基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置，包括低頻電磁能量發(fā)射器、低頻電磁能量接收器和低頻電磁超材料陣列，電磁發(fā)射線圈處設(shè)置有正磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列或/和負(fù)磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列，功率信號(hào)發(fā)生器輸出的50Hz-200kHz的低頻信號(hào)給電磁發(fā)射線圈，電磁發(fā)射線圈通過(guò)正磁導(dǎo)率電磁低頻超材料陣列或/和負(fù)磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列的作用將電磁信號(hào)以磁場(chǎng)的形式發(fā)射給電磁能量接收器。本實(shí)用新型利用的共振頻率點(diǎn)與傳統(tǒng)完全不同，傳統(tǒng)磁共振要求發(fā)射端和接收端頻率完全相同，而本實(shí)用新型復(fù)合使用亞臨界諧振區(qū)和超臨界諧振區(qū)，可以使無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)性能得到較大提升，提高傳輸距離和傳輸效率，降低工作頻率，控制電磁能量方向，避免電磁對(duì)人體的輻射。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)線電能傳輸裝置，尤其涉及一種基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電磁超材料是人工材料的一種，屬于自然界不存在的具有特殊性能的人工復(fù)合材料，其在電磁學(xué)領(lǐng)域有極為特殊的性能。研究表明，使用電磁超材料可以對(duì)近場(chǎng)進(jìn)行聚焦，制作出完美透鏡，也有可能用于核磁共振成像。介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ是描述介質(zhì)電磁特性最基本的兩個(gè)物理量，通常情況下，材料的ε和μ均為正數(shù)。通過(guò)人工構(gòu)造的方法，人們通過(guò)在傳統(tǒng)的介質(zhì)材料中嵌入某種結(jié)構(gòu)的單元，可以構(gòu)造出自然媒介不具備的具有新型電磁特性的人工材料，稱(chēng)之為電磁超材料(Metamaterials)。
[0003]電磁超材料的典型構(gòu)造有兩種。1996年,J.B.Pendry等提出了金屬線周期排布的結(jié)構(gòu)(Rod),實(shí)現(xiàn)了微波頻率的等效負(fù)介電常數(shù),如圖1所示。1999年，J.B.Pendry等人又提出了開(kāi)路電流環(huán)諧振器(SRR)，實(shí)現(xiàn)了等效負(fù)磁導(dǎo)率，如圖2所示。
[0004]電磁超材料具有近場(chǎng)放大特性，因此可以在磁共振無(wú)線輸電、核磁共振等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。利用瑞士環(huán)(Swiss Roll)的磁場(chǎng)放大作用，Μ.C.K.Wiltshire等人利用“無(wú)磁性”磁性瑞士環(huán)的高磁導(dǎo)率、低損耗特性構(gòu)造出一種近場(chǎng)成像的內(nèi)窺鏡。
[0005]劍橋大學(xué)的三菱電子研究所最新研究則涉及超材料在無(wú)線輸電領(lǐng)域的應(yīng)用。Bingnan Wang、Koon Hoo Teo等人使用類(lèi)似SRR環(huán)結(jié)構(gòu)的磁感應(yīng)放大器大大加強(qiáng)了無(wú)線輸電的距離，并提高了無(wú)線輸電的效率。這項(xiàng)研究于2011年6月份發(fā)表。
[0006]此外，電磁超材料可以轉(zhuǎn)變電磁波的方向，實(shí)現(xiàn)電磁波的完美吸收和反射。東南大學(xué)崔鐵軍研究組在微波段實(shí)現(xiàn)了全方位電磁波吸收器。研究顯示，在微波頻段其吸收率可達(dá)到99%，被稱(chēng)為“電磁黑洞”。因此，有充分證據(jù)表明，電磁超材料可以應(yīng)用于無(wú)線電能傳輸領(lǐng)域，并獲得有益效果。
