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            把海水當電纜!水下無人機也能海下無線傳輸電力和數據?

            2021-01-15

            日本豐橋技術科學大學副教授領導的團隊采用超薄四層平面電極電力發射器/接收器,成功實現了海下電力及數據的無線傳輸。相關論文在《IEEE微波理論與技術匯刊》雜志中發表。

            海水具有高損耗介電特性,難以通過電容耦合實現無線電力傳輸。此前,研究人員一直認為只能通過磁耦合實現海下無線電力傳輸。

            工程師們認為,通過供電站在海水中以無線方式傳輸電力和數據,是解決續航和數據傳輸問題的理想方案。由于水下無人機很輕,而增加重量和體積又會加大浮力和方向控制的難度,因此,水下無線傳輸升降平臺技術必須考慮輕量化和空間節約原則。

            無線功率傳輸的效率取決于功率升降機的耦合系數k與功率收發機損耗Q因子的乘積。當k接近1,且Q因子增加時,效率提高。高頻電流在海水等高導電性介質中流動時,很難單獨討論k和Q因子。

            由此,Tamura等人在寬帶范圍內,使2 cm傳輸距離下的功率傳輸效率達到94.5%,而15 cm傳輸距離下的功率傳輸效率至少為85%。

            Tamura團隊使用該技術,驅動了實時傳輸視頻的攝像模塊,傳輸速度至少為90Mbps。將電力和數據傳輸給小型水下無人機的實驗也取得了成功,這就意味著,無人機可以在供電站???。安裝在無人機上的電子接收器升降平臺和電路的總質量非常輕,僅約270克。

            研究人員表示,新成果或許可以使水下升降機直接在海水中傳輸數據,進行充電。新開發的功率發射器/接收器操作簡單且十分輕便,符合水下無人機的輕量化設計要求。研究人員還表示,他們的終極目標是開發可以實現完全陸地操控的水下無人機。

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