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工程师利用辐射抑制来开发更好的无线充电

2023-07-26 16:48:39 来源: 用户: 

阿尔托大学开发出了一种更好的长距离无线充电方法。工程师利用“辐射抑制”现象,优化了天线发射和接收功率相互作用的方式。与传统的感应方法相比,其结果是对无线电力传输有了更好的理论理解,这是该领域的重大进步。

短距离充电(例如通过感应垫)使用近场磁场来高效传输电力,但距离较长时,效率会急剧下降。现在发表在《应用物理评论》杂志上的新研究表明,通过抑制发送和接收功率的环形天线的辐射电阻,可以在长距离上维持这种高效率。

此前,该实验室创建了一个全向无线充电系统,允许设备在任何方向充电。现在,他们利用新的无线充电动态理论扩展了这项工作,该理论更仔细地研究近(非辐射)和远(辐射)距离和条件。特别是,他们表明,利用百兆赫兹范围内的最佳频率, 在大约五倍于天线尺寸的距离处可以实现超过 80% 的高传输效率。

主要作者、阿尔托大学博士后研究员 Nam Ha-Van 表示:“我们希望有效地平衡电力传输与长距离辐射损失之间的关系。” “事实证明,当环形天线中的电流具有相等的幅度和相反的相位时,我们可以抵消辐射损耗,从而提高效率。”

研究人员创建了一种通过数学或实验方式分析任何无线电力传输系统的方法。这样可以对近距离和远距离的电力传输效率进行更彻底的评估,这是以前从未做过的。然后,他们测试了相对于其尺寸而言相距相当远的两个环形天线之间的充电工作原理,确定辐射抑制是有助于提高传输效率的机制。

“这一切都是为了找出无线电力传输的最佳设置,无论是近处还是远处,”Ha-Van 说。“通过我们的方法,我们现在可以将传输距离扩展到传统无线充电系统之外,同时保持高效率。” 无线功率传输不仅对于手机和电子产品很重要,对于电子产品也很重要。电池容量有限的生物医学植入物也能受益。Ha-Van 及其同事的研究还可以解释人体组织等可能阻碍充电的障碍。

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