无线输电关键技术及其应用_程时杰

浅谈无线电力传输

浅谈无线电力传输张业邹代宇陈昊内容摘要：无线电力传输技术是一项新兴的科技，这项技术未来将很大程度的造福人类。本文将对无线电力传输技术的历史，基本原理，研究现状以及未来前景进行介绍，让人们更好地认识这门新兴技术。关键词：无线电力传输，电磁感应，耦合，共振，无线充电，改变世界。一、无线电能传输的发展历史 1820年:安培,安培定理表明电流可以产生磁场。1831年:法拉第,法拉第电磁感应定律是电磁学的一个重要的基本规律。1864年:麦克斯韦建立了统一的电磁场方程,用数学的方法描述电磁辐射。1864年:赫兹证实了电磁辐射的存在。赫兹产生电磁波的设备是VHF和UHF 波段的放电发射机。1891年:特斯拉(NikolaTesla)改善了赫兹的微波发射器的射频功率供应,并申请专利。1893年:特斯拉在芝加哥的哥伦比亚世界博览会展示了他的无线传输的荧光照明灯。1894年:勒布朗(Hutin&LeBlanc)相信可以感应传输电能,并申请了关于一个能传输3KHz电能的系统的美国专利。1894年:特斯拉分别在纽约的第五大道南35号的实验室和休斯敦街46号的实验室通过无线方式点亮了一个单极白炽灯,实验手段用到电力感应、无线共振感应耦合等技术。1894年:钱德拉玻(JagdishChandraBose)使用电磁波信号远距离点燃火药和

触响铃铛,表明不用电线也能传递能量。1895年:钱德拉玻无线传输信号将近一英里远的距离。1896年:特斯拉发射了约48公里(30英里)距离的信号。1897年:马可尼(GuglielmoMarconi)使用超低频无线电发射器传送6公里的摩尔斯电码信号。1897年:特斯拉申请了无线传输的专利。自此，无线电力传输技术真正走上了历史的舞台。一、无线电能传输的基本原理无线输电技术根据其应用场合的变化有不同的原理,技术方案也不尽相同。 1.电磁感应原理此原理与电力系统中常用的变压器原理类似。在变压器的原边通入交变电流,副边会由于电磁感应原理感应出电动势,若副边电路连通,即可出现感应电流,其方向的确定遵从楞次定律,大小可由麦克斯韦电磁理论解出。电力系统中的电压、电流互感器也是采用了类似的原理。相对于无线输电而言,变压器的原边相当于电能发射线圈,副边相当于电能接收线圈,这样就可以实现电能从发射线圈到接收线圈的无线传输。虽然电磁感应原理在电力系统中应用的初衷并不侧重于电能的传输,而是利用能量的转化改变电压、电流的数量级,但其对无线输电确实产生了一定的启发作用, 尤其是电能的小功率、短距离传送。目前使用电磁感应传递电能的主要有电动牙刷, 以及手机、相机、MP3等小型便携式电子设备,由充电底座对其进行无线充电。电能发射线圈安装在充电底座内,接收线圈则安装在电子设备中。这种原理的无

无线电能传输实验报告

实验报告 1.实验原理与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚，实现电能的无线传输是人类多年的一个美好追求。无线电能传输技术 (Wireless Power Transfer, WPT )也称之为非接触电能传输技术(Contactless PowerTransmission, CPT )，是一种借于空间无形软介质(如电场、磁场、微波等)实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式，该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究，是能源传输和接入的一次革命性进步。无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷，是一种有效、安全、便捷的电能传输方法，因而它被美国技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、RFID识别等领域具有重要的应用价值，而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和实际意义。在中国科协成立五十周年的系列庆祝活动中，无线能量传输技术被列为“0 项引领未来的科学技术”之一。到目前为止，根据电能传输原理，无线电能传输大致可以分为三类：感应耦合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。作为一个新的无线电能传输技术，磁耦合谐振式是基于近场强耦合的概念，基本原理是两个具有相同谐振频率的物体学习参之间可以实现高效的能量交换，而非谐振物体之间能量交换却很微弱。

磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间，因此也被称之为中尺度（mid-range）能量传输技术，其尺度为几倍的接收设备尺寸（可扩展到几米到几十米）。除了较大的传输距离，还存在以下优势：由于利用了强耦合谐振技术，可以实现较高的功率（可达到kW）和效率；系统采用磁场耦合（而非电场，电场会发生危险）和非辐射技术，使其对人体没有伤害；良好的穿透性，不受非金属障碍物的影响。因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。基于磁耦合谐振技术的无线电能传输技术主要利用的是近场磁耦合共振技术，共振系统由多个具有相同本征频率的物体构成，能量只在系统中的物体间传递，与系统之外的物体基本没有能量交换，在达到共振时，物体振动的幅度达到最大。基于磁耦合谐振技术的无线电能传输系统一般由高频发射源、发射系统、接收系统、负载等部分组成，其中发射系统和电磁接收系统，是无线电能传输系统的关键部分。其典型模型如下图所示。由下图可知发射系统包括励磁线圈和发射线圈，它们之间是通过直接耦合关系把能量从励磁线圈传到发射线圈，励磁线圈所需能量直接从高频电源处获得。电磁接收系统包括接收线圈和负载线圈，它们之间也是通过直接耦合关系把能量从接收线圈传到负载线圈。发射线圈与接收线圈之间通过空间磁场的谐振耦合实现电能的无线传输。学习参

5G无线通信网络中关键技术及发展趋势

5G无线通信网络中关键技术及发展趋势【摘要】第五代移动通信（5G）已成为全球通信领域研发的热点。随着5G通信技术的不断完善，也必将给人们带更好的通信网络体验。因此，需对5G主要关键技术及其发展趋势做进一步探讨。【关键词】5G 无线通信网络技术趋势随着4G进入规模商用阶段，面向2020年及未来的第五代移动通信（5G）已成为全球研发的热点。5G时代无线通信也将会进一步的完善，从稳定性、传输速度等方面向有线通信看齐，甚至会超越有线通信。分析归纳5G主要关键技术，对其发展趋势的进一步探讨，对于5G通信技术的不断完善有着积极的意义。一、5G无线通信技术的特点（1）大幅提高了数据的传输速率。在5G技术中，通过技术创新，其数据传输的速度可以高达每秒几十GB。以 28GHz…波段为例，4G技术无线传输速率是75Mbps，而5G 技术无线传输速度已经可达到1Gbps，并且有高于2Mb/s的非对称数据传输能力。（2）兼容性更强。5G技术涉及到Wi-Fi、NFC以及BLUETOOTH等的无线技术，并且包含是集多种无线通信技术的全通信系统，其对其他技术和设备的兼容性

更强，在网络支付的时代，对手机支付的安全性也有了很大的提升。（3）低功耗。无线网络通信技术在应用过程，应用程度的持续运行需要较多的小任务来支持，比如电子邮件程序，为了保证电子邮件能够实时更新，会向服务器发持续发送请求。在5G技术中，会对浪费电量的应用进行快速、自动的审核，对无用应用发出的请求进行阻止，从而减少对电量的浪费，延长电池的使用寿命。二、5G无线通信关键技术 1、大规模天线阵列技术。5G无线通信采用大规模天线阵列，从而实现在当前多天线技术的基础上，通过天线数量的增加，达到对数十个独立空间数据流的支持，对多用户系统的频谱效率大幅提升，也为5G系统速率需求和容量需求提供了支持。在大规模天线阵列对5G通信技术中信道测量与反馈、天线阵列设计、参考信号设计、低成本实现等关键问题的解决提供了技术支持。 2、超密集组网技术。为了实现无线通信频率资源的利用效率，超密集组网技术可以提高基站部署密度，从而对频率复用效率实现巨大提升。但在此技术的应用方面，因部署成本、站址资源、频率干扰等因素影响，超密集组网技术在无线通信网络局部热点区域应用，可以达到通信容量百倍级的提高。在超密集组网技术的研发过程中，其重点研究方向应体现小区虚拟化技术、干扰管理与抑制、回传与接回联合设计等方面，从而更好促进超密集

无线充电原理图文详解

无线充电原理图文详解支持无线充电的智能手机从2011年夏季前后开始上市。任何厂商的任何机型均可使用的“Qi”规格将成为全球标准。停车即可充电的EV（电动汽车）用充电系统也在推进研发。无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无线电话等部分家电产品中实用化，现在其应用范围又扩大到了智能手机领域。 NTT DoCoMo在2011年夏季以后陆续上市了多款支持无线充电的智能手机和充电座。这些手机无需在手机上插上充电线缆，只需放置在充电座上即可为电池充电。今后NTT DoCoMo 将在电影院、餐厅、酒店、机场休息室等公共场所设置充电座，便于用户在外出时使用。软银移动也预定2012年1月上市支持无线充电的智能手机。KDDI正在开发车载式智能手机的无线充电座。未来无线充电的应用范围将有望扩大到EV的充电系统。目前，市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。Qi源自汉语“气功”中的“气”，以松下、

