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張青 柳鑫 孫嘉隆 科技日報記者 過國忠
隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，諸多無線通信模塊已經(jīng)被開發(fā)出來。然而，無線世界最后一根電纜，即能量傳輸?shù)碾娎|一直仍未“剪斷”。
7月19日，記者從江南大學(xué)了解到，該校物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院教授敖金平科研團隊針對微波無線能量傳輸系統(tǒng)中微波-直流轉(zhuǎn)換效率低、工作電流小、工作帶寬窄等難題，通過持續(xù)攻關(guān)已獲得突破，該研究成果已獲多項發(fā)明專利，并發(fā)表在國際電子電氣工程師協(xié)會刊物《電子器件和微波理論與技術(shù)》。
遠距離微波無線輸能技術(shù)因其便攜性、安全性以及非接觸性被認為是改變?nèi)祟愇磥砩罘绞降年P(guān)鍵技術(shù)之一，近年來在學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界都受到了廣泛的關(guān)注，并進行了深入的研究。其中最關(guān)鍵的技術(shù)之一，就是實現(xiàn)高效率的微波-直流轉(zhuǎn)換，即微波整流。
該團隊負責(zé)人、江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院敖金平教授介紹，高性能的微波-直流轉(zhuǎn)換器是實現(xiàn)遠距離微波無限能量傳輸?shù)年P(guān)鍵。現(xiàn)有微波整流器受制于硅二極管較高的電阻、較大的電容和較低的耐壓能力，其轉(zhuǎn)換效率峰值僅為70%左右，且功率容量較低，高效率工作區(qū)間較窄。鑒于實際使用場景中微波能量頻率分散，功率范圍跨度大，更進一步降低了微波整流器的綜合效率，嚴重限制了無線微波能量傳輸系統(tǒng)的工作距離。
自2007年起，該團隊針對微波整流器的工作特性，依托國內(nèi)外相關(guān)研究基礎(chǔ)，從底層核心器件出發(fā)，實現(xiàn)了超過90%效率的微波整流器。
微波無線能量傳輸技術(shù)在靈活性、傳輸距離等方面相比現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)勢顯著，其可應(yīng)用在多個領(lǐng)域。例如，團隊針對建筑內(nèi)部關(guān)鍵部位壓力監(jiān)測，植入式傳感器電池更換不便的問題，聯(lián)合同濟大學(xué)相關(guān)團隊開發(fā)了無線驅(qū)動的植入式壓力傳感器，通過遠距離微波無線能量傳輸技術(shù)，成功移除了壓力傳感器的電池。
“如此一來，安全點檢時只需發(fā)射微波能量，即可實時對建筑內(nèi)部壓力進行測量，并無線傳輸至手機中，有效提升了建筑安全性，該原型已在相關(guān)風(fēng)車領(lǐng)域進行試用。今后，應(yīng)用此技術(shù)，我國有望實現(xiàn)相關(guān)領(lǐng)域從跟跑到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變。”敖金平表示。
（受訪者供圖）
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