Разработка гибридного резонатора на основе метаматериала для систем беспроводной передачи энергии

Данная выпускная работа направлена на решение проблемы снижения эффективности систем беспроводной передачи энергии (БПЭ) при несоосном расположении приемника на передатчике. В ходе выполнения работы была предложена и изучена конструкция гибридного резонатора на основе метаматериала для использования в системах БПЭ в качестве передатчика, а также проведено численное и экспериментальное исследование ее характеристик. Анализ собственных мод резонатора показал, что в структуре поддерживается мода, характеризующаяся равномерным распределением магнитного поля над всей поверхностью резонатора, которая может быть применена для задач (БПЭ). С помощью оптимизации параметров конструкции, частота этой моды была настроена на 27 МГц, а также было получено однородное распределение магнитного поля в области 28 х 28 см, при этом коэффициент вариации напряженности поля в этой области составил 4%, что было подтверждено экспериментально. В этой же области максимальная эффективность беспроводной передачи энергии достигает 70 % и не зависит от конкретного расположения приемника. Численная оценка радиочастотной безопасности показала, что предложенный резонатор обеспечивает в десятки раз меньший уровень SAR = 11 мВт/кг (при 1 Вт входной мощности) по сравнению с планарной спиральной катушкой того же размера (которая используется в классических системах БПЭ). Все это делает предложенную конструкцию перспективной для применения в системах БПЭ «один-ко-многим» в качестве передатчика.