[0007]美國(guó)麻省理工學(xué)院根據(jù)“磁場(chǎng)耦合共振”原理，在2米的距離上點(diǎn)亮了一盞60W的燈泡，并且傳輸效率大于40%，工作頻率為10MHz，其工作成果于2007年6月發(fā)表于《科學(xué)》雜志在線版。Intel公司于也于2008年8月展示了基于磁共振原理的無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)，在0.6米的距離內(nèi)點(diǎn)亮了一盞60W的燈泡，其效率達(dá)到了 75%。
[0008]傳統(tǒng)的無(wú)線電能傳輸技術(shù)是利用電磁感應(yīng)，這種電力傳輸技術(shù)成熟，但是電力傳輸距離非常短，通常只有幾個(gè)厘米，效率也極低，無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)在的社會(huì)需求。美國(guó)和日本的一些企業(yè)將這項(xiàng)技術(shù)用于手機(jī)充電，其重點(diǎn)解決的技術(shù)問(wèn)題是不同手機(jī)的自動(dòng)識(shí)別和電壓自動(dòng)調(diào)整，不適合中遠(yuǎn)距離的大功率電力傳輸。
[0009]微波傳輸曾經(jīng)是無(wú)線電力傳輸?shù)陌l(fā)展方向之一:美國(guó)科學(xué)家曾經(jīng)試圖通過(guò)衛(wèi)星收集太陽(yáng)能，然后通過(guò)微波送到地面并進(jìn)行接收，微波電力傳輸?shù)膯?wèn)題在于，方向性太強(qiáng)，能量密度很大，而且即使沒(méi)有接收電器，發(fā)射器也在消耗能量。激光傳輸?shù)姆较蛐愿鼜?qiáng)，對(duì)人的傷害很大，也沒(méi)有大規(guī)模推廣應(yīng)用。因此利用微波或激光技術(shù)進(jìn)行電力傳輸雖然距離較遠(yuǎn)，但是只能直線傳播，且輻射很大，只能在特定場(chǎng)合應(yīng)用。
[0010]根據(jù)已有的資料，現(xiàn)在最先進(jìn)的無(wú)線電力傳輸技術(shù)是基于磁場(chǎng)共振原理，采用分布式耦合諧振系統(tǒng)，工作頻率偏高，對(duì)人體有可能產(chǎn)生輻射危害。而且無(wú)法控制能量的傳播方向，無(wú)法實(shí)現(xiàn)能量的聚焦和定向傳播。傳統(tǒng)上電磁超材料的應(yīng)用集中于微波，研究熱點(diǎn)集中在高頻，研究方法使用場(chǎng)的方法。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置，能夠提高磁共振無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的性能。
[0012]本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:一種基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置，包括低頻電磁能量發(fā)射器、低頻電磁能量接收器和低頻電磁超材料陣列，所述的低頻電磁能量發(fā)射器包括功率信號(hào)發(fā)生器和電磁發(fā)射線圈，所述的電磁發(fā)射線圈處設(shè)置有正磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列或/和負(fù)磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列，所述的功率信號(hào)發(fā)生器輸出的50Hz?200kHz的低頻信號(hào)給電磁發(fā)射線圈，電磁發(fā)射線圈通過(guò)正磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列或/和負(fù)磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列的作用將電磁信號(hào)以磁場(chǎng)的形式發(fā)射給低頻電磁能量接收器。
[0013]所述的低頻電磁超材料陣列由多個(gè)電磁超材料單元組成陣列結(jié)構(gòu)，所述的電磁超材料單元包括螺旋電感、低損耗電容和鐵氧體柱，所述的螺旋電感繞設(shè)在鐵氧體柱周?chē)?，螺旋電感的兩端連接低損耗電容。
[0014]所述的低頻電磁超材料陣列由多個(gè)電磁超材料單元組成陣列結(jié)構(gòu)，所述的電磁超材料單元包括螺旋電感、低損耗電容，所述的螺旋電感的兩端連接低損耗電容。
