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Trasferimento di Potenza Wireless potenziato coerentemente

Ad oggi parlare di trasferimento di potenza senza fili (WPT), significa per la maggior parte dei casi poggiare il dispositivo da caricare su un apposito pad, o al massimo ad una distanza di 3-4 cm.  Scienziati dell'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca hanno proposto un nuovo modo per incrementare l'efficienza del trasferimento di potenza wireless sulla lunga distanza e lo hanno testato con simulazioni numeriche ed empiriche. In questo articolo, analizzeremo questo approccio concettualmente diverso per realizzare robusti sistemi WPT, basato sul controllo locale dell'impedenza d'onda grazie ai fenomeni di interferenza, in analogia con gli assorbitori perfetti coerenti. 

Introduzione

L'estrazione di energia elettromagnetica da parte di un'antenna dall'impatto di una radiazione esterna è alla base delle comunicazioni wireless e del trasferimento di potenza wireless (WPT). Il massimo dell'energia trasferita è assicurato quando l'antenna è adattata coniugata, cioè quando è risonante ed ha un accoppiamento con lo spazio libero uguale a quello con il suo carico. Questa condizione, tuttavia, può essere facilmente influenzata dai cambiamenti nell'ambiente, impedendo il funzionamento ottimale di un sistema WPT. Il concetto di WPT potenziato coerentemente consente di superare questa difficoltà e ottenere un controllo dinamico del trasferimento di potenza. L'approccio si basa sull'eccitazione coerente della guida d'onda collegata al carico dell'antenna con un segnale che si  propaga all'indietro di ampiezza e fase specifiche. Questo segnale crea un adeguato schema di interferenza sul carico con conseguente modifica dell'impedenza d'onda locale, che a sua volta abilita l'adattamento coniugato e in gran parte aumenta la quantità  di energia estratta.

L'antenna è un elemento chiave nella tecnologia wireless, comprese le comunicazioni e il trasferimento di potenza. Mentre le comunicazioni wireless sono ben consolidate, il trasferimento di potenza wireless (WPT), proposto all'inizio del 20° secolo da Tesla, ha vissuto una rinascita in anni recenti. Inoltre, grandi progressi sono stati recentemente realizzati per garantire la robustezza complessiva dei sistemi WPT operanti in campo vicino, contro le variazioni nell'ambiente e usando sistemi attivi, non linearità, e feedback.

IC con tecnologia WPT

La dimostrazione della migliorata efficienza del WPT nel regime di campo vicino facilitato dall'accoppiamento risonante ha aperto nuove opportunità di incorporazione del WPT in varie tecnologie, dove ricaricare batterie senza cavi è di grande importanza. Esempi includono veicoli elettrici, dispositivi medici impiantati, e l'elettronica di consumo. Sforzi di ricerca significativi sono stati recentemente dedicati ad esplorare modi per raggiungere alta efficienza del WPT, ottimizzando la geometria  dei risonatori, i materiali circostanti, e la loro disposizione relativa. [...]

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Una risposta

  1. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio Di Paolo Emilio 24 giugno 2018

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