5G sieť sa môže využiť pre napájanie zariadení internetu vecí
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 1. 4. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Tím vedcov z Georgia Tech vyvinul 3D tlačenú usmerňovaciu anténu veľkosti karty, ktorá dokáže zachytiť elektromagnetickú energiu zo signálov 5G siete a následne ju použiť na napájanie zariadení internetu vecí a premieňať tak 5G siete na bezdrôtové elektrické siete.
Bezdrôtová komunikácia vložila do vzduchu množstvo energie a za tie roky sa ju výskumníci snažili získať a využiť. Signály Wi-Fi s krátkym dosahom boli terčom viacerých projektov, na televízne a rozhlasové signály sa zamerali ďalšie. Príchod 5G sietí však prináša úplne novú príležitosť a to vďaka vysokej prenosovej rýchlosti a nízkej latencii.
Pre tento účel boli použité kmitočty milimetrových vĺn, ktoré umožňujú vysoké vyžarované výkonové hustoty. Návrhári 5G sietí tak podľa vedcov z Georgia Tech „nevedomky vytvorili bezdrôtovú elektrickú sieť, ktorá je schopná napájať zariadenia v rozsahu ďaleko presahujúcom možnosti akýchkoľvek existujúcich technológií“.
Zber energie pomocou milimetrových vĺn je už istý čas možný, tvrdí tím, ale nebol v mnohých prípadoch praktický, pretože zber energie na veľké vzdialenosti si zvyčajne vyžaduje veľké usmerňovacie antény a čím väčšie sú tieto usmerňovače, tým užšie je ich pole, takže aby všetko fungovalo, musí byť usmerňovacia anténa namierená priamo na zdroj energie vĺn.
Vedci tento problém vyriešili pomocou komponentu nazývaného ako Rotmanova šošovka. Ide o špicatý štítok v strede karty. Rotmanove šošovky sú užitočné v rôznych aplikáciách s milimetrovou vlnovou dĺžkou ako nástroj na formovanie lúčov, ktorý efektívne premení jeden, veľký, úzky anténny lúč na sériu anténnych lúčov, ktoré pokrývajú oveľa širší uhol. Umožňujú napríklad radarovým systémom vidieť ciele vo viacerých smeroch bez toho, aby sa muselo otáčať alebo pohybovať samotným radarom.
Pridaním Rotmanovej šošovky k dizajnu usmerňovacej antény v podobe karty získal tím 3D tlačiteľný, ohýbateľný systém na zber energie, ktorý je smerovo agnostický, prijíma energiu z ľubovoľného smeru a je schopný získať až 21-krát viac energie ako „referenčný náprotivok“, ktorý ponúka rovnaké pokrytie uhlu.
Stále sa však nedá hovoriť o obrovskom množstve získanej energie. Tím tvrdí, že z 5G vysielača by sa malo dať zozbierať okolo 6 mikrowattov zo vzdialenosti asi 180 metrov. Tento druh technológie však bude dostačujúci na napájanie celého radu malých senzorov a zariadení, najmä v ekosystéme internetu vecí, a to jednoduchým získavaním energie, ktorá by sa inak zbytočne stratila vo vzduchu. A skutočnosť, že nový dizajn usmerňovacej antény je tlačiteľný, flexibilný a funguje dobre, aj keď je ohnutý, znamená, že by sa mohol dať využiť aj pre nositeľné aplikácie.
Technológia by mohla v budúcnosti nahradiť milióny alebo desiatky miliónov batérií v bezdrôtových senzoroch, najmä pre aplikácie v inteligentných mestách a inteligentnom poľnohospodárstve.
