Analysis of resonant wireless power transfer systems with magnetic metasurface lenses

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Soares, Ícaro Veloso
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Brasil
CEFET-MG / UFSJ
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1592
Resumo: From the various existing techniques to wirelessly transfer energy, one of the most efficient in terms of power and distance range is through magnetic resonance. In this technique, the transmitter and receiver coils are inductively coupled, and this coupling is intensified when both coils are tuned at the same resonant frequency. One way to enhance the power transfer efficiency and also to control the magnetic field direction is by applying metamaterial lenses which are able to overcome the diffraction limit. In this engineered material, the effective electromagnetic properties are functions of the chemical composition and geometrical arrangement of the unit cells that compose it. The analysis of a resonant wireless power transfer with metamaterial lenses is a complex and computationally costly problem. Therefore, in this work, an alternative approach for the qualitative analysis of these structures is proposed by applying the thin-wire approximation and its numerical solution through the Method of Moments. In addition, the Transformation Optics technique is applied to determine the refractive index profile of a metamaterial lens that leads to a desired magnetic field collimation. In this way, different magnetic metasurface lenses are designed, and their behaviour is computationally and experimentally verified. Finally, two-coil and four-coil resonant wireless power transfer systems are designed, built and tested with and without the inclusion of metamaterials lenses.
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