[0015]所述的負(fù)磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列的工作頻率A> , /o是功率信號(hào)發(fā)生
器的發(fā)射頻率；所述的正磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列的工作頻率/2 </o。
[0016]所述的電磁發(fā)射線圈的除前側(cè)外的周?chē)O(shè)置有負(fù)磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列，所述電磁發(fā)射線圈的前側(cè)設(shè)置有正磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列，所述的低頻電磁能量接收器的后側(cè)設(shè)置有正或負(fù)磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列，其中以電磁發(fā)射方向?yàn)榍胺健?br> [0017]所述的低頻電磁能量接收器為電磁接收線圈，電磁接收線圈的兩端連接負(fù)載或經(jīng)過(guò)整流后連接負(fù)載。
[0018]所述的鐵氧體柱采用低損耗的Mn-Zn材料。
[0019]本實(shí)用新型通過(guò)構(gòu)造可以工作于低頻(kHz)的復(fù)合電磁超材料(磁導(dǎo)率可以為正，也可以為負(fù))，并將其按照一定的陣列排列，應(yīng)用在低頻電磁能量發(fā)射器(kHz級(jí)別)和電磁能量接收器中，在亞臨界諧振頻率，此結(jié)構(gòu)陣列工作于正磁導(dǎo)率諧振狀態(tài)，可以起到引導(dǎo)并加強(qiáng)無(wú)線輸電的效果；在超臨界諧振頻率，此陣列工作于負(fù)磁導(dǎo)率諧振狀態(tài)，可以起到反射磁力線、屏蔽輻射、調(diào)整磁場(chǎng)方向的作用?？梢栽鰪?qiáng)無(wú)線電能傳輸?shù)木嚯x、減少輻射并控制能量傳遞方向，從而提高磁共振無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的性能。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，在相同條件下，增加傳輸距離30%以上；相同條件下，提高傳輸效率20%以上。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中電磁超材料的基本構(gòu)造Rod結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中電磁超材料的基本構(gòu)造SRR結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型中電磁超材料單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本實(shí)用新型中電磁超材料陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖6為電磁超材料磁導(dǎo)率在諧振點(diǎn)附近跳變的示意圖；
[0026]圖7為傳統(tǒng)無(wú)線輸電的示意圖；
[0027]圖8為dl2與傳輸效率的關(guān)系圖；
[0028]圖9為發(fā)射線圈與負(fù)磁導(dǎo)率電磁超材料陣列的位置關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本實(shí)用新型提供了一種基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置，包括低頻電磁能量發(fā)射器、低頻電磁能量接收器和低頻電磁超材料陣列(50Hz?200kHz )，所述的低頻電磁能量發(fā)射器包括功率信號(hào)發(fā)生器和電磁發(fā)射線圈，所述的電磁發(fā)射線圈處設(shè)置有正磁導(dǎo)率電磁超材料陣列或/和負(fù)磁導(dǎo)率電磁超材料陣列，所述的功率信號(hào)發(fā)生器輸出的50Hz?200kHz的低頻方波或正弦波信號(hào)給電磁發(fā)射線圈，電磁發(fā)射線圈通過(guò)正磁導(dǎo)率電磁超材料陣列或/和負(fù)磁導(dǎo)率電磁超材料陣列的作用將電磁信號(hào)以磁場(chǎng)的形式將其發(fā)射給電磁能量接收器，所述的電磁能量接收器為電磁接收線圈，電磁接收線圈的兩端連接負(fù)載。
