Технологииinternetua.com5 апр.

Изобретен способ беспроводного питания устройств IoT от сетей 5G

Исследователи из Технологического института Джорджии обнаружили инновационный способ задействовать избыточную пропускную способность сетей 5G, превратив их в «беспроводную энергосистему» для питания устройств Интернета вещей (IoT), которым сегодня для работы требуются аккумуляторы.

nk_hauz/-mwigefefpjtwptt5qsz.jpg

Изобретатели из Технологического института Джорджии разработали гибкую систему выпрямляющей антенны (ректенны) на основе линзы Ротмана, которая впервые способна собирать миллиметровые волны в диапазоне 28 ГГц. Линза Ротмана является ключевой для сетей формирования луча и часто используется в системах радиолокационного наблюдения, чтобы видеть цели в нескольких направлениях без физического перемещения антенной системы.

Однако чтобы собрать достаточно энергии для питания маломощных устройств на больших расстояниях, требуются антенны с большой апертурой. Проблема с большими антеннами в том, что у них сужается поле зрения. Это ограничение препятствует их работе, если антенна далеко расположена от базовой станции 5G.

«Мы решили проблему возможности смотреть только с одного направления с помощью системы, которая имеет широкий угол обзора», - сказала старший научный сотрудник Алин Эйд из лаборатории ATHENA, созданной в Школе электротехники и компьютерной инженерии Джорджии.

Результаты исследования были опубликованы в выпуске журнала Scientific Reports от 12 января .

FCC разрешила 5G фокусировать мощность гораздо более плотно по сравнению с предыдущими поколениями сотовых сетей. В то время как сегодняшний 5G был создан для связи с высокой пропускной способностью, высокочастотная сеть предоставляет широкие возможности для «сбора» неиспользованной энергии, которая в противном случае была бы потрачена впустую.

Подключение к высокочастотной мощности 5G

«Благодаря этому нововведению мы сможем получить большую антенну, которая работает на более высоких частотах и может принимать питание с любого направления. Она не зависит от направления сигнала, что делает ее намного более практичной», - отметил Джимми Хестер, старший советник лаборатории, технический директор и соучредитель Atheraxon, дочернего предприятия Технологического института Джорджии, разрабатывающего технологию радиочастотной идентификации (RFID) 5G.

В решении Georgia Tech вся электромагнитная энергия, собираемая антенными решетками с одного направления, объединяется и подается в один выпрямитель, что увеличивает его эффективность.

«Люди уже пытались собирать энергию на высоких частотах, таких как 24 или 35 гигагерц, прежде», - сказал Ид, но такие антенны работали только в том случае, если они находились в прямой видимости от базовой станции 5G; до сих пор не было возможности увеличить угол обзора.

Этот новый подход решает проблему компромисса между угловым охватом ректенны и чувствительностью при включении с помощью структуры, объединяющей уникальные методы сочетания радиочастот (RF) и постоянного тока (DC), что позволяет создать систему как с высоким коэффициентом усиления, так и с большой шириной луча.

На демонстрациях технология Технологического института Джорджии достигла 21-кратного увеличения собираемой мощности по сравнению с упомянутым аналогом при сохранении идентичного углового покрытия.

Эта надежная система может открыть дверь для новых пассивных RFID-меток большого радиуса действия с питанием от 5G на миллиметровые волны для носимых и повсеместных приложений IoT. Исследователи использовали собственное аддитивное производство для печати харвестеров миллиметрового диапазона размером с ладонь на множестве повседневных гибких и жестких подложек. Возможность 3D-печати и струйной печати сделает систему более доступной для широкого круга пользователей, платформ, частот и приложений.

nk_hauz/-mwiga_usu1wbcgw3gvd.jpg

Замена батарей с помощью беспроводной зарядки

«Дело в том, что 5G будет везде, особенно в городских районах. Это изобретение сможет заменить миллионы или десятки миллионов батарей беспроводных датчиков, особенно для умных городов и интеллектуальных сельскохозяйственных приложений», - сказал Эммануил (Манос) Тенцерис, Кен Байерс - профессор гибкой электроники в школе электротехники и вычислительной техники.

Тенцерис предсказывает, что следующим крупным приложением для телекоммуникационной отрасли станет технология Power as Service, точно так же, как данные вытеснили голосовые услуги в качестве основного источника дохода.

Исследовательская группа больше всего воодушевлена перспективой того, что поставщики услуг воспользуются этой технологией, чтобы предлагать электропитание по запросу «по воздуху», устраняя необходимость в батареях.

«Я занимаюсь традиционным сбором энергии как минимум шесть лет, и большую часть этого времени не было похоже, что есть ключ к тому, чтобы аккумуляция энергии работала в реальном мире, из-за ограничений FCC на выбросы энергии и «фокусировку», - сказала Хестер. «С появлением сетей 5G это действительно может работать, и мы продемонстрировали это. Это очень интересно - мы смогли избавиться от батарей».

💬 Последние комментарии
Ежи
Уже корректирую в пашпорте фломастером карту страны.
Елена
Под шумок учений на нападут ко Святому Николаю,потом контрнаступление и на Новый год мы в Москве,а шо,над Кремлём развиваются украинские,ну конечно и звезднополосатые флаги, Российскийнарод по первому росиян поздравляет наш президент,а шо? хе.
Гость
Цирк не состоялся, клоун на месте
Луна -2
Переворот заказывали? - Пожалуйста -он идет к вам.
ХОДЯТ СЛУХИ.
ЗЕЛЕНСКИЙ ВЫЛЕТЕЛ В ТУРЦИЮ. НА ОТДЫХ. В ОТПУСК.
Луна -2
Результат войны с олигархами.. всего лишь на бумаге -гладко, а в жизни - гадко Порошенко с АХ КАКИМ ЧЕЛОВЕКОМ -Ахметовым могут объединиться , вот тогда - то, кто останется у Зеленского - один лишь невыездной Коломойский,которого легко будет убрать, а его денежки национализирвоать ,то есть поделить между собой,если он не согласится отдать клоуна на съедение волкам - Что-то мне подсказывает , что согласится.Жизнь дороже.чем свой клоун- протеже.,
е
Елена, шо ж ты не комментируешь небывалый рост под руководством твоих америкосов?? рост воровства.. ВСЕ как твоя Америка делает в тех странах, которые грабит...