High-Efficiency Microwave Wireless Power Transmission via Reflective Phase Gradient Metasurfaces and Surface Wave Aggregation

材料科学 微波食品加热 能量转换效率 光电子学 天线(收音机) 电子工程 表面波 高效能源利用 声学 光学 电气工程 电信 工程类 计算机科学 物理
作者
Han Xiong,Qiang Yang,Yizhe Huang,Jiahao Deng,Ben‐Xin Wang,Huaiqing Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (44): 60189-60196 被引量:77
标识
DOI:10.1021/acsami.4c11720
摘要

Microwave Wireless Power Transfer (MWPT) technology is crucial for emergency power supply during natural disasters and powering off-grid equipment. Traditional antenna arrays, however, suffer from low energy capture efficiency, difficult impedance matching, complex synthetic networks, and intricate manufacturing processes. This paper introduces a microwave energy receiver design utilizing Reflective Phase Gradient Metasurfaces (R-PGMs) and surface wave energy convergence technology. The design leverages the effective plane wave-to-surface wave conversion capability of R-PGMs to transform incident microwave energy into a surface wave mode, which is then efficiently harvested using a circular energy convergence array before being output to a coupling port. By optimizing R-PGM parameters, an ideal 60° phase gradient distribution is achieved, facilitating the focus of surface wave energy via dispersion characteristics. These components are integrated into a hybrid antenna array, complemented by a matched energy output port structure. Numerical simulations show that this array can efficiently convert microwave energy from plane waves to surface waves, achieving a conversion efficiency of 85.32% and a collection efficiency of 68.26%. Experimental results corroborate these findings, with peak energy collection efficiency reaching 64.68% at 5.8 GHz and an RF-DC conversion efficiency of 42%, confirming the design's efficacy. Compared to conventional methods, this design simplifies the system by avoiding complex combining networks and significantly enhances the efficiency of microwave MWPT.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
pepperlight完成签到 ,获得积分10
1秒前
她说肚子是吃大的i完成签到,获得积分10
1秒前
ma完成签到 ,获得积分10
3秒前
luoyan应助霸气的书雁采纳,获得10
5秒前
鱼鱼鱼鱼完成签到 ,获得积分10
5秒前
扣子完成签到 ,获得积分10
6秒前
执着的导师应助小田采纳,获得10
6秒前
伊登完成签到,获得积分20
8秒前
cdm700完成签到,获得积分10
8秒前
江水边完成签到 ,获得积分10
9秒前
12秒前
sanvva应助生动梦松采纳,获得400
14秒前
红朱古力酒完成签到 ,获得积分10
16秒前
tataq完成签到 ,获得积分10
17秒前
假真真完成签到 ,获得积分10
17秒前
语嘘嘘完成签到,获得积分10
18秒前
浅陌亦汐完成签到,获得积分10
18秒前
年轻绮波完成签到,获得积分10
25秒前
独钓寒江雪完成签到 ,获得积分10
26秒前
sunnyqqz完成签到,获得积分10
27秒前
科研通AI2S应助予秋采纳,获得10
27秒前
飞龙在天完成签到,获得积分0
28秒前
Gideon完成签到,获得积分10
28秒前
伊戈达拉一个大拉完成签到 ,获得积分10
30秒前
37秒前
Rxtdj完成签到 ,获得积分10
37秒前
ALDXL完成签到,获得积分10
38秒前
jkdzp完成签到,获得积分10
39秒前
予秋发布了新的文献求助10
44秒前
小田发布了新的文献求助10
44秒前
ines完成签到 ,获得积分10
45秒前
勇敢的风完成签到,获得积分10
46秒前
小白完成签到 ,获得积分10
46秒前
游戏人间完成签到 ,获得积分10
47秒前
沧海一笑完成签到,获得积分10
58秒前
忆雪完成签到,获得积分10
1分钟前
无花果应助高挑的念柏采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
舒心的紫雪完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6534812
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8327975
关于积分的说明 17840245
捐赠科研通 5636324
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2934518
邀请新用户注册赠送积分活动 1910813
关于科研通互助平台的介绍 1769279