韩国三星电子、英国索尼爱立信、芬兰诺基亚、电装为首，许多国家的家电厂商和汽车厂商都相继加盟了WPC。无线充电方式包括“磁共振”及“电波接收”等多种方式，Qi采用的是“电磁感应方式”。通过实现标准化，只要是带有Qi标志的产品，无论是哪家厂商的哪款机型均可充电。 19世纪发现的物理现象电磁感应方式采用了19世纪上半期发现的物理现象。众所周知，电流流过线圈时，周围会产生磁场。1820年，丹麦物理学家汉斯·奥斯特（Hans Oersted）发现了这种电磁效应。

用没有通电的其他线圈接近该磁场，线圈中就会产生电流，由此点亮灯泡。1831年，英国物理学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）发现了这个可从线圈向线圈供电的物理现象，并称之为电磁感应现象。

无线电能传输

Frequency dependence of magnetic flux profile in the presence of metamaterials for wireless power transfer Boopalan G School of Electronics Engineering VIT University Vellore, Tamil Nadu, India boopalan@vit.ac.in Subramaniam C K School of Advance Sciences VIT University Vellore, Tamil Nadu, India subramaniam@vit.ac.in Abstract— We discuss the change in the magnetic flux profile by introducing a negative refractive index material (metamaterial) in between the source and receiver. The environment parameters, ε and μ , has a significant effect on the propagation of electromagnetic wave. The behavior of Transverse Magnetic (TM) wave when the medium in the path of propagation is changed to negative permittivity and permeability is simulated and discussed. The effect of size, shape and anisotrophy of the metamaterials, for near-field regions, on the magnetic flux density has been studied using finite element analysis. An enhancement in the magnetic flux density when a metamaterial is introduced in between the source and receiver was observed. The results show that the static and quasi-static behavior of the system is same. Keywords—metamaterials, quasi static, magnetic flux transverse magnetic I.I NTRODUCTION The idea of charging on the go is an exciting option for various high power applications like Electric Vehicle. Wireless power charging can be done by radiative or non-radiative processes. Use of microwave and optical frequencies falls into the radiative category while non-radiative process refers to the near-field domain. This concept was put forward by Nikola Tesla when he invented an apparatus for transmitting electrical energy wirelessly [1]. Later, with the advent of microwave transmission technology in 1960’s researchers dreamed power transfer from satellite space station to earth [2]. For short distances inductive coupling is very convenient [3-4]. The enhancement in coupling efficiency is obtained by replacing coils with resonators [5-7]. The efficiency can further be improved by introducing a negative refractive index material between the source and the receiver [8-12]. The negative refractive index material or metamaterial has the unique property of enhancing the evanescent as well as non-evanescent waves [10]. In this paper we present the magnetic flux density variations for quasi-static scenarios when a metamaterial is introduced in between the source and the receiver. The model used for simulation is a 2-dimensional one as we are interested only in the profile in that direction which is in the direction of propagation. II.T HEORY Our system consists of a source, receiver and a metamaterial as shown in fig. 1. The source is a circular loop of radius ‘a’ located in free space. The receiver is a point of interest ‘P’ where the magnetic flux density enhancement is observed. The metamaterial in between the source and the receiving point is a rectangular block which enhances the magnetic flux density at the point ‘P’. The transmitter is a single turn coil carrying current ‘I’ which in turn generates the magnetic field H in the surrounding medium. The magnetic field H at a distance ‘z’ from the center of the coil is given by I (1) The coil is fed with a current of ‘I’ amperes as given by the equation below I . (2) Fig. 1. Schematic of Wireless Power transfer y x z

无线能量传输技术

小组成员：无线能量传输技术简述摘要：无线能量传输技术近年来得到了极大的发展，在诸多领域得到了广泛的应用。该技术不依赖于有线的传输媒介，对于有线供电部署困难的场合具有重要的意义。本文将简要介绍了无线能量传输技术的发展、传输方式、国内外的研究现状以及传输中遇到的问题。关键词：无线能量传输、电磁感应、电磁共振、电磁辐射 1．引言 1.1技术背景尼古拉?特斯拉创建了交流电系统后，又基于交流电系统提出了无线能量传输的构想，为此，他搭建了特斯拉铁塔实验平台，以研究无线远距离能量传输。后由于资金匮乏最终未能如愿，但这，足以启发人们对无线能量传输的探索。随着科学技术的发展，基于特斯拉无线能量传输的构想，很多欧美学者展开研究工作，20世纪60年代，提出了利用微波将太阳能从卫星输送到地面的想法；70年代，利用电磁感应原理的电动牙刷研制成功；90年代，新西兰奥克兰大学成立研究中心，主要研究滑动式无线能量传输系统并获得重大进展，21世纪初，美国麻省理工学院研究人员提出了强耦合电磁共振原理，并实验成功引起世界注目；随后几年，诸多国家掀起了无线能量传输技术的研究热潮。传统的电能传输方式存在很多不足之处，电源线、电源插头种类各异，不能

