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Wissenschaftler entwickeln die weltweit erste tragbare Antenne zum Sammeln von Strom aus 5G-Netzen

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Einem Forschungsteam des Georgia Institute of Technology gelang es, die weltweit erste Gleichrichtungsantenne in der Größe einer Spielkarte zu entwickeln, die auf einem 3D-Drucker gedruckt wurde. Gleichzeitig konnte die erstellte tragbare Antenne Strom aus 5G-Strahlung sammeln und an tragbare Geräte übertragen.

Wissenschaftler entwickeln die weltweit erste tragbare Antenne zum Sammeln von Strom aus 5G-Netzen

5G Wireless-Netzwerk und seine Perspektiven

Seit Jahren suchen Wissenschaftler auf der ganzen Welt nach Möglichkeiten, die Energie, die durch die Luft fließt, mithilfe drahtloser Kommunikation zu nutzen. Es gab mehrere Arbeitsprojekte zur Stromgewinnung aus Wi-Fi-Signalen, aber die Aussichten für eine vollständige Implementierung waren gering.

Dies liegt daran, dass die Sammlung von Energie im Millimeterbereich das Vorhandensein von ziemlich massiv erforderte Empfangsantennen, die gleichzeitig streng auf die Millimeterwellenquelle ausgerichtet sein mussten Strahlung. Daher waren solche Installationen unrentabel und weitgehend nutzlos.

Dies änderte sich jedoch nach der Entwicklung des 5G-Netzwerks. Immerhin wurde das neue Netzwerk für die nahezu sofortige Übertragung großer Datenmengen mit minimaler Latenz geschaffen.

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Für diese Zwecke wurden 5G-Sender mit einer hohen Strahlungsdichte leistungsfähig genug gemacht. Und so wurde ein drahtloses Stromnetz geschaffen, das Geräte in Entfernungen mit Strom versorgen kann, die alle vorhandenen Technologien deutlich übertreffen.

So wurde es möglich, zig Millionen Batterien durch drahtlose Sensoren zu ersetzen, insbesondere im Smart-Home-Segment. Alles, was bleibt, ist die Schaffung einer ausreichend effektiven Antenne, um diese Energie zu sammeln.

Neue tragbare Antenne und ihre Perspektiven

Ingenieure des Georgia Institute of Technology lösten das Antennenproblem mithilfe der sogenannten Rothman-Linse, einer spitzen Platte in der Mitte der Karte.

Die Verwendung dieses Objektivs ermöglicht es beispielsweise Radarsystemen, Ziele in mehrere Richtungen zu beobachten, ohne die Position der Antenne zu ändern. Daher entschieden sich die Ingenieure, dieses Objektiv auch zum Sammeln von Elektrizität zu verwenden.

Das Funktionsprinzip des Rotman-Objektivs und die Verwendung des Objektivs bei der Gestaltung der Rectenna Foto: Georgia Tech

Das Ergebnis ist ein gedrucktes flexibles Energy Harvesting-System, das völlig unabhängig von ist Richtung des Emitters und in der Lage, Energie aus jeder Richtung 21-mal mehr als vorhanden zu empfangen Analoga.

Bisher geht es nicht um die Sammlung großer Kapazitäten. So können vorhandene Prototypen in einer Entfernung von etwa 180 Metern vom 5G-Emitter etwa 6 Mikrowatt sammeln.

Aber auch diese Energie wird mehr als genug sein, um kleine Sensoren und Geräte mit Strom zu versorgen, insbesondere im Bereich des Internet der Dinge.

Und die Tatsache, dass diese Antennen bedruckbar sind und auch in gebogener Position funktionieren, zeigt, dass sie (Antennen) auch in tragbaren Geräten verwendet werden können.

Was sind die Entwicklungsaussichten

In Anbetracht dessen, dass 5G-Netze höchstwahrscheinlich große Gebiete abdecken und dann kommerziell sind Die Verwendung solcher Antennen in vielen Geräten ermöglicht das Ersetzen von Millionen von Batterien durch drahtlose Sensoren.

Dies spart nicht nur eine große Menge ziemlich seltener Metalle (verwendet in Produktion von Batterien), ermöglicht aber auch eine effizientere Nutzung der verbrauchten Energie einfach so.

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