Aalto-yliopisto

Tutkijat keksivät, miten langaton lataus toimii tehokkaasti matkankin päästä

Jaa
Latausalueen laajentaminen onnistuu säteilyhäviön poistamisella, Aalto-yliopiston tutkijat osoittivat.
Silmukka-antennien halkaisija on 3,6 senttimetriä, ja langattoman latauksen tehokkuus pysyy suurena vielä, kun ne ovat 18 senttimetrin päässä toisistaan. Kuva: Nam Ha-Van/Aalto-yliopisto
Silmukka-antennien halkaisija on 3,6 senttimetriä, ja langattoman latauksen tehokkuus pysyy suurena vielä, kun ne ovat 18 senttimetrin päässä toisistaan. Kuva: Nam Ha-Van/Aalto-yliopisto

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

Silmukka-antennien halkaisija on 3,6 senttimetriä, ja langattoman latauksen tehokkuus pysyy suurena vielä, kun ne ovat 18 senttimetrin päässä toisistaan. Kuva: Nam Ha-Van/Aalto-yliopisto
Silmukka-antennien halkaisija on 3,6 senttimetriä, ja langattoman latauksen tehokkuus pysyy suurena vielä, kun ne ovat 18 senttimetrin päässä toisistaan. Kuva: Nam Ha-Van/Aalto-yliopisto
Lataa

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 noin 13 000 opiskelijaa ja yli 4 500 työntekijää, joista 400 on professoreita. Kampuksemme sijaitsee Espoon Otaniemessä.

aalto.fi

facebook.com/aaltouniversity

twitter.com/aaltouniversity

youtube.com/aaltouniversity

 

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

Tutkimus: Terveydenhuollon laitehankinnoissa katsotaan enemmän hintalappua kuin pitkän aikavälin tuloksia12.6.2024 09:19:24 EEST | Tiedote

Säästöistä palkitseva bonus sai hankinta-ammattilaiset valitsemaan edullisemman laitevaihtoehdon kalliimman, hoidon kannalta lupaavamman sijaan. Lyhyen aikavälin säästö voi tulla ajan myötä kalliiksi. Siksi kannustimien pitäisi palkita myös hankintojen vaikuttavuudesta, kuten paremmista hoitotuloksista ja nopeammasta paluusta työelämään, sanovat tutkijat.

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
HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye