Los ingenieros utilizan la atenuación de la radiación para desarrollar una mejor carga inalámbrica

La Universidad Aalto ha desarrollado una mejor manera de cargar de forma inalámbrica a largas distancias. Los ingenieros optimizaron la forma en que interactúan las antenas transmisora ​​y receptora mediante el fenómeno de la “atenuación de la radiación”. El resultado es una mejor comprensión teórica de la transferencia de energía inalámbrica en comparación con los enfoques inductivos convencionales, lo que representa un avance significativo en el campo.

La carga en distancias cortas, como a través de almohadillas inductivas, utiliza campos magnéticos cercanos para transferir energía con alta eficiencia, pero en distancias más largas, la eficiencia cae drásticamente. Una nueva investigación, ahora publicada en la revista Se utilizó la evaluación físicamuestra que un rendimiento tan alto se puede mantener a largas distancias suprimiendo la resistencia a la radiación de las antenas de cuadro que envían y reciben energía.

Anteriormente, el mismo laboratorio había creado un sistema de carga inalámbrico omnidireccional que permitía cargar dispositivos en cualquier orientación. Ahora, han ampliado este trabajo con una nueva teoría dinámica de carga inalámbrica que analiza más de cerca las distancias y condiciones tanto cercanas (no radiativas) como lejanas (radiativas). En particular, muestran que se puede lograr una alta eficiencia de transmisión de más del 80% a distancias aproximadamente cinco veces mayores que la antena, utilizando una frecuencia óptima en el rango de cien megahercios.

“Queríamos equilibrar la transferencia de energía efectiva con la pérdida de radiación que siempre ocurre en distancias más largas”, dice el autor principal Nam Ha-Van, investigador postdoctoral en la Universidad Aalto. “Resulta que cuando las corrientes en las antenas de cuadro tienen amplitudes iguales y fases opuestas, podemos cancelar la pérdida de radiación, aumentando así la eficiencia”.

Los científicos han desarrollado una forma de analizar cualquier sistema inalámbrico de transmisión de energía, tanto matemática como experimentalmente. Esto permite una evaluación más precisa de la eficiencia de la transferencia de potencia, tanto a corto como a largo alcance, algo que no se había hecho antes. Luego probaron cómo funciona la carga entre dos antenas de cuadro colocadas a una distancia significativa en relación con su tamaño, y determinaron que la atenuación de la radiación es un mecanismo que ayuda a aumentar la eficiencia de la transferencia.

“Se trata de encontrar la configuración óptima para la transmisión inalámbrica de energía, tanto de cerca como de lejos”, dice Ha-Van. “Con nuestro enfoque, ahora podemos extender la distancia de transferencia más allá del alcance de los sistemas de carga inalámbricos convencionales mientras mantenemos una alta eficiencia”. La transferencia de energía inalámbrica no solo es importante para teléfonos y dispositivos; Los implantes biomédicos con capacidad de batería limitada también pueden beneficiarse. La investigación de Ha-Van y sus colegas también puede explicar las barreras, como el tejido humano, que pueden impedir la carga.