신호를 위한 주파수 스팩트럼은 도 17에서 확인할 수 있다.

측파밴드 주파수들(f_c-f_m 및 f_c+f_m)은 변조 주파수(f_m)에 의해 캐리어(f_c)의 상부 및 하부에 떨어져 있다. 상기 측파밴드 주파수들(A*m/2)의 크기는 상기 변조 팩터(modulation factor)(m)에 의해 결정된다. 상기 변조 팩터는 0에서 1까지 다양하며, 0은 미변조(no modulation)에 해당하고, 1은 백퍼센트 변조를 나타낸다. 변조 팩터가 클수록 데이터 검출이 더 용이하다. 그러나, 측파밴드 주파수들의 크기가 커진다. 증폭 변조된 신호(amplitude modulated signal)가 13.56MHz에 대한 FCC 범위에 추가되는 경우, 측파밴드의 레벨은 캐리어내의 전력량을 제한할 것임을 알 수 있다. 이것은 도 18에서 확인할 수 있다.

규제를 만족시키기 위해서는, 송신기의 전력은 측파밴드의 레벨이 낮아지도록 감소되어야 한다. 이는 도 19에 도시되어 있다.

상기 캐리어가 상기 장치에 전력을 공급하기 위하여 이용되므로, 상기 장치가 동작할 영역은 FCC 규제에 따르기 위해 전력 레벨이 낮아질 때 감소된다. 본 발 명은 상기 신호로부터의 변조를 제거하여 상기 캐리어 내의 전력이 최대화되도록 한다. 상기 데이터는 별개의 대역에서 상기 장치로 전송 및 상기 장치로부터 수신되어 측파밴드에 의해 유발되는 규제 실패를 제거할 수 있다. 캐리어 전력의 증가는 상기 장치가 해당 송신기로부터 더 멀리 떨어져서도 사용전력을 수신할 수 있음을 의미한다.

본 발명은 예시를 목적으로 상기 실시예들에 상세히 기술되었지만, 이러한 상세내용은 단지 그 목적을 위한 것이며 다음의 특허청구범위에 기술되는 바와 같이 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 당업자에 의해 변경이 가능하다는 것을 이해해야 한다.

Claims

제 1 주파수에서 전력을 전송하는 무선 전력 송신기 및 상기 제 1 주파수와는 다른 제 2 주파수에서 통신하는 제 1 무선 데이터 통신부를 구비한 기지국과;

상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 전력 수집기(power harvester) 및 상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 직류 전류를 저장하는 전력 저장부를 구비한 원격지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 원격지국은

상기 전력 수집기와의 통신을 통해 데이터를 무선으로 송수신(communicating)하는 제 2 무선 데이터 통신부, 및 상기 전력 수집기와 통신하는 핵심장치부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 전력 송신기는

전력소스와, 상기 전력소스와 연결되는 주파수 발생기와, 및 상기 전력소스 및 전력 송신 안테나와 연결되는 RF 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 제 1 데이터 통신부는 데이터 전송부 및 데이터 수 신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 전력 송신기는

전력 송신 안테나를 구비하고, 상기 데이터 전송부는 데이터 송신 안테나를 구비하며, 상기 데이터 수신부는 데이터 수신 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 전력 송신기는

상기 전력 송신 안테나를 구비하며, 상기 데이터 전송부 및 데이터 수신부는 데이터 안테나에 연결되어 공유하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 데이터 전송부는

전력소스와, 상기 전력소스에 연결되는 프로세서 및 메모리와, 상기 데이터 송신 안테나와 연결되는 데이터 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
제 7 항에 있어서, 상기 데이터 수신부는

전력소스와, 상기 전력소스와 연결되는 프로세서 및 메모리와, 상기 데이터 수신 안테나와 연결되는 데이터 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통 한 전력 전송 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 제 2 무선 데이터 통신부는

상기 전력 수집기와의 통신을 통해 무선으로 데이터를 수신 및 전송하는 데이터 송수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 데이터 송수신기 및 전력 수집기는

수신기 안테나와 연결되어 공유하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 데이터 송수신기는

데이터 송수신기 안테나를 구비하며, 상기 전력 수집기는 전력 수신 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
제 9 항에 있어서, 상기 송수신기는

데이터 송신 안테나를 구비한 데이터 송신기 및 데이터 수신 안테나를 구비한 데이터 수신기를 포함하며, 상기 전력 수집기는 전력 수신 안테나를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
어떤 측파밴드들도 소정 레벨에 혹은 소정 레벨 이하에 있는 주파수에서 전 력을 전송하는 전력 송신기와, 제 1 무선 데이터 통신부를 구비한 기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 장치.
범위가 r≥2 D ² /λ인 안테나를 구비한 무선 전력 송신기를 갖는 기지국과;

제 1 무선 데이터 통신부를 포함하며,

r은 상기 전력 송신기와 상기 원격장치간의 거리이고, D는 상기 전력 송신기 안테나 혹은 상기 원격장치 안테나의 최대 면적이며, λ는 상기 전력 주파수의 파장인 것을 특징으로 하는 통신을 통한 안테나를 구비한 원격장치로의 전력 전송 장치.
기지국의 전력 송신기에서 전력을 무선으로 전송하는 단계와;

상기 전력 송신기에서 전력을 전송함과 동시에 상기 기지국의 데이터 전송부에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계는;

원격지국의 전력 수집기를 통해 상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 단계와;

상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 DC 전류를 전력 저장부에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 전력 전송 단계는

제 1 주파수에서 상기 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 전송하는 단계를 포함하며,

