Новая техника волновой интерференции улучшает дальнюю беспроводную зарядку

Исследователи разработали уникальную систему, которая может эффективно передавать энергию через свободное пространство.

Система может облегчить беспроводную зарядку мобильного телефона на некотором расстояне от розетки.

Она работает путем передачи сигнала с определенной амплитудой и фазой.

Как они это сделали?

Очень трудно передать достаточное количество энергии через электромагнитные волны на большое расстояние (без проводов). Однако исследователи разработали новую технику, основанную на локальном контроле волнового сопротивления, обеспечиваемом механизмом интерференции.

Они показали, что возможно увеличить эффективность приемной антенны, используя когерентное возбуждение волновода исходящего сигнала (распространяющегося назад) с определенной фазой и амплитудой. Сигнал формирует уникальный интерференционный узор, который обеспечивает оптимальное волновое сопротивление на приемном конце, максимизируя количество переданной энергии через свободное пространство.

Что это значит?

Простыми словами, одна из главных проблем беспроводной передачи энергии — антенна не поглощает излучение, а выталкивает небольшую часть падающего излучения. Эти два процесса обычно ассоциируются с константой связи, и когда константы этих двух процессов одинаковы, передается максимальное количество энергии.

Чтобы держать эти константы связи стабильными, исследователи интегрировали несколько настраиваемых модулей схем, включая индуктивности и конденсаторы. Кроме того, они передавали сигнал с определенной амплитудой и фазой, чтобы подавить дисбаланс констант связи. Сигнал также можно настроить для улучшения волновой передачи без необходимости изменять нагрузку.

Демонстрация

Команда разработала теоретическую модель для доказательства этого принципа с полноволновыми численными симуляциями. Они использовали генератор сигналов и две антенны для передачи микроволновой мощности на расстоянии 40 сантиметров. Коаксиальный кабель дополнительно соединяет приемную антенну со схемой (например, батареей).

Они продемонстрировали, что их техника может восстановить максимальную передачу энергии, даже с большой разницей в константах связи. По словам исследователей, техника может использоваться для разработки эффективных систем беспроводной передачи энергии в резко меняющихся средах.

Однако Witricity, компания, производящая устройства для беспроводной передачи энергии, говорит, что выгоды этой концепции еще нужно проверить. Они все еще не уверены, стоит ли пытаться реализовать.