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「扑克牌」天线取代电池 5G网络变无线电网

格鲁吉亚理工学院(Georgia Tech)研究团队研发出世界首款3D打印整流天线(Rectifying Antenna),尺寸约为1张扑克牌大小,可从5G信号收集电磁能量,再用于设备供电。也就是让5G网络本身变成无线电网。

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从5G网络获取能量来供电,可望取代电池。Georgia Tech

据New Atlas报导,无线通讯将大量能量逸散到空气中,而收集这种能量是研究团队多年来的目标。

除了短距离Wi-Fi、广电和无线电等信号在先前就是开发重点,现在更是将目标放在手机本身产生的无线电波,并借此延长智能手机电池的寿命达30%。

5G通讯则是提供崭新的机会。Georgia Tech技术团队在发表于《Scientific Reports》上的最新研究指出,5G为实现快速和低延迟的通讯而采用毫米波频率,并由联邦通信委员会(FCC)准许前所未有的高辐射功率密度。

团队认为,5G设计者在不知不觉中就已经创造出一种无线电网,供电技术远超于既有设备的能力。

收集毫米波能量一直都有可行性,但收集线上功率往往需要大型整流天线,而整流天线愈大,视场(FOV)就会愈窄。

于是团队使用罗特曼透镜(Rotman Lens)来解决这个问题。罗特曼透镜用作波束成型(Beamforming)工具对毫米波应用而言非常方便,可以有效扩大天线波束的涵盖角度,像是雷达系统借此便无需旋转或移动,即可从多方向侦测目标。

如此一来,该能量收集系统就能从任何方向接收能量,而功率虽非重点,但团队仍表示,应可从距离5G发射站180米左右的地方获得约6微瓦(μW)的电力。

这些原本会被浪费掉的能量就足以为各种小型传感器和设备供电,尤其是在物联网(IoT)领域,加上可以打印和可挠式等特性,意谓着穿戴式应用的潜力。

Georgia Tech电机工程学院教授Emmanouil Tentzeris表示,5G将无所不在,尤其是在智能城市和智能农业应用中,数以千万计的无线传感器电池便不再是必要。

Tentzeris预测,数据会取代语音成为电信供应商的主要收入来源,而到了5G时代,按需无线供电也会成为下一个大型服务产品。

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