西安电子科大李龙教授团队突破无人机隔空充电技术

西安电子科大李龙教授团队突破无人机隔空充电技术

近日，西安电子科技大学李龙教授团队在无线能量传输领域取得重大突破，研发出自适应无线传能技术，为无人机等移动设备实现空中充电提供了可能。这一成果发表在国际顶级期刊《自然·通讯》上，有望推动6G物联网、智能无人机等行业的发展。

该技术的核心是构建了一种基于双频超表面的无线传能、感知定位和通信一体化系统。系统通过智能化调整电磁波传输参数，如波束焦点、传输功率等，实现对动态目标的精确能量传输。

研究团队利用整流过程(RF-DC)中产生的二阶谐波作为定位信号进行反馈，通过联合时空编码技术和卷积神经网络(CNN)，首次在单发单收(SISO)系统上实现了3mm分辨率的近场定位精度。这种高精度定位能力确保了能量可以实时、高效地聚焦到移动的终端设备上。

与传统无线充电方式相比，自适应无线传能技术具有显著优势：

1. 动态追踪能力：能够为移动中的无人机、智能机器人等设备提供稳定、高效的电力供应
2. 智能化调控：根据环境变化和设备需求优化能量传输效率
3. 高集成度与低成本：系统设计紧凑，易于部署，且成本可控

这一技术突破有望解决无人机续航时间短的难题，实现边飞边充电。随着我国低空经济产业的快速发展，这一技术的应用前景广阔。

数据显示，2023年全国民用无人机注册数量达126.7万架，同比增长32.25%。无人机累计飞行时间也逐年增长，2023年全年无人机累计飞行小时达到2311万小时，同比增长11.8%。预计到2024年，无人机产业市场规模将达到1737亿元。

在低空经济领域，该技术可以为无人机提供持续的电力支持，拓展其应用场景。同时，它还适用于可植入医疗设备、智能家居、智能仓储等多个领域，为各类智能设备的能源供应提供新的解决方案。

李龙教授团队长期致力于信能超材料/超表面的研究，在该领域已取得多项重要进展。此前，他们提出的自驱动无尾信能超表面系统，解决了可编程超表面需要外部电源驱动的问题，为新型电子信息系统提供了新的范式。

这一系列研究成果得到了国家自然科学基金委信息超材料基础科学中心、国家重点研发计划等项目的资助，体现了我国在无线能量传输领域的持续创新实力。

李龙教授表示，这项研究不仅有望推动6G物联网、信息超表面、智能无人机等行业的发展，还将为大型智能仓储、可植入医疗设备及低空经济等领域提供更便捷的充电解决方案。随着技术的不断成熟，我们或许将见证一个无线能量传输新时代的到来。