无线电传输电力，无线电力传输(WPT)系统实现远距离无线传输

很多朋友对无线电传输电力，无线电力传输(WPT)系统实现远距离无线传输不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

随着便携式电子产品、物联网设备和电动汽车充电需求的增加，对无线电力传输(WPT)系统的需求也在增加。此外，5G通信的出现催生了对远程、低成本、低延迟的无线电力传输技术的需求。无线电力传输的两个主要分支是近场和远场自由空间电力传输。

近年来，尽管基于共振的磁感应和电容耦合电力传输方法等技术显示出高效率和多接收器充电，但它们仅限于几毫米到5米的短距离。

长距离WPT技术包括射频/微波、单色激光束和超声波WPT技术。射频无线电力传输(RFWPT)也被广泛研究用于远程无线电力传输。已经在900 MHz、2.4 GHz、5.8 GHz和24 GHz(毫米波)的自由空间中使用RFWPT进行了各种研究。在之前的研究中，实验证明915 MHz RFWPT系统在15 m处实现了10%的功率传输效率。

相比之下，5.8 GHz射频WPT在5米处提供0.24%的功率传输效率，该效率随着与发射机距离的增加而降低。另一份研究报告称，使用5-6 GHz频率，在4 m处发射功率为32 W，接收功率为100 mW。此外，最近还演示了2.4 GHz和24 GHz系统。然而，2.4 GHz系统在安全功率传输方面具有局限性，24 GHz系统导致更大和更昂贵的设计。

使用RF/微波功率传输的WPT要么受到安全限制的限制，要么不能在保持长距离效率的同时提供足够的功率水平。这些系统主要面临天线/整流器天线设计、衍射、干扰和环境问题的挑战。尽管RFWPT系统具有潜力，但这些系统中使用的电磁波的色散特性通常会增加自由空间损耗、多径衰落和有害辐射。所有这些因素使得RFWPT不可能实现高能效。

此外，使用单色激光的光功率传输可以在高功率能量水平上实现长距离无线传输。然而，达到国际电工委员会(IEC)规定的安全能量水平是基于激光的无线能量传输的失败之一。

为了克服这些挑战，研究人员优化了一种叫做分布式激光充电的方法。在《Optics Express》发表的论文中，研究人员描述了他们的新系统，该系统使用红外光安全地传输高强度能量。实验室测试表明，它可以在30米内传输400兆瓦的光功率。这种能量足以为传感器充电，随着进一步的发展，它可能会增加到为移动设备充电所需的水平。

分布式激光充电的工作原理有点像传统激光器，只是激光腔的光学元件没有集成在一个器件中，而是与发射器和接收器分开。当发射器和接收器在视线上时，在空气或自由空间中形成一个激光腔，使系统能够传输基于光的能量。如果有障碍物遮挡了收发信机的视线，系统会自动切换到电源安全模式，实现无危险的空中供电。

在新系统中，研究人员使用了中心波长为1550纳米的掺铒光纤放大器光功率源。这个波长范围是光谱中最安全的区域，在所使用的功率下，它不会对人眼或皮肤造成危险。另一个关键部件是波分复用滤波器，它在自由空间传播的安全范围内产生窄带光功率束。审计刘清

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