[0030]受制于材料結(jié)構(gòu)的限制，電磁超材料的研究及實(shí)驗(yàn)在微波頻段比較成熟，開(kāi)口諧振環(huán)SRR (split ring resonator)是等效負(fù)磁導(dǎo)率電磁超材料的典型代表。但是,在本實(shí)用新型的低頻段(kHz級(jí)別)，尚未被構(gòu)造，更未被實(shí)際應(yīng)用到無(wú)線電能傳輸領(lǐng)域。本實(shí)用新型提出了一種可以工作在低頻的復(fù)合電磁超材料結(jié)構(gòu)。如圖3、圖4所示，低頻電磁超材料陣列由多個(gè)電磁超材料單元組成陣列結(jié)構(gòu)，所述的電磁超材料單元包括螺旋電感L、低損耗電容C和高磁導(dǎo)率功率鐵氧體柱Z，所述的螺旋電感L繞設(shè)在高磁導(dǎo)率功率鐵氧體柱Z周?chē)?，螺旋電感L的兩端連接低損耗電容C，在頻率較高的情況下(30kHz以上)，不需要鐵氧體柱的情況下也能獲得較高的品質(zhì)因數(shù)，則也可以不用鐵氧體材料；本專(zhuān)利申請(qǐng)超材料單元的關(guān)鍵是形成LC諧振，其品質(zhì)因數(shù)越高，無(wú)線輸電性能越好，為了保證高品質(zhì)因數(shù)的諧振，其中螺旋電感L的內(nèi)阻盡量小，繞線排列整齊；低損耗電容C采用高頻、低ESR電容；鐵氧體
柱Z采用低損耗的Mn-Zn材料。電磁超材料單元形成LC諧振結(jié)構(gòu)，其諧振頻率/ =
，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電感L和電容C調(diào)節(jié)諧振頻率/ , Z0是功率信號(hào)發(fā)生器的發(fā)射頻率，當(dāng)工作
頻率/略小于/d時(shí)(即此時(shí)工作頻率是/3 )，稱(chēng)為亞臨界諧振，此時(shí)結(jié)構(gòu)陣列工作于正磁導(dǎo)
率諧振狀態(tài)，磁場(chǎng)強(qiáng)度被增強(qiáng)，共振產(chǎn)生的磁力線方向與信號(hào)源一致，可以起到引導(dǎo)并加強(qiáng)
無(wú)線輸電的效果；工作頻車(chē) < 略大于時(shí)(即此時(shí)工作頻率是A),稱(chēng)為超臨界諧振，此時(shí)
陣列工作于負(fù)磁導(dǎo)率諧振狀態(tài)，共振產(chǎn)生的磁力線方向信號(hào)源相反，可以起到反射磁力線、屏蔽輻射、調(diào)整磁場(chǎng)方向的作用。與傳統(tǒng)的基于諧振的無(wú)線電能傳輸不同的是，我們復(fù)合使用亞臨界諧振和超臨界諧振頻率進(jìn)行工作，并盡力避開(kāi)共振中心頻車(chē)。其中使用時(shí)，將低頻電磁超材料陣列固定在支架上。
[0031]如圖5所示，電磁超材料空間陣列根據(jù)需要放在電力發(fā)射器和電力接收器之間，合理調(diào)節(jié)空間陣列位置，利用電磁超材料的近場(chǎng)特性實(shí)現(xiàn)無(wú)線電力傳輸?shù)慕鼒?chǎng)聚焦，從而實(shí)現(xiàn)定向、定點(diǎn)傳輸。信號(hào)發(fā)生器I的典型電路由大功率三極管、集成電路組成正弦波功率信號(hào)發(fā)生器，其信號(hào)頻率可調(diào)(IkHz-1OOkHz);信號(hào)發(fā)生器I也可以是使用開(kāi)關(guān)管(如IGBT)組成的脈沖方波發(fā)生器，其信號(hào)頻率可調(diào)(IkHz-1OOkHz);典型地，傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源的互補(bǔ)推挽、半橋、全橋、LLC等電路均可作為功率信號(hào)發(fā)生器。電磁發(fā)射線圈6可以使用低阻抗、大功率的電磁線圈，一個(gè)電磁發(fā)射線圈6可以對(duì)應(yīng)多個(gè)電磁接收線圈5，一個(gè)電磁接收線圈5也可以對(duì)應(yīng)多個(gè)電磁發(fā)射線圈6。如圖8所示，本實(shí)施例中所述的電磁發(fā)射線圈6的除前側(cè)的周?chē)O(shè)置有負(fù)磁導(dǎo)率電磁超材料陣列2，其中電磁發(fā)射線圈6后側(cè)放置的負(fù)磁導(dǎo)率電磁超材料陣列2的鐵氧體柱的軸向與電磁發(fā)射方向一致，周?chē)胖玫呢?fù)磁導(dǎo)率電磁超材料陣列2的鐵氧體柱軸向垂直于電磁發(fā)射方向，總之，鐵氧體柱陣列的底面類(lèi)似于鏡子的反射面。