环球微动态丨我科学家攻克微波无线能量传输系统转换难题

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张青 柳鑫 孙嘉隆 科技日报记者 过国忠

随着无线通信技术的发展，诸多无线通信模块已经被开发出来。然而，无线世界最后一根电缆，即能量传输的电缆一直仍未“剪断”。

7月19日，记者从江南大学了解到，该校物联网工程学院教授敖金平科研团队针对微波无线能量传输系统中微波-直流转换效率低、工作电流小、工作带宽窄等难题，通过持续攻关已获得突破，该研究成果已获多项发明专利，并发表在国际电子电气工程师协会刊物《电子器件和微波理论与技术》。

远距离微波无线输能技术因其便携性、安全性以及非接触性被认为是改变人类未来生活方式的关键技术之一，近年来在学术界和产业界都受到了广泛的关注，并进行了深入的研究。其中最关键的技术之一，就是实现高效率的微波-直流转换，即微波整流。

该团队负责人、江南大学物联网工程学院敖金平教授介绍，高性能的微波-直流转换器是实现远距离微波无限能量传输的关键。现有微波整流器受制于硅二极管较高的电阻、较大的电容和较低的耐压能力，其转换效率峰值仅为70%左右，且功率容量较低，高效率工作区间较窄。鉴于实际使用场景中微波能量频率分散，功率范围跨度大，更进一步降低了微波整流器的综合效率，严重限制了无线微波能量传输系统的工作距离。

自2007年起，该团队针对微波整流器的工作特性，依托国内外相关研究基础，从底层核心器件出发，实现了超过90%效率的微波整流器。

微波无线能量传输技术在灵活性、传输距离等方面相比现有技术优势显著，其可应用在多个领域。例如，团队针对建筑内部关键部位压力监测，植入式传感器电池更换不便的问题，联合同济大学相关团队开发了无线驱动的植入式压力传感器，通过远距离微波无线能量传输技术，成功移除了压力传感器的电池。

“如此一来，安全点检时只需发射微波能量，即可实时对建筑内部压力进行测量，并无线传输至手机中，有效提升了建筑安全性，该原型已在相关风车领域进行试用。今后，应用此技术，我国有望实现相关领域从跟跑到领跑的转变。”敖金平表示。

（受访者供图）

关键词： 能量传输