通用；插座也有形式和数量的限制；电线插头又存在老化损坏的现象，对人们的生命财产安全造成威胁，特别是在一些大功率应用的工业场合，如井下作业、石油和采炼等，接触中即使再微弱的火花都会造成难以估量的损失。而在这些场合，如果使用无线供电方式，就能消除潜在的安全隐患，因为无线能量传输技术能够在非接触的情况下将电能输送过去，这样得以保证系统安全、可靠以及灵活的运作。 1.2技术应用无线输电技术应用领域非常广泛，概括起来有以下几个方面： ①医学：把设备放置于体外，对体内设备进行无接触能量传输和控制； ②地下作业：用于海底探测、化石能源采集等活动； ③电池充电：手机、笔记本电脑，太阳能电池板等用电设备的电池充电； ④机器驱动：对区域内用电设备直接供电，如电灯、机器人等。 1.3能量传输方式无线能量传输主要通过三种方式： ①电磁感应式（InductivelyCoupledPowerTransfer），现已比较成熟，它是由原边线圈通电产生磁场，而副边线圈必须处于这一磁场之中才能有效传输能量，因此传输距离相对较近（数十毫米之内），属于近场无线能量传输技术，但电能传输的效率却很高，能够达到99%，工作频率较低，一般在几十KHz。电力传输过程中使用的变压器就是最直接的应用，变压器原副边线圈实际并未相接，通过互感耦合来实现能量的传递，这种技术要求发射端和接收端的位置保持固定，两侧线圈一旦出现位移情况，那么传输的稳定性以及效率都会骤然下降。 ②电磁共振式(MagneticResonantWirelessPowerTransfer)，基于相同频率的振

G无线通信网络蜂窝结构体系和关键技术

5G 无线通信系统：前景和挑战 5G 无线通信网络蜂窝结构体系和关键技术演讲人：蓝之远小组成员：蓝之远、孔胜、黄栋、刘威阳、刘冰、徐迪、徐明月、赵晓通 2014年10月

一、摘要第4代无线通信系统已经部署或即将被部署在许多国家。然而，随着无线移动设备和服务爆炸式的发展，它们仍然面临着甚至4G不能调解的一些挑战，例如，频谱危机和高能耗。无线系统设计人员面临着不断增长的高数据率和移动性要求的需求的新的无线应用。因此，已经开始研究第五代无线系统，预计将在2020年部署。在本文中，我们提出一个潜在的蜂窝体系结构，分室内场景和室外场景，并讨论5G无线通信系统各种有前途的技术，比如，大规模MIMO，节能高效通信，认知无线电网络和可见光通信。还讨论了未来面对这些潜在的技术的挑战。二、介绍创新和有效的利用信息和通信技术（ICT）已在提高世界经济中变得越来越重要。无线通信网络在全球ICT战略中可能是最关键的因素，是许多其他工业的支柱。它是世界上发展最快、最具活力的行业之一。欧洲移动天文台报道称：移动通信业在2010年有总计1740亿欧元收入。一举超过了航空工业和制药业。无线技术的发展大大提高了人们的沟通能力、在商业活动和社交活动中的生活。无线移动通信显着的成就反映技术更新快速步调。从第2代移动通信系统（2G）在1991年的初次露面到3G系统在2001年首次着手进行，无线移动系统从一个单纯的电话系统已经变换成一个能传输丰富多媒体内容的网络。4G无线系统设计满足高级国际移动通信（IMT-A）的需求，利用IP协议提供所有服务。在4G系统，采用一种高级无线电接口，是利用正交频分复用（OFDM），多输入多输出（MIMO）和链路适配（或自适应）技术。4G无线网络可以支持在低速移动中1 Gb/s速率，例如漫游/本地无线接入；在高速移动中最高100Mb/s，例如移动接入。长期演进（LTE）和它的延伸，先进的长期演进系统，作用可实现的4G系统，最近已部署或很快将在全球部署。然而，订制移动宽带系统的用户数量每年都在以引人关注的增加。越来越多的人渴望更快的移动互联网接入服务，时尚的手机，总的来说，与他人或获取信息的即时通信。当今更强大的智能手机和便携式电脑越来越受欢迎，它追求先进的多媒体功能。这导致了无线移动设备和服务的爆发。EMO指出，从2006年以来移动宽带每年以92%的速度增长。它已被无线世界研究论坛的预测（WWRF）到2017年时有7万亿无线设备服务于7亿人口；换句话说，连接网络的无线设备将达到世界人口的1000倍。随着越来越多的设备无线上网，很多研究需要面临解决的挑战。最关键性的挑战之一是物理上为蜂窝通信分配的射频（RF）频谱十分稀缺。蜂窝频率使用超高频段的手机，通常范围从几百MHz到几GHz。这些频谱大量被使用，使运营商获得更多的频谱很困难。另一个挑战是，先进的无线技术的部署是以高能耗为代价。在无线通信系统中的能量消耗的增加会间接的导致二氧化碳排放增加，目前被认为是对环境的一大威胁。此外，它已被报道，蜂窝运营商基站（BSS）的能耗占他们的电费账单70%。事实上，节能高效的通信不在4G无线系统的初始条件之一，但它是后一阶段的问题。其他挑战，例如，平均频谱效率，高速率和高移动性，无缝覆盖，不同的服务质量（QoS）要求，和分散的用户体验（不同的无线设备/接口和异构网络不兼容性），仅举几例。所有上述问题给蜂窝服务供应商施加更多压力，他们正面临着不断增加更高的数据传输速率，更大的网络容量，更高的频谱效率，更高的能源效率，高流动性的新的无线应用所需

