Команда из Технологического института Джорджии анонсировала первую в мире, выпрямляющую антенну размером с игральную карту, напечатанную на 3D-принтере, которая может собирать электромагнитную энергию из сигналов 5G и использовать ее для питания устройств, превращая сети 5G в беспроводные электросети.
Беспроводная связь поставляет много энергии в воздух, сигналы Wi-Fi ближнего действия были целью нескольких проектов, телетрансляции. Одно устройство даже надеется увеличить срок службы батареи смартфона на 30 %, просто собирая радиоволны, генерируемые телефоном.
Но связь 5G открывает совершенно новые возможности: «5G был разработан для молниеносной быстрой связи с малой задержкой», – говорится в исследовании команды Технологического института Джорджии. «Для этого были приняты частоты миллиметрового диапазона, и Федеральная комиссия связи США допустила беспрецедентно высокую плотность излучаемой мощности. А архитекторы 5G создали беспроводную электросеть, способную обеспечивать питание устройств на дальностях, намного превышающих возможности любых существующих технологий».
По словам исследователей, сбор энергии миллиметрового диапазона был возможен в течение некоторого времени, но во многих случаях это было непрактично, потому что сбор энергии на больших расстояниях, как правило, требует больших выпрямляющих антенн, вы должны держать ректенну направленной прямо на источник энергии волны, чтобы они работали.
Команда решила эту задачу с помощью компонента, называемого линзой Ротмана – остроконечной пластины в центре карты. Линзы Ротмана удобны в ряде приложений миллиметрового диапазона в качестве инструмента формирования луча, эффективно превращая один большой узкоугольный антенный луч с высоким коэффициентом усиления в серию одновременных антенных лучей, покрывающих гораздо более широкий угол. Например, они позволяют радиолокационным системам видеть цели в нескольких направлениях без необходимости поворачивать или перемещать сам радар.
Добавив линзу Ротмана к своей конструкции ректенны, команда создала, печатную, гибкую систему сбора энергии, которая не зависит от направления, получает энергию с любого направления и способна потреблять в 21 раз больше энергии, чем «упомянутый аналог», предлагая такое же угловое покрытие.
Команда говорит, что должна быть возможность собирать около 6 микроватт на расстоянии около 180 метров от передатчика 5G. Такой цифры будет более чем достаточно для питания ряда датчиков и устройств, особенно в пространстве Интернета вещей, просто за счет сбора энергии, которая была бы потрачена впустую. А тот факт, что новый дизайн ректенны пригоден для печати, гибок и хорошо работает даже в изогнутом состоянии, означает, что он может быть использован и в носимых устройствах.
«5G будет везде, особенно в городских районах. Вы можете заменить миллионы или десятки миллионов батарей беспроводных датчиков, особенно для умных городов и интеллектуальных приложений», – сказал Эммануил Тенцерис, профессор гибкой электроники Школы электротехники и вычислительной техники Джорджии.
Читайте по теме. Беспроводная передача энергии антилазером показала эффективность 99,99%
