«В последнее время беспроводная энергия снова стала технологией, позволяющей освободить нас от шнура питания», — говорит Дэвид Рикеттс, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в NC State и старший автор статьи о работе. «Одно из самых популярных приложений — зарядные площадки для беспроводных сотовых телефонов. Как многие знают, они, к сожалению, часто требуют почти физического контакта с площадкой, что ограничивает полезность действительно« беспроводного »источника питания. Недавние работы нескольких исследователей расширили возможности беспроводной связи. мощность до «среднего уровня», которая может обеспечивать питание на расстоянии от дюймов до футов. Хотя это обнадеживает, большинство беспроводных систем питания сосредоточены только на проблеме питания, а не на данных, которые должны сопровождать какое-либо из наших интеллектуальных устройств сегодня.
Удовлетворение этих потребностей в данных — вот что отличает нашу работу здесь ».Технологии беспроводной передачи энергии используют магнитные поля для передачи энергии по воздуху. Чтобы свести к минимуму потери мощности при генерации этих магнитных полей, вам необходимо использовать антенны, которые работают в узкой полосе пропускания, особенно если передатчик и приемник находятся на расстоянии нескольких дюймов или футов друг от друга.
Поскольку использование узкополосной антенны ограничивает передачу данных, устройства с беспроводной передачей энергии обычно также включают отдельные радиомодули для передачи данных. А наличие отдельных систем для передачи данных и энергии увеличивает стоимость, вес и сложность соответствующего устройства.
Команда штата Северная Каролина осознала, что, хотя для высокоэффективной передачи энергии, особенно на большие расстояния, требуются очень узкополосные антенны, полоса пропускания системы может быть намного шире.«Люди думали, что эффективная беспроводная передача энергии требует использования узкополосных передатчиков и приемников, и, следовательно, это ограничивает передачу данных», — говорит Рикеттс. «Мы показали, что вы можете сконфигурировать систему с широкой полосой пропускания с компонентами с узкой полосой пропускания, что дает вам лучшее из обоих миров».С этой более широкой полосой пропускания команда NC State затем представила беспроводной канал передачи мощности в качестве канала связи, адаптируя методы повышения скорости передачи данных, такие как выравнивание каналов, для дальнейшего повышения скорости передачи данных и качества сигнала данных.
Исследователи протестировали свою систему с передачей данных и без нее. Они обнаружили, что при передаче почти 3 Вт мощности — более чем достаточно для питания вашего планшета во время воспроизведения видео — система была всего на 2,3 процента менее эффективна при передаче 3,39 мегабайт данных в секунду.
При мощности 2 Вт разница в эффективности составила всего 1,3 процента. Испытания проводились с передатчиком и приемником на расстоянии 16 сантиметров или 6,3 дюйма друг от друга, что продемонстрировало способность их системы работать в беспроводных линиях электропитания на большие расстояния.
«Наша система сравнима по эффективности передачи энергии с аналогичными устройствами беспроводной передачи энергии и показывает, что вы можете разработать систему беспроводной передачи энергии, которая сохранит почти всю свою эффективность при потоковой передаче фильма на Netflix», — говорит Рикеттс.