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「撲克牌」天線取代電池 5G網路變無線電網

喬治亞理工學院(Georgia Tech)研究團隊研發出世界首款3D列印整流天線(Rectifying Antenna),尺寸約為1張撲克牌大小,可從5G訊號收集電磁能量,再用於設備供電。也就是讓5G網路本身變成無線電網。

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從5G網路獲取能量來供電,可望取代電池。Georgia Tech

據New Atlas報導,無線通訊將大量能量逸散到空氣中,而收集這種能量是研究團隊多年來的目標。

除了短距離Wi-Fi、廣電和無線電等訊號在先前就是開發重點,現在更是將目標放在手機本身產生的無線電波,並藉此延長智慧型手機電池的壽命達30%。

5G通訊則是提供嶄新的機會。Georgia Tech技術團隊在發表於《Scientific Reports》上的最新研究指出,5G為實現快速和低延遲的通訊而採用毫米波頻率,並由聯邦通信委員會(FCC)准許前所未有的高輻射功率密度。

團隊認為,5G設計者在不知不覺中就已經創造出一種無線電網,供電技術遠超於既有設備的能力。

收集毫米波能量一直都有可行性,但收集遠距功率往往需要大型整流天線,而整流天線愈大,視場(FOV)就會愈窄。

於是團隊使用羅特曼透鏡(Rotman Lens)來解決這個問題。羅特曼透鏡用作波束成型(Beamforming)工具對毫米波應用而言非常方便,可以有效擴大天線波束的涵蓋角度,像是雷達系統藉此便無需旋轉或移動,即可從多方向偵測目標。

如此一來,該能量收集系統就能從任何方向接收能量,而功率雖非重點,但團隊仍表示,應可從距離5G發射站180公尺左右的地方獲得約6微瓦(μW)的電力。

這些原本會被浪費掉的能量就足以為各種小型感測器和設備供電,尤其是在物聯網(IoT)領域,加上可以列印和可撓式等特性,意謂著穿戴式應用的潛力。

Georgia Tech電機工程學院教授Emmanouil Tentzeris表示,5G將無所不在,尤其是在智慧城市和智慧農業應用中,數以千萬計的無線感測器電池便不再是必要。

Tentzeris預測,數據會取代語音成為電信供應商的主要收入來源,而到了5G時代,按需無線供電也會成為下一個大型服務產品。

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