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相距2米!紅外隔空充電成功

發布時間:2022-01-24 16:05:00來源: 中國科學報

  (記者袁一雪)日前,同濟大學電子與(yu) 信息工程學院教授劉慶文團隊研發的紅外隔空充電技術,將智能手機和AR眼鏡的移動傳(chuan) 能距離拓展到2米。該技術不僅(jin) 可以在室內(nei) 為(wei) 智能手機、智能眼鏡等移動終端遠程供電,還可以在室外為(wei) 攝像頭、無人機等物聯網設備移動供電,實現類似Wi-Fi的無線傳(chuan) 能。

  研究人員提出共振波束理論,構建表征共振波束傳(chuan) 輸效率的數學模型,並基於(yu) 該理論和模型研發了紅外隔空充電係統,實現了距離2米和視場角6°範圍內(nei) 任意移動條件下5瓦光能和500毫瓦電能的傳(chuan) 輸功能。相關(guan) 成果發表於(yu) 《IEEE物聯網期刊》。

  輻射無線傳(chuan) 能(例如無線電、激光等)雖然適用於(yu) 遠距離能量傳(chuan) 輸,但困難在於(yu) 高效傳(chuan) 輸需要複雜的控製機製來跟蹤移動的能量接收器。不過,如果利用物體(ti) 之間的共振輻射場,即共振波束,就可以實現遠距離和高效率的能量傳(chuan) 遞。劉慶文團隊通過理論和實驗證明了共振波束傳(chuan) 能(RBC)的傳(chuan) 輸距離可以達到收發器尺寸的數百倍以上。研究人員利用回複反射器元件,解決(jue) 了現有輻射無線傳(chuan) 能技術的移動性難題。此外,理論和實驗驗證了係統的自適應安全性。當異物靠近傳(chuan) 能鏈路時,能量傳(chuan) 輸會(hui) 自適應中斷使得傳(chuan) 能即刻停止,而無需安全檢測設備。

  此外,該係統基於(yu) 雙回複反射器組成的空間分離諧振腔,利用腔內(nei) 共振波束作為(wei) 傳(chuan) 遞能量的載體(ti) ,在移動情況下可以實現對接收端的自動跟蹤,無需控製邏輯和設備。它還首次采用聚焦遠心貓眼作為(wei) 回複反射器,大大提高了移動諧振腔的穩定性。其顯著優(you) 勢在於(yu) 自對準的隔空充電,可在移動操作中高效且自動地將能量傳(chuan) 輸到緊湊型電子設備中,無需任何定位或跟蹤控製。

(責編: 常邦麗)

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