Новая технология волновых помех увеличивает беспроводную зарядку на большие расстояния

• Исследователи разрабатывают уникальную систему, которая может эффективно передавать энергию через свободное пространство. 
• Система может упростить беспроводную зарядку мобильного телефона на некотором расстоянии от розетки. 
• Он работает путем передачи сигнала с определенной амплитудой и фазой. 

Мы все знаем, что антенна играет важную роль в беспроводных технологиях, включая передачу информации и энергии. Хотя система беспроводной связи хорошо развита, беспроводная передача энергии все еще находится на ранней стадии.

Дело не в том, что мы не пробовали; значительные исследования были посвящены поиску новых способов передачи мощности с более высокой эффективностью за счет оптимизации геометрии резонаторов и окружающих элементов. Фактически, за последнее время мы достигли большого прогресса.

Международная группа исследователей продемонстрировала новую концепцию, которая повышает эффективность передачи энергии и может привести к реальной беспроводной зарядке на большие расстояния. Если это будет реализовано, это будет полезно для всей бытовой электроники телефонов, медицинских имплантатов и даже электромобилей.

Как они это сделали?

Очень сложно передать достаточное количество энергии с помощью электромагнитных волн на большое расстояние (без использования проводов). Однако исследователи разработали новую методику, основанную на локальном контроле волнового сопротивления, обеспечиваемом интерференционным механизмом.

Они показали, что можно повысить эффективность приемной антенны, используя когерентное возбуждение выходного волновода сигналом (распространяющимся назад) определенной фазы и амплитуды. Сигнал формирует уникальную интерференционную картину, которая обеспечивает оптимальное волновое сопротивление на приемной стороне, максимизируя количество мощности, передаваемой через свободное пространство.

Что это значит? 

Проще говоря, одна из основных проблем беспроводной передачи энергии заключается в том, что антенна не поглощает излучение, а излучает небольшую часть падающего излучения. Эти два процесса обычно связаны с константой связи, и когда константы этих двух процессов одинаковы, передается максимальное количество энергии.

Чтобы поддерживать стабильные константы связи, исследователи интегрировали несколько настраиваемых схемных модулей, включая катушки индуктивности и конденсаторы. Кроме того, они передавали сигнал с определенной амплитудой и фазой, чтобы подавить дисбаланс констант связи. Сигнал также можно настроить для улучшения передачи волн без необходимости изменения нагрузки.

Демонстрация

Изображение предоставлено:Краснок / Техасский университет

На изображении показана передающая антенна (справа), излучающая волны (радиочастота). Антенна на приемной стороне передает энергию (волны синего цвета) по коаксиальному кабелю в аккумулятор. Красная волна, излучаемая цепью, интерферирует таким образом, чтобы максимально увеличить количество передаваемой энергии.