浅析无线充电技术的发展历史与最新趋势

浅析无线充电技术的发展历史与最新趋势摘要：文章主要追溯了国内外无线充电技术在近一百年里的发展历史。通过对无线充电技术最新发展现状的解读，浅析其当今发展的四大趋势，即发展领域扩展化、发展动力多重化、实现方式多样化与智能化以及发展瓶颈明朗化，并就该技术未来的发展进行展望。关键词：无线充电；历史；发展现状；趋势随着科技与社会的进步，人们对充电方式也提出了新的要求，无线充电，顾名思义，就是在不借助金属导线以及其他物理连接的条件下，以空气为介质实现电能传输，为设备进行充电。现阶段无线充电技术主要实现方式有三种，第一种是利用变化的电流通过线圈产生磁场实现电能传输的电磁感应式，第二种是利用电磁耦合共振效应的电磁共振式，第三种是将电力以微波的形式辐射到接收端的电磁波辐射式。目前，无线充电技术是国内外研究的热点问题之一，具有很好的发展前景。 1 发展历史与现状 1.1 国外发展历史与现状无线充电技术（Wireless Charging Technology，WCT）并不是一项新兴的技术，早在1890年，克罗地亚的发明家、物理学家——尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）就提出一个大胆的构想：把地球作为导体，在地球与电离层之间建立起低频共振，利用环绕地球的表面电磁波来远距离传输电力，并且将这一设想付诸于实践。虽然这项研究最终因经费被撤、危险系数过高等原因终止，但却为人们打开了无线充电技术梦想的大门。在随后的几十年中，研究人员沿着特斯拉的脚步，对该技术有了非常多的探索，也取得了一些成就。 2007年6月，美国麻省理工学院研究团队利用电磁共振器和电源隔空点亮了一盏2 m开外的60 W电灯泡。日本昭和飞机工业公司在2009年At International 会展上展出了基于电磁感应原理无线传输电力的非接触式电源供应系统。2010年9月，日本富士通公司利用磁共振技术实现设备无线充电。2011年7月第一辆无线充电电动车在韩国首尔公园试运。2012年9月，诺基亚发布的两款智能手机：Lumia920和Lumia 820，可实现无线充电，引发公众热议。2013年芬兰首都机场，为乘客免费提供无线充电器。2013年3月，苹果公司的一项名为“保护外套综合感应充电技术”的发明专利申请书曝光。在各经济大国的研究团队与企业的共同努力下，无线充电技术有了质的飞跃，它已经从最初的概念设想发展到如今的生活实用地步。 1.2 国内发展历史与现状我国在无线充电技术领域的起步滞后于国外，目前还处于研究的初级阶段。在国外市场旋风般的影响下，近十年来我国的无线充电技术取得了一些进展。

