【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】無線電能傳輸技術(shù)能夠在無需物理連接的情況下，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)物體之間的電能傳輸，但傳統(tǒng)的磁諧振式無線電能傳輸方案在實(shí)際應(yīng)用中面臨著諸多挑戰(zhàn)，尤其是線圈調(diào)諧過程的復(fù)雜性和精準(zhǔn)性要求極高，在很大程度上限制了傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)用性。近日，西安交通大學(xué)電氣學(xué)院董天宇教授團(tuán)隊(duì)及其合作者在非厄米電路系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了色散誘導(dǎo)相變現(xiàn)象，開創(chuàng)性地提出了一種基于色散增益的非對(duì)稱諧振無線電能傳輸方案。
 

　　研究團(tuán)隊(duì)通過引入色散增益，成功突破了現(xiàn)有技術(shù)的局限性，實(shí)現(xiàn)了多模非對(duì)稱諧振系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)模式選擇。這一機(jī)制能夠有效調(diào)控諧振系統(tǒng)中的電磁能量分布，使得更多的能量匯聚到負(fù)載端，從而顯著提高無線電能傳輸效率，且有望克服應(yīng)用于非阻性負(fù)載時(shí)面臨的挑戰(zhàn)。此外，得益于非厄米架構(gòu)，面對(duì)外界擾動(dòng)時(shí)系統(tǒng)也能保持性能穩(wěn)定，有效改善了技術(shù)的實(shí)用性。這項(xiàng)工作在基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用之間的鴻溝上架起了一座橋梁，為無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展開啟了色散設(shè)計(jì)這一新篇章,為進(jìn)一步優(yōu)化無線電能傳輸?shù)於嘶A(chǔ)；也將為基于非厄米物理的高性能無線傳感提供參考。研究為在電子學(xué)、聲學(xué)、微波和光學(xué)等領(lǐng)域中利用色散效應(yīng)提供了新思路，有望進(jìn)一步推動(dòng)理論和技術(shù)的發(fā)展。
 

　　圖1色散系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)的比較(a)色散誘導(dǎo)相變示意圖；(b)不同類型理想源的輸出特性。

 

　　近日，該研究成果以“色散增益增強(qiáng)非對(duì)稱諧振無線電能傳輸”(Dispersive gains enhance wireless power transfer with asymmetric resonance)為題，在頂尖期刊《物理學(xué)進(jìn)展報(bào)告》(Reports on Progress in Physics，IF19.1)上發(fā)表。西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院碩士畢業(yè)生郝相林、博士畢業(yè)生殷柯與博士生蔡士青為共同第一作者，電氣工程學(xué)院董天宇教授與香港城市大學(xué)謝智剛教授為通訊作者，馬西奎教授和鄒建龍教授也參與了本工作。研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金和陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。