摘要 —辐射无线电力传输 (WPT) 带来了无需布线基础设施即可以经济高效的方式为无线设备充电的可能性。因此,作为 6G 实现的万物互联 (IoE) 愿景的一部分,它有望在有限电池通信设备的部署中发挥关键作用。到目前为止,辐射 WPT 技术主要是在假设设备位于功率辐射天线的远场区域的情况下进行研究和设计的,这导致能量传输效率相对较低。然而,随着 6G 系统向毫米波频率的过渡,再加上大型天线的使用,未来的 WPT 设备很可能在辐射近场 (菲涅尔) 区域运行。在本文中,我们概述了辐射近场 WPT 带来的机遇和挑战。具体来说,我们讨论了在近场辐射条件下实现波束聚焦的可能性,并强调了其对未来 IoE 网络中 WPT 的可能影响。此外,我们概述了这种新兴范式带来的一些设计挑战和研究方向,包括其与无线通信的同时运行、辐射波形考虑、硬件方面以及与典型天线架构的运行。
摘要 人们对利用超声 (US) 换能器进行非侵入性神经调节治疗,包括低强度经颅聚焦超声刺激 (tFUS) 的兴趣迅速增长。用于 tFUS 的最广泛展示的超声换能器是体压电换能器或电容式微机械换能器 (CMUT),它们需要高压激励才能工作。为了推动超声换能器向小型便携式设备的发展,以便大规模安全地进行 tFUS,人们对具有光束聚焦和控制能力的低压超声换能器阵列很感兴趣。这项工作介绍了使用 1.5 µ m 厚的 Pb(Zr 0.52 Ti 0.48)O3 薄膜(掺杂 2 mol% Nb)的 32 元件相控阵压电微机械超声换能器 (PMUT) 的设计方法、制造和特性。电极/压电/电极堆栈沉积在绝缘体上硅 (SOI) 晶片上,硅器件层厚度为 2 µ m,用作弯曲模式振动的被动弹性层。制造的 32 元件 PMUT 的中心频率为 1.4 MHz。演示了超声波束聚焦和控制(通过波束成形),其中阵列由 14.6 V 方波单极脉冲驱动。PMUT 在焦距为 20 mm 时产生的最大峰峰值聚焦声压输出为 0.44 MPa,轴向和横向分辨率分别为 9.2 mm 和 1 mm。最大压力相当于 1.29 W/cm 2 的空间峰值脉冲平均强度,适用于 tFUS 应用。