【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于向远程接收器提供能量的波束的功率传输的领域，尤其涉及发射多波束的这样的系统的安全操作。
技术介绍
1、使用准直的电光波束的无线功率传送的现有技术主要集中在将单个波束从单个源发射到单个目标。环境中可能存在多个目标，但是系统被配置为在任何时间点发射到单个目标，并且然后可以在不同时间发射到另一个目标。
2、在公布为wo 2017-033192的“wireless power distribution system”并且与本申请具有共同专利技术人的pct/il2016/050927中，描述了一种用于从一个或多个发射器向一个或多个接收器发射功率的系统。在该公布中，系统的安全方面在很大程度上受限于为接收器电池充电的安全水平的问题。
3、因此，需要考虑到涉及将多波束同时传播到多个目标接收器的系统的安全，从而克服现有技术系统和方法的至少一些缺点的多波束无线功率传输系统。
4、尽管最常用的无线功率传输系统是基于光学激光传输，但是其他形式的无线传输(例如，相控阵rf传输或超声波束传输)也会出现相同的问题。
5、在此部分和本说明书的其他部分中提到的每个公布的公开内容的全部内容均通过引用的方式并入。
技术实现思路
1、当前描述的系统由通常在单个发射单元中的多个发送器构成，所述多个发送器通常瞄准接收器中的一个或多个单独的目标来射出单独的且通常准直或接近准直的波束，同时传递到同一接收器中的不同目标中的能量通常被求和并作为单个输出传递到客户端设备
2、通过波束转向模块将不同的波束定向到不同的方向，每个波束转向模块覆盖可以将波束定向到其中的体积。所述体积通常是圆锥形或金字塔形体积，或者是其他一些通常是发散的3d体积。波束可以用于传递功率的空间区域(不超过其范围的极限)称为视场或fov。
3、每个波束的fov优选地与其他波束的fov重叠，使得可以使用两个波束向合格的接收器提供增加的量的功率。替代地，可以使用不同的fov来增加系统的总fov。
4、本公开的系统也可以布置两个或更多发射器的定位，使得它们的fov重叠。这样的配置具有与多波束系统的配置相似的优点和问题。
5、当波束对准目标时，如果安全措施允许，则波束的功率可能增加，使得波束可以传递增加的量的功率。接收器可以在其上具有多于一个目标，目标是波束要入射到其上的区域。
6、波束通常从发射器单元内部的激光器或另一波束发生器源射出。也可以使用其他类型的准直或接近准直的波束。对波束的形状和大小进行控制，以使其形成优选地在期望的范围内不大于目标、或者如果大于但大得不多的光斑，并且因此大部分功率可以由接收器吸收。所发射的波束功率可以通过控制波束源来衰减，并且同样可以在波束源处或者通过使用机械或电光快门来关闭。
7、可以使用波束转向元件(例如，移动镜或扫描镜或声光反射镜)将波束定向到目标。波束然后朝向目标穿过空间，并且可以在其离开发射器的途中横穿光学部件(例如，防尘窗)。有利地选择在环境中具有低衰减的波长。然后，波束到达接收器的前窗。尽管接收器的前窗可能涂有抗反射(ar)涂层，但可能从前窗产生不明显的反射。之所以会发生这种反射，是因为波束可以从不同的方向撞击到接收器上，在某些方向上ar涂层无法发挥其最佳效果，或者ar涂层可能被损坏或不够完美，或者前表面可能不干净，例如被灰尘或溢出的液体污染。然后，波束的通常较小的一部分可以被接收器的前表面反射到周围环境中，并且波束的通常较大的另一部分可以被接收器吸收并转换为电能。
8、来自同一接收器中多个吸收器目标的功率通常会被合并成具有单个电压的单个电输出。
9、与现有技术的单波束系统、甚至是已知并控制所有反射的现有技术的固定系统不同，当存在多波束并且目标自由四处移动时(例如为室内的移动电话设备提供无线功率的系统)，可能存在由于在同一空间内传播的多波束而引起的许多额外的风险，这给构建安全、有效的工作系统带来了额外的困难。
10、波束交叉
11、特别地，当多波束在同一空间内被自由定向时，会出现新的风险，一个这种新的风险是在传播的波束的任何交叉点处波束功率增加的问题。现有技术的安全系统通常关注特定的波束是否安全。然后，危险区域为波束轨迹线的形式，并且当诸如人或宠物的物体接近该线时，安全系统以确保对入侵的安全响应的方式做出响应。在存在多波束的情况下，存在一般对人和宠物的危险可能更高的波束相交点。这样的交叉点发生在两个或罕有地更多的发射波束彼此相交的地方，或者发生在两个(或更多)从接收器反射的波束交叉的地方，或者发生在反射波束与发射波束相交的地方。
12、当这两束波束相交时，即使从每束单独的波束中损失的功率很小，暴露也可能超过为单个系统设计的值，并且可能超过安全极限。应当注意，不同的安全系统可以寻找不同的参数来确定安全。此外，一些参数(例如，波束直径)在波束中的不同位置可能是已知的，并且因此，安全系统可以基于估算功率损耗、单位面积功率损耗、所覆盖的面积的一部分、所覆盖的功率的一部分或许多其他类似参数中的任何参数。例如，如果每个波束的安全极限使得安全系统被设计为防止该波束的e mw暴露(e mw是暴露的安全级别)，则在两个波束的相交点处，人或宠物可能暴露在最高2e mw下，其可能超过要求的安全级别。
13、当前描述的系统能够计算和测量系统中的发射波束和反射波束，并且分析它们之间的交叉点，并且在需要时抵消任何随之而来的危险。
14、当前描述的系统也提供了一种检测这样的交叉点、评估相关风险和执行动作以避免这样的风险的方法。
15、当前描述的系统还提供了确定这样的风险的易于实施的方法。
16、当前描述的系统也提供了用于确定不同系统的相对位置的多种方式。
17、当前描述的系统能够确定系统的相关部件的公共坐标系内的波束起点和波束方向。
18、当前描述的系统能够确定在视场内或接近视场的绝对空间中相对于附近其他波束的反射的方向。
19、当前描述的系统也能够与邻近系统或与外部系统通信，确定邻近系统并且尤其是波束的相对位置和/或取向，并且将其相对的位置和/或取向发射到所述其他系统或所述外部系统。
20、当前系统中的接收器能够传达其取向、身份id和为接收器供电的发射波束的id。
21、在共享信息之后，系统中的至少一个为功率波束与来自(一个或多个)接收器的反射之间的潜在的相交点计算“风险图”，以确定是否存在危险增加的点。如果找到了这样的危险点，并且可选择地在估算了该危险点处的总可用功率之后，则在不同的安全系统之间交换安全信息、或者移动至少一个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在多波束无线功率传输系统中确保安全的方法，所述多波束无线功率传输系统包括波束源和多个目标，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像数据是电子图像数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像数据是通过用波束扫描所述目标而获得的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过收集从所述目标发射的电子数据来累积所述图像数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像数据是通过使用相机来累积的。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：如果步骤(a)和(b)的确定中的任何一个为阳性，则发出警报。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，所述波束中的至少一个是来自波束源的发射波束。
