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无人机在飞行中使用无线电波为传感器充电

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遥感器在收集数据方面发挥着重要的作用,但当这些设备分散在广阔而孤立的地区时,给它们充电可能会很繁琐。一种新的充电系统被设计出来,利用无人器(UAVs)在飞行过程中利用无线电波来传输电能,从而简化充电过程。传感器上的专门天线收集信号并将其转换成电能。该设计在3月23日发表在IEEE《传感器通讯》上的一项研究中进行了描述。

贝鲁特美国大学的约瑟夫·科斯坦丁和他的同事们,与意大利电子、计算机和电信工程研究所的研究人员合作,正在探索利用无线电波(与传输Wi-Fi相同的能量形式)对传感器进行远程充电的方法。然而,一个主要的挑战是,无线电波的来源必须相当接近传感器,以便充分充电。

无人机在飞行中使用无线电波为传感器充电

这促使研究人员考虑使用无人机,这种无人机可以飞过每个传感器。Costantine解释说:“此外,无人机可以遵循优化的轨迹,最大限度地将能量传递到传感器上。”他说,他的团队开发了这个系统来控制和给用于农业的传感器充电,但它可以扩展到传感器部署在难以到达地区的任何情况。

在该方法中,无人机将无线电频率传输到每个传感器,每个传感器有一个天线用于探测信号。然后信号被传送到整流器,整流器将信号转换成电流。这种能量可以用来给传感器充电和/或激活它。

更重要的是,无人机可以瞄准特定的传感器。“无人机发送的调制信号(编码)可以选择性地触发特定传感器从休眠模式到激活模式的一个地址。该系统完全依赖于无源组件来实现充电,并依靠超低功率来触发传感器的唤醒协议,”Costantine说。

在测试中,UAV可以在27.5米的距离以-40dBm的接收功率激活传感器。充电需要更近的距离,1.2米和-18.2dBm。

现在,该团队正致力于开发一种负载无关的rectenna(天线和整流器),它可以在大范围的负载和频率下保持高效率。Costantine说:“这样的系统可以连接(或插入)任何传感器,以支持充电或唤醒。”“此外,我们还致力于进一步优化从Wi-Fi信号中获取的射频能量,克服其间歇性,增加特定区域的传感器数量。”

无人机在飞行中使用无线电波为传感器充电认证作者,无人机行业知名站长,知乎无人机专栏创作者。
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