Seamless metamaterial integration into slotted resonators for compact high-performance near-field wireless power transfer system design

Journal of King Saud University - Engineering Sciences, 2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1007/s44444-025-00026-6
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Abstract This paper presents a novel design concept for near-field wireless power transfer (WPT) systems that leverages the seamless integration of metamaterials (MTMs) into slotted resonators. This approach enhances magnetic field ( $$\textbf{B}$$ B ) distribution, strengthens evanescent wave coupling, and hence improves overall WPT performance. An MTM structure exhibiting negative permeability at the operating frequency of 433 MHz was designed and incorporated into a square-slot-based resonator. Electromagnetic (EM) analysis revealed increased current density and subsequently enlarged $$\textbf{B}$$ B around the resonator. Additionally, impedance matching, key parameter extraction, and equivalent circuit (EC) modeling were performed using the effective J-inverter method. The developed WPT system, with compact dimensions of 30 $$\times$$ × 30 $$^{\text {2}}$$ 2 , achieved a power transfer efficiency of 82% at 33 mm. The design was experimentally validated, showing excellent agreement among EM simulations, EC modeling, and measurement results. Finally, performance comparison with other reported systems confirmed the superiority and practical effectiveness of the proposed design in enabling compact and highly efficient WPT systems.