Tutkijat keksivät, miten langaton lataus toimii tehokkaasti matkankin päästä
9.8.2023 13:29:29 EEST | Aalto-yliopisto | Tiedote
Langattomat latausalustat ovat monelle jo tuttuja, mutta entä jos puhelimen tai muun tärkeän laitteen voisi ladata langattomasti ilman, että sen pitää olla alustalla?
Lähietäisyydellä, kuten latausalustoilla, langaton lataus perustuu magneettisiin lähikenttiin. Teho kuitenkin romahtaa, kun etäisyys lähettimen (latauslaite) ja vastaanottimen (ladattava laite) antennien välillä kasvaa.
Aalto-yliopiston tutkijat kehittivät ongelmaan ratkaisun, joka perustuu antennien välisen vuorovaikutuksen optimointiin. Tulokset julkaistiin juuri Physical Review Applied -tiedelehdessä.
“Havaitsimme, että kun lähettimen ja vastaanottimen silmukka-antennien virroilla on sama värähdystaajuus mutta vastakkainen vaihekulma, pääsemme eroon säteilyhäviöstä. Tämä parantaa latauksen tehoa”, kertoo tutkimuksen pääkirjoittaja, tutkijatohtori Nam Ha-Van.
Aiemmin saman laboratorion tutkijat kehittivät lähietäisyydellä toimivan langattoman latausteknologian, jolla voi ladata tehokkaasti useita laitteita yhtä aikaa. Sen salaisuus on donitsinmuotoisen laitteen keskelle luotu tasainen magneettikenttä, joka lataa laitteet yhtä hyvin kaikkialla donitsin ympärillä, riippumatta laitteiden asennosta.
Nyt julkaistussa tutkimuksessa tutkijat kehittivät tavan analysoida mitä tahansa langatonta virransiirtomenetelmää sekä matemaattisesti että kokeellisesti. Näin he voivat arvioida sekä lähietäisyydeltä että kauempaa tehtävän langattoman virransiirron tehokkuutta paljon aiempaa perusteellisemmin.
Tutkimus osoitti, että virransiirtoteho säilyy jopa 80 prosentissa viisi kertaa silmukka-antennin halkaisijan pituisella välimatkalla, kun käytetään optimaalista taajuutta sadan megahertsin vaihteluvälillä. Perinteisellä menetelmällä optimaalista taajuutta ei määritetä, vaan suunnittelijat käyttävät standardin mukaista taajuutta, jolloin teho voi jäädä alle 20 prosentin.
”Kaiken ydin on löytää optimaalinen tapa virransiirtoon, läheltä tai matkan päästä”, Ha Van kiteyttää.
Seuraavaksi tutkijat pureutuvat siihen, miten langaton virransiirto toimii ihmiskudoksissa ja niiden läpi. Tämä on tärkeää erityisesti erilaisten biolääketieteen sovellusten, kuten langattoman tähystyksen ja verkkokalvoproteesien kehityksessä.
Nam Ha-Vanin mukaan oleellista on löytää juuri oikea taajuus, jolla sekä virransiirto että kehossa toimivan laitteen vastaanottama teho ovat mahdollisimman suuret.
”Se on edellytys näiden sovellusten toimivuudelle.”
Artikkeli
Ha-Van, N., Simovski, C. R., Cuesta, F. S., Jayathurathnage, P., & Tretyakov, S. A. (2023). Effective Midrange Wireless Power Transfer with Compensated Radiation Loss. Physical Review Applied
Linkki artikkeliin (journals.aps.org)
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Tutkijatohtori Nam Ha-Van
puh. 050 560 6892
nam.havan@aalto.fi
Kuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Aalto-yliopistossa tiede ja taide kohtaavat tekniikan ja talouden. Rakennamme kestävää tulevaisuutta saavuttamalla läpimurtoja avainalueillamme ja niiden yhtymäkohdissa. Samalla innostamme tulevaisuuden muutoksentekijöitä ja luomme ratkaisuja maailman suuriin haasteisiin. Yliopistoyhteisöömme kuuluu 16 000 opiskelijaa ja 5 200 työntekijää, joista 446 on professoreita. Kampuksemme sijaitsee Espoon Otaniemessä.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Aalto-yliopisto
Kenen Turku -kirja haastaa kaupunkisuunnittelun ja vaatii lisää vihreyttä myös tiiviiseen kaupunkiin8.5.2026 10:25:00 EEST | Tiedote
Tuore kirja kokoaa yhteen Aalto-yliopiston maisema-arkkitehtiopiskelijoiden näkemyksiä siitä, miten kaupunki voisi olla vehreämpi ja elinkelpoisempi paitsi ihmisille myös muille lajeille.
Uudella ultraäänineulalla jopa kolme kertaa suurempi näyte – voi mahdollistaa harppauksen syöpädiagnostiikkaan8.5.2026 08:08:59 EEST | Tiedote
Värähtelevä ultraäänineula tuottaa sylkirauhaskasvaimista nykyisiä menetelmiä paremman kudosnäytteen, mikä voisi merkittävästi nopeuttaa diagnoosia ja parantaa sen tarkkuutta. Näyte on lisäksi mahdollista ottaa ilman nukutusta, jopa tavallisella lääkärinvastaanotolla. Menetelmää tutkitaan parhaillaan myös imusolmukkeissa sekä rinta- ja kilpirauhaskasvaimissa.
Musiikkialan toimijat: Alan arvo kaksinkertaistuu laajojen yhdenvertaisuustoimien myötä vuoteen 2040 mennessä7.5.2026 07:45:00 EEST | Tiedote
Equal Futures in Music -hanke on koonnut musiikkialan keskeisiä vaikuttajia visioimaan alalle yhdenvertaisen 2040-vision sekä toimet sen saavuttamiseksi. Ala tavoittelee itsesäätelevää toimielintä ja musiikkialan arvon kaksinkertaistumista 11. toukokuuta julkaistavassa Suomen yhdenvertainen musiikkiala 2040 -raportissa.
Walter Ahlströmin säätiö lahjoittaa 3 miljoonaa euroa Aalto-yliopistolle24.4.2026 08:39:25 EEST | Tiedote
Lahjoituksella Aalto perustaa kestävän teollisen tuotannon professuurin.
Kutsu: Opiskelijoiden projekteista syntyy patentteja ja startupeja – tuotekehityskurssin loppugaala esittelee ratkaisut aitoihin haasteisiin23.4.2026 09:45:00 EEST | Kutsu
Aalto-yliopiston huippusuositulla tuotekehityskurssilla opiskelijat kehittävät luovia ratkaisuja yritysten antamiin aitoihin haasteisiin. Jo 30 vuoden ajan järjestetyllä kurssilla kehitetyistä prototyypeistä on syntynyt myös lukuisia patentteja ja startupeja. Tänä vuonna opiskelijat kehittivät ratkaisuja muun muassa teho-osastoille, laivojen ohjaamoihin ja rakennustyömaille.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme