近年来，无线充电技术被成功应用于家电家居医学等与生活息息相关的领域，但目前的无线充电需要将设备和充电基底进行接触从而充电。记者从哈尔滨工业大学了解到，近日，哈工大电信学院祁嘉然教授团队在微波无线输能领域取得新进展，研发出的非接触式智慧型紧凑无线充电系统，可自动“瞄准”亏电设备“隔空”充电，让无线充电真正无接触
且无需人为干预，有望在智能家居、植入式医疗器械、工业机器人、交通运输、在轨航天等领域应用。
该充电系统技术优势，更贴近用户期待的无线充电体验：非接触式、智能化系统实现“真”无线、无感充电；更接近预期的产品形态：用低成本实现波束智能跟踪、更紧凑的无线充电系统可适应多种场景部署。
由于交流电无法在空间中传播，（交流电从一个地方传递到另一个地方是需要使用电缆线的，空间中没有电缆线，自然就无法传播啦。就和家里的电线断了，灯就不会亮了是一个道理。）因此，需使用一个叫做馈源天线的装置将交流电转换为可在空间中传播的电磁波。
馈源天线在交流电的驱动下可以在法布里-佩罗谐振腔体（FPC）内产生电磁波，这些电磁波会在腔体内多次反射，并通过部分反射面逐渐扩散到空间中，然后以平面波的形式传播。
团队设计的FPC创新地采用了4个馈源天线，这种产生电磁波的方式可使FPC产生的电场的相位和振幅更均匀。之所以要使电场的相位和振幅均匀，是为了让超构表面上的所有单元产生“步调一致”的震荡，进而允许FPC非常靠近超构表面，实现紧凑的无线充电装置。
什么是“步调一致”的震荡呢？比如一支走分列式的队伍，如果大家的脚步不一致，那么发出的声音会是凌乱的，但如果大家的脚步完全一致，那么踏步声和产生的效果必然是令人震撼的。同理，超构表面上的所有单元产生了“步调一致”的集体“踏步”，就可以保证电磁波更有效地传播到接收天线上。
在充电过程中，让电磁波高效地汇聚并精准地传递到充电设备，是完成复杂任务的关键环节。团队设计了可令电磁波穿透的超构表面，可实现电磁波的汇聚。想象一下，假使我们用凸透镜将阳光汇聚到一起，此刻，你会觉得太阳暖洋洋的，但如果将手指放置在凸透镜的焦点，便会感觉到强烈的灼烧感，严重的甚至会烧伤。
团队所使用的超构表面就相当于一个凸透镜，通过控制超构表面上二极管的偏置电压，获得特定的电磁波相位响应，实现不同空间位置的波束聚焦，使汇聚处的电磁波能量极大地增强（可想象一下阳光汇聚的效果），从而对充电设备进行充电，可使充电更灵活、更智能。
让我们一起期待，未来，无线充电系统在速度、效率等方面取得更大突破，走进“寻常百姓家”。
梁英爽 哈尔滨日报记者 王铁军