无线供电技术简介

无线供电技术发展简介第一章无线供电技术概述电能传输和信号传递是电力电子技术所涉及的两个主要方面，两者往往共存于同一个电力电子应用系统当中，电能用来给系统运行提供动力或能量，而信号用来检测系统操作状态或传递控制指令。如今，信号传输以移动手机和无线INTERNET为例，以空气为媒介已经实现了长距离的非接触传递，极大地方便人们的生存生活；而电能的传输仍然主要有导线直接接触进行传输，电工电子设备的供电通过插头和插座来进行，其发展远远滞后于信号传输的发展。长期以来，利用磁耦合原理实现电能传输只是在传统变压器和感应电机当中得到了运用，基于此原理以空气为磁介质实现高等级电能传输最开始认为是不可能的，更不用提通过空气实现远距离的电能传送了。近年来，很多新的方法应用，无线供电又受到了热捧。在给移动设备进行供电采用无线供电技术(Wireless Power Technology)，简称WPT，越来越成为人们关心的课题。无线供电技术（WPT）是一种新型的电能传输技术，其具备两大优点：一是让电器与电源完全隔离，使电器的灵活性、美观性、安全性、密封性的表现更好；二是WPT可以通过非导体来传播电能，如水、空气、土壤、玻璃等，因此可以实现隔物供电。第二章无线供电的历史、发展与现状实际上无线供电的设想早在一百多年前就已经出现。在1890年，尼古拉·特斯拉，这位现代交流电系统的奠基者就开始构想无线供电方法，最后提出了一个非常宏大的方案——把地球作为内导体、距离地面约60 km的电离层作为外导体，在地球与电离层之间建立起大约8 Hz的低频共振，再利用环绕地球的表面电磁波来远距离传输电力。到了20世纪20年代中期，日本的H．Yagi和s．Uda论述了无线供电概念的可行性；20世纪30年代美国的学者开始研究不利用导线去点亮电灯的输电方案。随着大功率、高效率真空电子管微波源的研制成功，20世纪60-70年代，Raytheon公司的William C．Brown 做了大量的无线供电方面的研究工作，使得这一概念变成实验结果，奠定了现代无线供电的实验基础。他所演示的直流—直流转换效率在54%左右。 2000年以后，无线充供电新技术越来越频繁地在各大通信技术展、电源新技术展上露面，各大公司也纷纷推出自己的研究成果。2007年6月，麻省理工大学的Marin Sohjacic和他的研究团队公开做了一个演示，他们给一个直径60 cm的线圈通电，点亮了大约2 m之外连接在另一个线圈上的60 w灯泡。在2008年8月的英特尔开发者论坛上，西雅图实验室的约书亚·史密斯(Joshua R．Smith)领导的研究小组再次向公众展示了这项基于“磁耦合共振”原理的无线供电技术，在展示中成功地点亮了一个1米开外的60 w灯泡，而在电源和灯泡之间没有使用任何电线，此次系统中无线电力的传输效率达到了75％。在2009年Windows 7的发布会上，微软CEO鲍尔默更是带来了最新的无线视频输出和无线供电技术。目前广泛应用的主要有以下4中无线供电方式：电磁耦合、光电耦合、电磁共振、微波

无线能量传输的三种方式

无线能量传输技术是将电能从电能发射端传输到负载的一个过程，这个过程不是通过传统的电线完成，而是通过无线实现。目前在国内外研究的无线能量传输技术，根据其传输原理，大致上可以分为三类：第一类是感应耦合式无线能量传输技术，这种技术主要利用电磁感应原理，采用松耦合变压器或者可分离变压器方式实现功率无线传输。该项技术可以实现较大功率的电能无线传输，但由于传输原理的局限传输距离被限制在毫米等级。第二类是电磁波无线能量传输技术，例如微波技术，该技术直接利用了电磁波能量可以通过天线发送和接收的原理。该技术优点在于可以实现极高功率的无线传输，但是在能量传输过程中，发射器必须对准接收器，能量传输受方向限制，并且不能绕过或穿过障碍物，微波在空气中的损耗也大，效率低，对人体和其他生物都有严重伤害。第三类是磁耦合谐振式无线能量传输技术。该技术通过磁场的近场耦合，使接收线圈和发射线圈产生共振，来实现能量的无线传输。该技术最早是由美国麻省理工学院(MIT)物理系助理教授Marin Soljacic的研究小组于2006年11月在美国AIP工业物理论坛上提出，并于2007 年6月，通过实验进行了验证，相隔2.16m隔空将一只60W灯泡点亮，并在<>杂志上发表了题为“Wireless Power Transfer Via Strongly Coupled Magnetic Resonances”。该技术可以在有障碍物的情况下传输，传输距离可以达到米级范围。目前该技术尚处于基础理论和实验研究阶段，对该技术我们做了一些研究，发现这项技术其很有发展潜力，相信在不久的将来这项技术会进入我们的生活，进入真正的无线时代，让我们试目以待吧。