상기 데이터 전송 단계는 상기 제 1 주파수와는 다른 제 2 주파수에서 상기 데이터 전송부로부터 데이터를 무선으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
어떤 측파밴드들(sidebands)도 소정 레벨에 혹은 소정 레벨 이하에 있는 주파수에서 기지국의 전력 송신기로부터 전력을 무선으로 전송하는 단계와;

상기 전력 송신기에서 전력을 전송함과 동시에 상기 기지국의 데이터 전송부에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 기지국의 무선 데이터 수신부에서 데이터를 무선으로 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
제 18 항에 있어서,

원격지국의 파워 수집기를 통해 상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 DC 전류를 전력 저장부에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
r은 전력 송신기와 원격장치 간의 거리이고, D는 전력 송신기 안테나 혹은 원격장치 안테나의 최대 면적이며, λ는 상기 전력 주파수의 파장인, r≥2 D ² /λ의 범위를 갖는 안테나를 구비한 무선 전력 송신기를 갖는 기지국의 상기 전력 송신기에서 전력을 무선으로 전송하는 단계와;

상기 전력 송신기에서 전력을 전송하는 동시에 상기 기지국의 데이터 전송부에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 수집기 및 안테나를 구비한 원격장치로의 전력 전송 방법.
제 21 항에 있어서,

상기 기지국의 무선 데이터 수신부에서 데이터를 무선으로 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 수집기 및 안테나를 구비한 원격장치로의 전력 전송 방법.
무선 전력 송신기를 구비한 기지국과;

상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 전력 수집기, 상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 직류 전류를 저장하는 전력 저장부, 상기 전력 수집기와의 통신을 통해 데이터를 무선으로 송수신하는(communicating) 제 2 데이터 통신부, 및 상기 전력 수집기와 통신하는 핵심장치부들을 구비한 원격지국과;

상기 기지국 및 원격지국의 원거리에 위치하면서 상기 데이터를 상기 제 2 데이터 통신부와 송수신하는 적어도 하나의 데이터지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
제 23 항에 있어서, 상기 데이터는

오디오 및 비디오 신호들을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
제 24 항에 있어서, 상기 기지국은

무선 데이터 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
제 25 항에 있어서, 상기 기지국은

무선 데이터 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 원격지국은

무선 데이터 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 원격지국은

키보드를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
제 28 항에 있어서, 상기 데이터지국은

컴퓨터와 통신을 하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 원격지국은

센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
기지국에서 전력을 무선으로 전송하는 단계와;

원격지국의 전력 수집기를 통해 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 단계와;

상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 직류 전류를 상기 원격지국의 전력 저장부에 저장하는 단계와;

상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 원격지국에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계와;

상기 기지국 및 원격지국의 원거리에 위치한 데이터지국에서 상기 원격지국 으로부터 전송된 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템을 위한 방법.
무선 전력 송신기 및 제 1 무선 데이터 통신부를 구비한 기지국과;

상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 전력 수집기 및 상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 직류 전류를 저장하는 전력 저장부를 구비하며, 상기 기지국의 동작과는 독립적인 동작을 하는 원격지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
제 32 항에 있어서, 상기 원격지국은

자신의 동작에 대한 어떠한 피드백도 상기 기지국에 제공하지 않는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.
기지국의 전력 송신기에서 전력을 무선으로 전송하는 단계와;

상기 전력 송신기에서 전력을 전송하는 동시에 상기 기지국의 제 1 데이터 전송부에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계와;

상기 기지국과 독립적으로 동작하는 원격지국의 전력 수집기를 통해 상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 단계와;

상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 DC 전류를 전력 저장부에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
전력을 펄스로 전송하는 무선 전력 송신기와, 제 1 무선 데이터 통신부를 구비한 기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 장치.
제 35 항에 있어서, 상기 제 1 데이터 통신부는

상기 펄스들 사이에 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 장치.
제 35 항에 있어서, 상기 제 1 데이터 통신부는

최대 변조 속도(maximum baud rate)로 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 장치.
제 37 항에 있어서,

상기 펄스들이 전송되는 상기 전력 송신기와 통신하는 전력 송신 안테나와, 데이터가 송수신되는(communicated) 상기 제 1 데이터 통신부와 통신하는 데이터 통신 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 장치.
기지국의 전력 송신기에서 전력을 펄스로 무선 전송하는 단계와;

상기 기지국의 제 1 데이터 통신부에서 데이터를 무선으로 송수신하는(communicated) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방 법.
전력을 전송하는 무선 전력 송신기와, 무선 데이터 전송부를 포함하며, 상기 전력 송신기 및 상기 데이터 전송부는 각각의 특정 목적을 위하여 최적화되는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 장치.
기지국의 전력 송신기에서 전력을 무선으로 전송하는 단계와;

상기 기지국의 데이터 전송부에서 데이터를 무선으로 전송하는 단계와;

원격지국에서 상기 데이터를 무선으로 수신하는 단계와;

상기 원격지국의 전력 수집기를 통해 상기 전력 송신기로부터의 전력을 직류 전류로 전환하는 단계와;

상기 전력 수집기와의 통신을 통해 상기 DC 전류를 전력 저장부에 저장하는 단계와;

상기 원격지국을 상기 전력 송신기의 범위(range) 밖으로 이동시키는 단계와;

상기 원격지국이 상기 전력 송신기의 범위 밖에 있는 동안 상기 원격 지국에서 계속해서 상기 기지국으로부터 데이터를 무선으로 수신하는 단계와;

상기 원격지국을 상기 전력 송신기의 범위 내로 재이동(returning)시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 방법.
전력 및 데이터를 무선으로 전송하는 수단과;

상기 전송수단으로부터의 전력을 직류 전류로 전환하고 상기 전송수단으로부터 떨어진 위치에서 상기 데이터를 수신하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신을 통한 전력 전송 시스템.