Команда инженеров из Университета Аалто в Финляндии сделала замечательное открытие в области беспроводной зарядки. Команда оптимизировала взаимодействие между антеннами, передающими и принимающими энергию, используя феномен «подавление излучения». Результатом является улучшенное теоретическое понимание беспроводной передачи энергии по сравнению с традиционным индуктивным подходом.
Читать далее:
Беспроводная зарядка обычно эффективно работает на коротких расстояниях, как и индуктивные зарядные устройства. Однако на больших расстояниях эффективность резко падает. Это новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review Applied, показывает, что можно поддерживать высокую эффективность на больших расстояниях за счет подавления сопротивления излучения рамочных антенн, передающих и принимающих мощность.
В прошлом в той же лаборатории была разработана всенаправленная система беспроводной зарядки, которая позволяла заряжать устройства в любом положении. Теперь они развили этот подход с новой динамической теорией беспроводной зарядки, которая рассматривает как ближние (без излучения), так и большие (излучающие) расстояния и условия. Они показали, что высокая эффективность передачи, выше 80%, может быть достигнута на расстояниях, примерно в пять раз превышающих размер антенны, при использовании оптимальной частоты в диапазоне сотен мегагерц.
«Мы хотели эффективно сбалансировать передачу энергии с потерями излучения, которые всегда происходят на больших расстояниях», — сказал Нам Ха-Ван, ведущий автор исследования и научный сотрудник Университета Аалто. «Мы обнаружили, что, когда токи в рамочных антеннах имеют одинаковую амплитуду и противоположные фазы, мы можем компенсировать потери на излучение, тем самым повышая эффективность».
Антенны могут передавать энергию на большие расстояния
Команда создала метод анализа любой беспроводной системы передачи энергии математически или экспериментально. Это позволяет более полно оценить эффективность передачи энергии как на близкие, так и на большие расстояния, что до сих пор было неслыханно. Они проверили нагрузку между двумя рамочными антеннами, расположенными на значительном расстоянии по сравнению с их размерами, и установили, что подавление излучения является механизмом, помогающим повысить эффективность передачи.
«Мы пытаемся найти оптимальную настройку для беспроводной передачи энергии, будь то близко или далеко», — говорит Ха-Ван. «Благодаря нашему подходу мы теперь можем увеличить расстояние передачи по сравнению с обычными системами беспроводной зарядки, сохраняя при этом высокую эффективность». Беспроводная передача энергии важна не только для телефонов и гаджетов; биомедицинские имплантаты с ограниченной емкостью батареи также могут принести пользу. В исследовании Ха-Вана и его коллег также учитываются такие барьеры, как ткани человека, которые могут препятствовать загрузке.
Вы смотрели наши новые видео на YouTube? Подписывайтесь на наш канал!