无线电力传输技术的发展

无线电力传输技术的发展人类追逐自由的本能，在现实面前屡屡受挫。自从广泛使用电能以来，许多人都为了那些电器拖着的长长电线而绞尽脑汁，但无线供电却一直只能作为一个在前方远远招手的梦想。现在，我们也许看到了一线曙光。在2008年8月的英特尔开发者论坛（IDF，Intel Developer Forum）上，西雅图实验室的约书亚·史密斯（Joshua R. Smith）领导的研究小组向公众展示了一项新技术——基于“磁耦合共振”原理的无线供电，在展示中成功地点亮了一个一米开外的60瓦灯泡，而在电源和灯泡之间没有使用任何电线。他们声称，在这个系统中无线电力的传输效率达到了75%。大刘在《三体II·黑暗森林》中描绘了一个两百年后的世界。因为人们掌握了可控核聚变技术，可以提供极大丰富的能源，无线供电的损失在可接受范围之内，所以大部分电器都可以采用无线方式来供电，从电热杯一直到个人飞行器都是如此。电像空气一样无处不在，人类再也不用受电线的拖累了。正如书中所提到的那样，无线供电技术现在也已经出现了。实际上，近距离的无线供电技术早在一百多年前就已经出现，而我们现在生活中的很多小东西，都已经在使用无线供电。也许不远的未来，我们还会看到远距离和室内距离的无线供电产品，而不会看到电线杆和高压线，“插头”也将会变成一个历史名词。好兆头英特尔的这种无线供电技术，是基于麻省理工大学的一项研究成果而开发的。 2007年6月，麻省理工大学的物理学助理教授马林·索尔贾希克（Marin Soljacic）和他的研究团队公开做了一个演示。他们给一个直径60厘米的线圈通电，6英尺（约1.9米）之外连接在另一个线圈上的60瓦灯泡被点亮了。这种马林称之为“WiTricity”技术的原理是“磁耦合共振”，而他本人也因为这一发明获得了麦克阿瑟基金会2008年的天才奖。

无线通信技术及5G关键技术介绍

姓名：张健康学号：02121222 姓名：王晨阳学号：02121202 姓名：王李宁学号：02121209

[摘要] (2) 1．引言 (3) 2．无线通信技术概念 (3) 2.1 3G即将成为过去 (3) 2.2 4G 是现在 (4) 2.3 5G是未来 (5) 2.4各国研究进展 (6) 3．5G性能指标 (7) 4．5G关键技术 (8) 4．1 新型多天线技术 (8) 4．2 高频段的使用 (9) 4．3 同时同频全双工 (9) 4．4终端直通技术（D2D） (9) 4．5 密集网络 (9) 4.6新型网络架构 (10) 5．结束语 (10) 中国--机遇与竞争并存 (11) 参考文献： (11) [摘要] 第五代通信系统是面向2020年以后人类信息社会需求的无线移动通信系

统，它是一个多业务技术融合的网络，通过技术的演进和创新，满足未来广泛的数据、连接的各种业务不断发展的需要，提升用户体验。本文首先介绍5G的概念，然后阐述了5G的性能指标，重点对5G的关键技术进行论述，这些关键技术包括新型多天线技术、微波段的使用、同时同频全双工、设备间直接通信技术、自组织网络。 [关键词] 5G；无线通信；关键技术；移动通信技术 1．引言 4G网络部署正在如火如荼地进行时，关于5G的研究也拉开了序幕。2012年，由欧盟出资2700亿欧元支持的5G研究项目METIS（Mobile and Wireless Communications Enablers for the2020Information Society）[1]正式启动，项目分为八个组分别对场景需求、空口技术、多天线技术、网络架构、频谱分析、仿真及测试平台等方面进行深入研究；英国政府联合多家企业，创立5G创新中心，致力于未来用户需求、5G网络关键性能指标、核心技术的研究与评估验证；韩国由韩国科技部、ICT和未来计划部共同推动成立了韩国“5G Forum”，专门推动其国内5G进展；中国，工业和信息化部、发改委和科技部共同成立IMT-2020推进组，作为5G工作的平台，旨在推动国内自主研发的5G技术成为国际标准。可见，对于5G的研究，许多国家或组织都在积极地进行中，未来5G技术将使人们的通信生活发展到一个全新的阶段。 2．无线通信技术概念 GSM是第一代的无线通信技术为模拟技术，采用的是频分多址方式，频谱的利用效率非常低下。GSM 诞生之初的目的为使用数字技术取代模拟技术，提高语音通话的质量，提高频谱利用效率，降低组网成本。 GSM可以说是迄今为止最为成功的无线通信技术，可以实现全球漫游。 GSM主要解决的是语音通话问题，而随着对移动数据的要求提高，提出了第三代移动通信技术(3G)。 2.1 3G即将成为过去