8.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，所述波束中的至少一个是从目标反射的波束。
9.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，通过调整所述波束源来执行对波束的所述衰减。
10.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，在波束的
11.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，至少一个波束的所述转向是通过使用波束扫描设备来执行的。
12.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，通过使用波束源的已知位置、以及用于在空间中定向所述波束的波束扫描仪设备的已知取向和位置，来确定由所述波束源发射的波束的轨迹。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，通过确定撞击在所述目标上的发射波束的轨迹、以及所述目标的位置和取向，来确定反射波束的所述位置和取向。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，通过使用安装在相对于所述目标的已知位置的加速度计和罗盘中的至少一个来确定所述目标的所述位置和所述取向。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，从机械地连接到所述目标的设备接收所述目标的所述位置和所述取向。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，通过分析所述目标的图像或所述目标上的图案，来计算所述目标的所述位置和所述取向。
17.根据权利要求1-6以及13-16中的任一项所述的方法，其中，所述确定至少两个波束的轨迹上的任何点是否比预定义的安全距离更靠近彼此，包括：
18.根据权利要求1-6以及13-16中的任一项所述的方法，其中，如果至少两个波束的轨迹上的任何点比所述预定义的安全距离更靠近彼此，则所述分析还包括确定所述至少两个波束的预期组合功率水平是否大于预定的安全水平。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，对源自于确定至少两个波束的轨迹上的任何点是否比所述预定义的安全距离更靠近彼此的所述步骤的所述数据的所述分析还包括：通过考虑所述波束交叉的可能性和考虑波束的所述预期组合功率水平将超过所述预定的安全水平的可能性，来计算与两个或更多波束相关联的总风险。
20.根据权利要求1-6、13-16和19中的任一项所述的方法，其中，所述目标中的至少一些安装在移动电话设备上。
21.一种用于将无线功率发射到适于接收所述无线功率的多个目标的系统，所述系统包括：
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述至少两个波束源的相对几何位置是已知的。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述至少两个波束源的所述相对几何位置借助于所述至少两个波束源之间的机械连接而已知。
24.根据权利要求22所述的系统，其中，通过基于以下各项执行向量计算来知道所述至少两个波束源的所述相对几何位置：
25.根据权利要求24所述的系统，其中，借助于将所述至少两个目标结合到单个接收器中来知道所述至少两个目标的所述相对位置。
...【技术特征摘要】
1.一种在多波束无线功率传输系统中确保安全的方法，所述多波束无线功率传输系统包括波束源和多个目标，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像数据是电子图像数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像数据是通过用波束扫描所述目标而获得的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过收集从所述目标发射的电子数据来累积所述图像数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像数据是通过使用相机来累积的。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：如果步骤(a)和(b)的确定中的任何一个为阳性，则发出警报。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，所述波束中的至少一个是来自波束源的发射波束。
8.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，所述波束中的至少一个是从目标反射的波束。
9.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，通过调整所述波束源来执行对波束的所述衰减。
10.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，在波束的波束源处或通过使用快门来执行对波束的所述关闭。
11.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，至少一个波束的所述转向是通过使用波束扫描设备来执行的。
12.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，通过使用波束源的已知位置、以及用于在空间中定向所述波束的波束扫描仪设备的已知取向和位置，来确定由所述波束源发射的波束的轨迹。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，通过确定撞击在所述目标上的发射波束的轨迹、以及所述目标的位置和取向，来确定反射波束的所述位置和取向。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，通过使用安装在相对于所述目标的已知位置的加速度计和罗盘中的至少一个来确定所述目标的所述位置和所...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y·彼得曼，O·阿尔珀特，O·莫尔，O·纳米亚斯，L·戈朗，R·萨基，Z·莱文，A·斯利波伊，Y·罗什，E·孔福尔蒂，
申请(专利权)人：WI电荷有限公司，
类型：发明
国别省市：
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