微波無線能量傳輸系統轉換效率實現突破

科技日報無錫7月19日電 （張青 柳鑫 孫嘉隆 記者過國忠）記者19日從江南大學瞭解到，該校物聯網工程學院敖金平教授團隊通過持續攻關，在對微波無線能量傳輸系統中微波—直流轉換效率低、工作電流小、工作帶寬窄等難題的研發中獲得突破。相關研究成果已獲多項發明專利，並發表在國際刊物《電子器件和微波理論與技術》。

因具有便攜性、安全性以及非接觸性，遠距離微波無線能量傳輸技術被認為是改變人類未來生活方式的關鍵技術之一，近年來在學術界和產業界都受到了廣泛關注和深入研究。其中最關鍵的技術之一，就是實現高效率的微波—直流轉換，即微波整流。

敖金平介紹，高性能的微波—直流轉換器是實現遠距離微波無限能量傳輸的關鍵。現有微波整流器受制於硅二極管較高的電阻、較大的電容和較低的耐壓能力，其轉換效率峯值僅為70%左右，且功率容量較低，高效率工作區間較窄。而實際使用中微波能量頻率分散、功率範圍跨度大，這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的工作距離。

該團隊自2007年起針對微波整流器的工作特性，從底層核心器件開始研究攻關，最終使得微波整流器的轉換效率超過了90%。

微波無線能量傳輸技術在靈活性、傳輸距離等方面相比現有技術優勢顯著，其可應用在多個領域。例如，針對監測建築內關鍵部位壓力的傳感器電池更換不便的問題，他們聯合同濟大學相關團隊開發出了無線驅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實現能量輸送，壓力傳感器無需配備電池。

“如此一來，只需發射微波能量，即可即時對建築內部壓力進行測量，並無線傳輸至手機中，有效提升了建築安全性。該原型還在風車發電領域進行了試用。”敖金平表示。