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把海水当电缆!水下无人机也能海下无线传输电力和数据?

2021-01-15

日本丰桥技术科学大学副教授领导的团队采用超薄四层平面电极电力发射器/接收器,成功实现了海下电力及数据的无线传输。相关论文在《IEEE微波理论与技术汇刊》杂志中发表。

海水具有高损耗介电特性,难以通过电容耦合实现无线电力传输。此前,研究人员一直认为只能通过磁耦合实现海下无线电力传输。

工程师们认为,通过供电站在海水中以无线方式传输电力和数据,是解决续航和数据传输问题的理想方案。由于水下无人机很轻,而增加重量和体积又会加大浮力和方向控制的难度,因此,水下无线传输升降平台技术必须考虑轻量化和空间节约原则。

无线功率传输的效率取决于功率升降机的耦合系数k与功率收发机损耗Q因子的乘积。当k接近1,且Q因子增加时,效率提高。高频电流在海水等高导电性介质中流动时,很难单独讨论k和Q因子。

由此,Tamura等人在宽带范围内,使2 cm传输距离下的功率传输效率达到94.5%,而15 cm传输距离下的功率传输效率至少为85%。

Tamura团队使用该技术,驱动了实时传输视频的摄像模块,传输速度至少为90Mbps。将电力和数据传输给小型水下无人机的实验也取得了成功,这就意味着,无人机可以在供电站停靠。安装在无人机上的电子接收器升降平台和电路的总质量非常轻,仅约270克。

研究人员表示,新成果或许可以使水下升降机直接在海水中传输数据,进行充电。新开发的功率发射器/接收器操作简单且十分轻便,符合水下无人机的轻量化设计要求。研究人员还表示,他们的终极目标是开发可以实现完全陆地操控的水下无人机。

          采编:上海升降机维修  上海升降平台维修

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