其有益效果是:可以將磁力線反射回去，這樣既可以防止對(duì)后方的磁場(chǎng)干擾，又可以增強(qiáng)前方的磁力線強(qiáng)度，與傳統(tǒng)電磁爐直接使用鐵氧體閉合磁路相比，本專(zhuān)利的方法損耗很低，同時(shí)又增加了無(wú)線電能傳輸?shù)木嚯x。所述電磁發(fā)射線圈6的前側(cè)設(shè)置有正磁導(dǎo)率電磁超材料陣列3，正磁導(dǎo)率電磁超材料陣列3的鐵氧體柱的軸向與電磁發(fā)射方向一致，正磁導(dǎo)率電磁超材料陣列3可以增強(qiáng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度，增加無(wú)線輸電距離。所述的電磁接收線圈5的后端設(shè)置有正或負(fù)磁導(dǎo)率電磁超材料陣列4，正或負(fù)磁導(dǎo)率電磁超材料陣列4的鐵氧體柱的軸向與電磁發(fā)射方向一致，以便于能量的接收。而電磁超材料陣列的整列排列方式由具體情況和要求確定。
[0032]無(wú)線輸電的距離和效率與超材料單元的放置位置的確有很大的關(guān)系。以傳統(tǒng)的磁共振無(wú)線輸電為例(圖7)，dl2的距離改變會(huì)影響線圈之間的耦合系數(shù)，從而影響無(wú)線輸電的性能。從圖8的性能曲線可以看出，在不同的無(wú)線輸電距離情況下，存在一個(gè)dl2的最佳值。因此，超材料放置的位置與具體使用要求有關(guān)。本實(shí)用新型中負(fù)磁導(dǎo)率電磁超材料陣列2、正磁導(dǎo)率電磁超材料陣列3都應(yīng)放置在與發(fā)射線圈6的距離為lcm-25cm之間；正或負(fù)磁導(dǎo)率電磁超材料陣列4距離電磁接收線圈5也為lcm-25cm之間。
[0033]現(xiàn)有技術(shù)中的電磁超材料在應(yīng)用到低頻頻段時(shí)遇到了很多實(shí)際問(wèn)題。在kHz及以下頻段，波長(zhǎng)將在數(shù)十千米以上，經(jīng)典的負(fù)磁導(dǎo)率單元SRR的邊長(zhǎng)尺寸將在數(shù)百米以上，這在實(shí)際應(yīng)用中是不能被接受的。對(duì)于無(wú)線電能傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用，本實(shí)用新型人認(rèn)為:系統(tǒng)必須工作低頻(KHz)頻率，這樣可以有效降低輻射危害。可是，沒(méi)有人構(gòu)造過(guò)這么低頻率的電磁超材料，更沒(méi)有人將其應(yīng)用于無(wú)線電能傳輸領(lǐng)域。
[0034]本實(shí)用新型充分利用低頻電磁超材料陣列的低頻特性，其典型工作頻率在50Hz到200KHZ之間。這種頻率下，電磁波波長(zhǎng)很長(zhǎng)，能量傳輸利用的是電磁波中的無(wú)輻射近場(chǎng)。使用低頻電磁超材料陣列后，傳統(tǒng)的LC共振電路性能得到提升，無(wú)線電力傳輸距離和效率大大增加，并能實(shí)現(xiàn)在特定距離的無(wú)線電力接收，解決了傳統(tǒng)的無(wú)線電力技術(shù)傳輸距離近且不可控或輻射場(chǎng)大的缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的基于低頻復(fù)合電磁超材料，可按照一定的陣列排列，并在此基礎(chǔ)上，可以使無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)性能得到較大提升，提高傳輸距離，降低工作頻率，控制電磁能量方向，避免電磁對(duì)人體的輻射，并提高能量傳輸效率。[0035]在低頻(kHZ)下，使用電路理論對(duì)其進(jìn)行分析:由低損耗集總參數(shù)LC諧振電路和高磁導(dǎo)率鐵氧體材料共同組成的超材料陣列具有以下特性:
[0036]1、在LC諧振頻率附近，磁力線和磁通量的方向會(huì)發(fā)生跳變，當(dāng)輸入信號(hào)頻率X1略大于LC諧振頻車(chē)時(shí)，由多個(gè)諧振單元陣列組成的超材料表現(xiàn)出等效正磁導(dǎo)率特性；當(dāng)輸入信號(hào)頻率J0略小于LC諧振頻率/時(shí)，此結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出負(fù)磁導(dǎo)率特性，如圖6所示；
[0037]2、負(fù)磁導(dǎo)率特性可以有效反射磁力線，這可以作為一種磁場(chǎng)的屏蔽措施，且效果比傳統(tǒng)的鐵磁屏蔽效果要好；