无线充电技术(四种主要方式)原理与应用实例图文详解

无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无绳电话等部分家电产品中实用化，现在其应用范围又扩大到了智能手机领域及电动汽车和列车领域。未来可以将无线充电装置安装在办公桌内部,只要将笔记本或PDA 等电器放在桌上就能够立即供电。以下是四种主要无线充电方式：无线充电方式充电效率使用频率范围传输距离电场耦合方式电磁感应方式 92% 22KHz 数mm-数cm 磁共振方式 95% 13.56MHz 数cm-数m 无线电波方式 38% 2.45GHz 数m- 1.电磁感应方式

无线供电驱动一枚60W电灯泡，效率高达75%。电磁感应无线充电产品示意图

电磁感应方式，送电线圈与受电线圈的中心必须完全吻合。稍有错位的话，传输效率就会急剧下降。下图靠移动送电线圈对准位置来提高效率。目前，市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。Qi源自汉语“气功”中的“气”，无线充电方式包括“磁共振”及“电波接收”等多种方式，Qi采用的是“电磁感应方式”。通过实现标准化，只要是带有Qi标志的产品，无论是哪家厂商的哪款机型均可充电。

在伦敦利用其最新研发的感应式电能传输技术成功实现为电动汽车无线充电。在展示过程中，该公司将电能接收垫安装于雪铁龙电动汽车车身下侧，这样电池就可以通过无线充电系统进行无线充电。

电动牙刷无线充电示意图一种无线充电器发送和接收原理图

2. 磁共振方式磁共振方式的原理与声音的共振原理相同。排列好振动频率相同的音叉，一个发声的话，其他的也会共振发声。同样，排列在磁场中的相同振动频率的线圈，也可从一个向另一个供电。相比电磁感应方式，利用共振可延长传输距离。磁共振方式不同于电磁感应方式，无需使线圈间的位置完全吻合。应用：三菱汽车展示供电距离为20cm，供电效率达90％以上。线圈之间最大允许错位为20cm。如果后轮靠在车挡上停车，基本能停在容许范围内。索尼公司发布的一款样机：无电源线的电视机利用磁场共振实现无线供电的电视机。还有将供电线圈埋入道路中，在红灯停车时和行驶中为电动汽车充电的构想，以及利用植入轨道中的线圈为行驶中的磁悬浮列车供电的设想。磁共振方式由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量。

无线能量传输研究现状文献综述

无限能量传输研究现状文献综述摘要：无线能量传输技术近年来得到了极大的发展，在诸多领域得到了广泛的应用。该技术不依赖于有线的传输媒介，对于有线供电部署困难的场景尤其是人体内部医用装置的供电具有重要的意义。本文将重点介绍无线能量传输技术的发展，传输方式，传输中遇到的问题以及国内外的研究现状。关键词：无线能量传输；无线供电；电磁耦合；磁场共振 Abstract: In recent years ，wireless energy transmission technology has been a great deal of development, has been widely used in many fields. This technique does not rely on a wired transmission medium, for wired powered deployment difficulties scene especially the power supply of the medical device inside the human body, has important significance. This article will focus on the development of wireless energy transmission technology, transmission mode, the problems encountered in the transmission as well as the research status of the domestic and foreign. Key words: wireless energy transfer, wireless power supply, Electromagnetic coupling，magnetic field resonance. 1．前言 1.1背景简介及其应用无线能量传输是指通过无线的方式来实现能量从能量源传输到负载的一个过程。事实上，无线能量传输并不是什么新概念，早在1891年，尼古拉〃特斯拉就证实了无线能量传输，2001 年5 月，法国国家科学研究中心的皮格努莱特(G.Pignolet)，利用微波无线传输电能点亮40m 外一个200W 的灯泡。2006 年末，物理学教授马林〃索尔贾希克为首的研究团队试制出的无线供电装置，可以点亮相隔7 英尺(约2.1m) 远的60W 电灯泡，能量效率可达到40％。2007年，美国麻省理工学院朝着无线能量传输迈出了革命性的一步，展示了一种能够替代现有笔记本、手机充电的方式，MIT的研究小组将这一概念称之为非辐射电磁场。2008 年8 月的英特尔信息技术峰会(IDF：Intel Developer Forum)上演示了无线供电方式点亮一枚60W 电灯泡，可以在1m距离内隔空给60W 灯泡提供电力，效