在便携式电子设备和电动轿车范畴中，无线电力传输，特别是用于电池充电的无线电力传输，正呈现出日益增长的商场开展趋势。尼古拉?特斯拉(Nikola Tesla)于19世纪晚期初次提出无线电力传输这一概念并充沛展现了他的理论。最终方针是无需大体积的电池就能使智能手机或平板电脑或物联网(IoT)长时间作业。
尼古拉特斯拉在1905年宣布的文章中写道：
人类的感觉只能使咱们感知到外部国际的很小一部分。咱们的听觉只能听到很短间隔内的声响。咱们的视觉受身体和暗影的阻止。为了知道对方，咱们有必要进入咱们的感觉能感知的范围内。咱们在日子中有必要发送信息，游览，运送资料，传送能量。依据这个思路咱们知道到，在人类的一切降服活动以及树立国际和平次序进程中最想要的、最有用的是间隔的彻底消失。
特斯拉以为电力是完成间隔消失效果的有用办法。只需用你的智能手机或平板电脑登上互联网就能发现“电力”通讯是怎么使国际变得更小并缩短间隔的。咱们能够当即看到全球正在发生的事情，并经过交际媒体知道全球范围内的街坊。
特斯拉对这一称为电力的奥秘现象实质进一步解说说：
假如对行将到来的更大奇观的预期不加以操控的话，那么咱们对完成效果的吃惊程度将一发不可收拾。最巨大的奇观能够表现为三个方面：信息的传达，交通运送，以及电力的传输。
电力没有传达信息吗?电动轿车、宇宙飞船和飞机没有改进咱们的交通才能吗?经过射频/微波通讯和无线电力传输传送电力已经成为实际，而且还在飞速开展，国际因而正变得越来越小。
长间隔无线电力传输
致力于完成特斯拉对无线电力预期方针的两项首要技能是：太空太阳能(SSP)和射频标签(RFID)。
太空太阳能
让咱们看看美国能源部网站上的太空太阳能介绍。在太空中，太阳是继续发光的，而短少空气使得太阳光十分强。在太空中布置太阳能电池板现在已成为或许，但怎么将电能传回地球呢?
微波发射卫星
坐落地球上空35000km处的卫星是在对地停止轨迹(GEO)上运转的。太阳能反射板能够大至3km，分量超越80000公吨，能够向一个美国城市供给数吉瓦(GW)的电力。微波电力信号运用长天线发射它们的长波长信号，因而很简单穿透地球大气层。这种辐射功率的强度并不比正午时分照射到咱们身上的光更强，也不会对在原有航线飞翔的鸟类或飞机形成损伤。这个体系能够正常作业，但极具挑战性，而且本钱很高。地球上的整流天线(在偶极单元之间衔接了射频二极管的一种偶极天线)是这种太空太阳能的首个接纳设备。
无线电力传输(WPT)体系的根本规划(摘自参阅文献8)
射频至直流转化模块中的二极管对天线中从太空微波信号感应到的沟通电流进行整流，并发生直流电源给二极管两头衔接的负载供电。搜集微波波束的地上体系需求占用巨大的陆地上积。
激光器卫星
太阳能激光波束体系简图(摘自参阅文献3)
设备有激光器的卫星能够在离地上400km的低轨迹上运转。这些卫星要比微波卫星轻得多，而且制形本钱也低得多。激光束的直径只需2米，比微波卫星的几公里要小得多。这种技能只能发生1MW至10MW的电力，因而需求一起运用一群卫星。尽管美国能源部现在没有在开发这种技能，但咱们信任不久就会有代替性的办法开宣布来，经过搜集自然界的能量来满意未来地球上的电力需求。请亲近重视这一前沿技能，我以为不必太久就会有私营企业做这方面的测验。
地上接纳机和发电站
地上发电站能够运用熔盐发电机。由于激光的光线是单色光，因而转化单元的电子结构能够针对特定光子能量进行优化，转化到电能的功率因而能够高达70%。
熔盐发电机体系(摘自参阅文献3)
RFID怎么?
众所周知，当咱们走出商铺时，假如收银员没有撤销产品上的RFID标签功用，RFID标签将由射频信号供电并宣布信息。经过运用闭环电力传输体系，有许多办法能够用来改进RFID电力传输功率中的间隔、稳定性和对准问题。
在UHF频率，有用间隔最远为3米。一些RFID体系能够长达100米以上，比方典型的高速公路收费体系。RFID Journal 声称，运用电池播送信号、首要用于集装箱和其它大型财物的有源RFID标签能够从卫星上进行读取，条件是几乎没有射频“噪声”(或许导致搅扰的环境射频能量)，播送的信号有满足的功率。
经过磁场完成电力的近场传输
坐落科罗拉多州科泉市的特斯拉无线发射设备运用的是电场和电容耦合以及传输线或波导类型效应。坐落纽约州长岛的特斯拉沃登克里弗塔便是用来播送的，具有无线通讯功用和无线电力方案。特斯拉更重视于这种体系的无线电力才能，而不是他创立的通讯功用。
在第二次国际大战期间，无线电力不速之客，凭借作业在微波频率的大功率真空管(速调管)能够传输很长的间隔。
在低功耗传感器网络中运用的是远场传输，在这种场合功率不是优先考虑的方针。在大功率体系和太空、工业或军事运用中的远场传输中，接纳无线电力是首要方针，本钱是非必须的。在咱们日常日子中运用的设备将功率和安全规范作为高优先等级，因而微波体系在这种场合无法杰出作业。针对中等电力需求，最高数百瓦、间隔为几米且作业在100MHz以下的近场无线体系能够完成更高的功率，并具有较低要求的射频露出安全极限。运用低频磁场还能够比微波体系供给更高的等效平面波功率密度。
特斯拉试验运用电场进行近场无线传输。但是，运用磁场具有在咱们周围相对缺少磁性资料的优势。特斯拉线圈有或许电击到人，只需与人有交互操作，磁场的损伤程度就显得小许多。
与电场比较，近场磁场传输还有别的一个优点，由于它们能够穿透大多数障碍物，而且没有方向性，不像微波信号具有高度方向性，只能作业在视野范围内。
电力传输
参阅文献6介绍了一个能以超越75%功率传输295W电力的体系，其间运用了一个作业在134kHz的E类放大器，线圈间隔为1cm。别的还有一个中等间隔的体系，可在1米的空气空隙上发送100W电力。
请参阅我在2014年电子技能规划上宣布的宜普增强型氮化镓无线电力传输演示体系一文。文章举例说明了在宜普(EPC)技能、Rezence一致性和无线电力联盟(WPC)支撑的协助下无线电力范畴取得了怎样的前进。
参阅文献7展现了在两个调谐好的谐振变压器之间运用耦合式电场在5至20米间隔内传输超越500瓦电力的比方，并取得了适当高的功率。
带谐振变压器和800W测验负载的测验设备。接纳线圈能够向40Wx20的测验负载供给775W电力(摘自参阅文献7)。
无线电力技能和运用比方
无线电力传输的一个要害运用是物联网(IoT)中无约束的传感器、鼓励器和消费类微型器材的供电。
针对作业在2GHz的无线低功耗体系的引荐体系框图(摘自参阅文献9)
2009年业界开宣布了一个运转在低射频功率电平的2GHz无线电力体系9，它选用了一个用2.7V初始电压充电的0.8F超级电容，能够在环境功率为-25.7dBm条件下的10天后存储额定500mV的电压。
别的一个这样的体系比方是由运转在2.4GHz的电磁波长途供电的一个WID(Wireless Impedance Device)传感器。
图中是一个监督结构应力状况的无线能量发送体系，正在新墨西哥州阿尔莫萨峡谷大桥上进行现场测验。射频源被装备为发射2.4GHz的1瓦能量，可经过1.2米间隔传送能量(摘自参阅文献10)。
这儿运用了带18和36个单元的双电压装备的两个网络整流天线。发送功率是1W，用了一个0.1F的超级电容存储电能，这个%&&&&&%27秒后即可充电至3.6V。然后发送到基站进行搜集数据的后处理。
在参阅文献11中能够见到一个双频印刷偶极阵整流天线，它适用于2.4GHz和5.8GHz的无线传输(ISM频段)。
图中显现了双频整流天线的电路装备。电路离反射板间隔17mm。(摘自参阅文献11)
最终，参阅文献12显现了运用相对大功率的其它运用，比方：
替换从发电站到客户的高压电力传输线缆、铁塔和变电站。由于短路和电缆问题引起的电力毛病以及因地势困难而无法进入的电厂将被删去。电力偷盗也不简单做到。特斯拉的沃登克里弗塔就充沛展现了这一点。
坐落纽约州长岛的特斯拉187英尺沃登克里弗塔选用的便是这种体系规划(摘自参阅文献12)
在2012年的Intel开发论坛(IDF)上展现的“谐振感应式”无线电力传输，他们准备用这种办法给笔记本电脑和其它便携式设备供电(摘自参阅文献12)
Intel最近展现了从3英尺间隔远以75%功率给一个60W白炽灯供电的事例。
WiTricity技能运用耦合式谐振物体。具有相同谐振频率的两个谐振物体能以十分高效的方法交流能量。
尼古拉特斯拉应该感到高兴，由于无线电力传输和发电在咱们这个职业具有十分夸姣的远景。能量搜集和物联网必定还会促进这一技能的开展。在不远的将来这个职业定会迎来快速的开展和更新。