[0038]3、正磁導(dǎo)率特性可以加強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度，增加無(wú)線輸電距離；
[0039]4、本實(shí)用新型的無(wú)線輸電利用的共振頻率點(diǎn)與傳統(tǒng)完全不同，傳統(tǒng)磁共振要求發(fā)射端和接收端頻率完全相同，而本實(shí)用新型則復(fù)合使用亞臨界諧振區(qū)和超臨界諧振區(qū)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置，其特征在于:包括低頻電磁能量發(fā)射器、低頻電磁能量接收器和低頻電磁超材料陣列，所述的低頻電磁能量發(fā)射器包括功率信號(hào)發(fā)生器和電磁發(fā)射線圈，所述的電磁發(fā)射線圈處設(shè)置有正磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列或/和負(fù)磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列，所述的功率信號(hào)發(fā)生器輸出的50HZ?200kHz的低頻信號(hào)給電磁發(fā)射線圈，電磁發(fā)射線圈通過(guò)正磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列或/和負(fù)磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列的作用將電磁信號(hào)以磁場(chǎng)的形式發(fā)射給低頻電磁能量接收器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置，其特征在于:所述的低頻電磁超材料陣列由多個(gè)電磁超材料單元組成陣列結(jié)構(gòu)，所述的電磁超材料單元包括螺旋電感、低損耗電容和鐵氧體柱，所述的螺旋電感繞設(shè)在鐵氧體柱周?chē)?，螺旋電感的兩端連接低損耗電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置，其特征在于:所述的低頻電磁超材料陣列由多個(gè)電磁超材料單元組成陣列結(jié)構(gòu)，所述的電磁超材料單元包括螺旋電感、低損耗電容，所述的螺旋電感的兩端連接低損耗電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置，其特征在于:所述的鐵氧體柱采用低損耗的Mn-Zn材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置，其特征在于:所述的負(fù)磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列的工作頻率.Λ > /0，/0是功率信號(hào)發(fā)生器的發(fā)射頻率；所述的正磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列的工作頻率/2 < J0。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置，其特征在于:所述的電磁發(fā)射線圈的除前側(cè)外的周?chē)O(shè)置有負(fù)磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列，所述電磁發(fā)射線圈的前側(cè)設(shè)置有正磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列，所述的低頻電磁能量接收器的后側(cè)設(shè)置有正或負(fù)磁導(dǎo)率低頻電磁超材料陣列，其中以電磁發(fā)射方向?yàn)榍胺健?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于低頻復(fù)合電磁超材料的無(wú)線電能傳輸裝置，其特征在于:所述的低頻電磁能量接收器為電磁接收線圈，電磁接收線圈的兩端連接負(fù)載或經(jīng)過(guò)整流后連接負(fù)載。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK203589850SQ201320363432
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月24日
【發(fā)明者】樊京, 王軍, 張剛, 張金超, 孟萌, 王英英 申請(qǐng)人:南陽(yáng)防爆電氣研究所有限公司