Aalto-yliopisto

Tutkijat keksivät, miten langaton lataus toimii tehokkaasti matkankin päästä

Jaa
Latausalueen laajentaminen onnistuu säteilyhäviön poistamisella, Aalto-yliopiston tutkijat osoittivat.
Silmukka-antennien halkaisija on 3,6 senttimetriä, ja langattoman latauksen tehokkuus pysyy suurena vielä, kun ne ovat 18 senttimetrin päässä toisistaan. Kuva: Nam Ha-Van/Aalto-yliopisto
Silmukka-antennien halkaisija on 3,6 senttimetriä, ja langattoman latauksen tehokkuus pysyy suurena vielä, kun ne ovat 18 senttimetrin päässä toisistaan. Kuva: Nam Ha-Van/Aalto-yliopisto

Langattomat latausalustat ovat monelle jo tuttuja, mutta entä jos puhelimen tai muun tärkeän laitteen voisi ladata langattomasti ilman, että sen pitää olla alustalla?

Lähietäisyydellä, kuten latausalustoilla, langaton lataus perustuu magneettisiin lähikenttiin. Teho kuitenkin romahtaa, kun etäisyys lähettimen (latauslaite) ja vastaanottimen (ladattava laite) antennien välillä kasvaa.

Aalto-yliopiston tutkijat kehittivät ongelmaan ratkaisun, joka perustuu antennien välisen vuorovaikutuksen optimointiin. Tulokset julkaistiin juuri Physical Review Applied -tiedelehdessä.

“Havaitsimme, että kun lähettimen ja vastaanottimen silmukka-antennien virroilla on sama värähdystaajuus mutta vastakkainen vaihekulma, pääsemme eroon säteilyhäviöstä. Tämä parantaa latauksen tehoa”, kertoo tutkimuksen pääkirjoittaja, tutkijatohtori Nam Ha-Van.

Aiemmin saman laboratorion tutkijat kehittivät lähietäisyydellä toimivan langattoman latausteknologian, jolla voi ladata tehokkaasti useita laitteita yhtä aikaa. Sen salaisuus on donitsinmuotoisen laitteen keskelle luotu tasainen magneettikenttä, joka lataa laitteet yhtä hyvin kaikkialla donitsin ympärillä, riippumatta laitteiden asennosta.

Nyt julkaistussa tutkimuksessa tutkijat kehittivät tavan analysoida mitä tahansa langatonta virransiirtomenetelmää sekä matemaattisesti että kokeellisesti. Näin he voivat arvioida sekä lähietäisyydeltä että kauempaa tehtävän langattoman virransiirron tehokkuutta paljon aiempaa perusteellisemmin.

Tutkimus osoitti, että virransiirtoteho säilyy jopa 80 prosentissa viisi kertaa silmukka-antennin halkaisijan pituisella välimatkalla, kun käytetään optimaalista taajuutta sadan megahertsin vaihteluvälillä. Perinteisellä menetelmällä optimaalista taajuutta ei määritetä, vaan suunnittelijat käyttävät standardin mukaista taajuutta, jolloin teho voi jäädä alle 20 prosentin.

”Kaiken ydin on löytää optimaalinen tapa virransiirtoon, läheltä tai matkan päästä”, Ha Van kiteyttää.

Seuraavaksi tutkijat pureutuvat siihen, miten langaton virransiirto toimii ihmiskudoksissa ja niiden läpi. Tämä on tärkeää erityisesti erilaisten biolääketieteen sovellusten, kuten langattoman tähystyksen ja verkkokalvoproteesien kehityksessä.

Nam Ha-Vanin mukaan oleellista on löytää juuri oikea taajuus, jolla sekä virransiirto että kehossa toimivan laitteen vastaanottama teho ovat mahdollisimman suuret.

”Se on edellytys näiden sovellusten toimivuudelle.”

Artikkeli

Ha-Van, N., Simovski, C. R., Cuesta, F. S., Jayathurathnage, P., & Tretyakov, S. A. (2023). Effective Midrange Wireless Power Transfer with Compensated Radiation Loss. Physical Review Applied

Linkki artikkeliin (journals.aps.org)

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Tutkijatohtori Nam Ha-Van
puh. 050 560 6892
nam.havan@aalto.fi

Kuvat

Silmukka-antennien halkaisija on 3,6 senttimetriä, ja langattoman latauksen tehokkuus pysyy suurena vielä, kun ne ovat 18 senttimetrin päässä toisistaan. Kuva: Nam Ha-Van/Aalto-yliopisto
Silmukka-antennien halkaisija on 3,6 senttimetriä, ja langattoman latauksen tehokkuus pysyy suurena vielä, kun ne ovat 18 senttimetrin päässä toisistaan. Kuva: Nam Ha-Van/Aalto-yliopisto
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Aalto-yliopistossa tiede ja taide kohtaavat tekniikan ja talouden. Rakennamme kestävää tulevaisuutta saavuttamalla läpimurtoja avainalueillamme ja niiden yhtymäkohdissa. Samalla innostamme tulevaisuuden muutoksentekijöitä ja luomme ratkaisuja maailman suuriin haasteisiin. Yliopistoyhteisöömme kuuluu noin 13 000 opiskelijaa ja yli 4 500 työntekijää, joista 400 on professoreita. Kampuksemme sijaitsee Espoon Otaniemessä.

aalto.fi

facebook.com/aaltouniversity

bsky.app/profile/aalto.fi

youtube.com/aaltouniversity

 

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Aalto-yliopisto

Aalto-yliopiston akateemiset tulokset ja kansainvälinen arvostus pysyivät vahvoina vuonna 20244.4.2025 14:10:00 EEST | Tiedote

Aalto-yliopiston hallitus hyväksyi kokouksessaan 3.4.2025 hallituksen toimintakertomuksen ja tilinpäätöksen vuodelta 2024. Aalto-yliopisto sijoittui vuonna 2024 erinomaisesti kansainvälisissä yliopistovertailuissa. Kansainvälinen QS World University Rankings sijoitti Aalto-yliopiston Suomen ykköseksi ja sijalle 113 maailmanlaajuisesti. Taide ja muotoilu sijoittui hienosti maailmassa kahdeksannelle sijalle. Times Higher Education arvioi Aalto-yliopiston maailman 21. parhaaksi nuoreksi (alle 50-vuotiaaksi) yliopistoksi. Aalto-yliopisto sai Kansallisen koulutuksen arviointikeskuksen (Karvi) excellence-laatuleiman osoituksena poikkeuksellisen laadukkaasta kehittämistyöstä. Keväällä 2024 myös saatettiin päätökseen yliopiston strategian arviointi ja päivitys. Tutkimustoiminta pysyi korkealla tasolla. Kansainvälisten vertaisarvioitujen tieteellisten artikkeleiden määrä nousi 2 384:ään (2 210 edellisvuonna). Eniten viittauksia saavia ja korkean vaikuttavuuden top 10 % -julkaisuja näistä oli 1 

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme
World GlobeA line styled icon from Orion Icon Library.HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye