相距2米!紅外隔空充電成功
(記者袁一雪)日前,同濟大學電子與信息工程學院教授劉慶文團隊研發(fā)的紅外隔空充電技術(shù),將智能手機和AR眼鏡的移動傳能距離拓展到2米。該技術(shù)不僅可以在室內(nèi)為智能手機、智能眼鏡等移動終端遠程供電,還可以在室外為攝像頭、無人機等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備移動供電,實現(xiàn)類似Wi-Fi的無線傳能。
研究人員提出共振波束理論,構(gòu)建表征共振波束傳輸效率的數(shù)學模型,并基于該理論和模型研發(fā)了紅外隔空充電系統(tǒng),實現(xiàn)了距離2米和視場角6°范圍內(nèi)任意移動條件下5瓦光能和500毫瓦電能的傳輸功能。相關(guān)成果發(fā)表于《IEEE物聯(lián)網(wǎng)期刊》。
輻射無線傳能(例如無線電、激光等)雖然適用于遠距離能量傳輸,但困難在于高效傳輸需要復雜的控制機制來跟蹤移動的能量接收器。不過,如果利用物體之間的共振輻射場,即共振波束,就可以實現(xiàn)遠距離和高效率的能量傳遞。劉慶文團隊通過理論和實驗證明了共振波束傳能(RBC)的傳輸距離可以達到收發(fā)器尺寸的數(shù)百倍以上。研究人員利用回復反射器元件,解決了現(xiàn)有輻射無線傳能技術(shù)的移動性難題。此外,理論和實驗驗證了系統(tǒng)的自適應(yīng)安全性。當異物靠近傳能鏈路時,能量傳輸會自適應(yīng)中斷使得傳能即刻停止,而無需安全檢測設(shè)備。
此外,該系統(tǒng)基于雙回復反射器組成的空間分離諧振腔,利用腔內(nèi)共振波束作為傳遞能量的載體,在移動情況下可以實現(xiàn)對接收端的自動跟蹤,無需控制邏輯和設(shè)備。它還首次采用聚焦遠心貓眼作為回復反射器,大大提高了移動諧振腔的穩(wěn)定性。其顯著優(yōu)勢在于自對準的隔空充電,可在移動操作中高效且自動地將能量傳輸?shù)骄o湊型電子設(shè)備中,無需任何定位或跟蹤控制。
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