《基於千赫茲美特材料的無線電能傳輸系統關鍵技術研究》是依託蘇州科技大學，由陳永強擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於千赫茲美特材料的無線電能傳輸系統關鍵技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳永強
- 依託單位：蘇州科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
美特材料和無線電能傳輸都是電磁科學技術領域近幾年來湧現出的研究熱點。本課題擬以非輻射無線電能傳輸技術為基礎，結合千赫茲美特材料的特性，圍繞電磁兼容、電磁近場調控與動態控制等關鍵問題開展研究。其中，針對無線電能傳輸技術在實際套用中存在的傳輸距離短、傳輸效率穩定性差、橫向偏移公差小的問題，提出一種利用折射率梯度變化的千赫茲美特材料實現電磁近場模式、分布形態的調控技術；針對傳統無線電能傳輸系統存在的結構複雜、功能單一的問題，提出一種利用千赫茲可調美特材料實現電磁近場分布形態的動態控制技術；針對電能無線傳輸過程中電磁泄漏造成的電磁干擾與電磁污染嚴重的問題，提出一種通過各向異性損耗型零折射率美特材料實現電磁禁止與電磁兼容的技術。本課題的研究成果，不僅可以達到最佳化傳輸距離與效率、改善電磁環境、豐富電磁場調控手段與動態控制技術的目的，而且對美特材料在非輻射無線電能傳輸技術中的實際套用具有指導意義。
結題摘要
本項目聚焦美特材料在非輻射無線電能傳輸技術中的套用，通過發掘美特材料近場調控與動態控制方式，並且引入到無線電能傳輸系統中，解決當前非輻射無線電能傳輸系統存在的傳輸效率低、電磁兼容性差、電磁場調控手段匱乏以及動態控制策略不足等問題，取得如下研究成果：(1)美特材料對無線傳能磁場分布模式的調控。通過在無線電能傳輸系統中引入人工磁導體，能夠實現對系統工作狀態中磁場的分布模式產生調控效果，從而影響接收端處於不同位置時的耦合行為，顯著提升系統的傳輸效率，減少電磁泄漏造成的電磁污染。(2)美特材料對無線傳能強耦合區域頻率劈裂的調控。通過在無線電能傳輸系統中引入平面金屬蘑菇狀美特材料，能夠解決在強耦合區域頻率劈裂問題，當傳輸距離改變時不需要頻繁調節本徵頻率就能達到最佳效率，增加系統對不同能量傳輸距離要求的適應度。(3)美特材料對電磁場的調控。通過引入電單負-磁單負美特材料複合結構，可實現電場、磁場在空間上分離；通過引入具有高度色散特性的美特材料，可實現電磁場局域特性增強；通過引入具有手征特性的美特材料，還可實現電磁場的極化控制。(4)有關可調美特材料的基礎研究。通過在美特材料中引入變容二極體，能夠實現美特材料等效電磁參數的動態靈活控制，且在結構一側加入吸收材料，造成相同信號功率從兩側入射結構中場分布的不對稱性，從而達到非對稱調控美特材料的目的。我們相信上述研究成果可為美特材料在非輻射無線能量傳輸技術的實際套用提供重要的理論和技術支持。
