Un’antenna utilizza l’energia elettromagnetica del 5G per produrre elettricità

Negli Stati Uniti, gli ingegneri hanno sviluppato una piccola antenna capace di convertire l'energia elettromagnetica dei segnali 5G in corrente continua. Questo dispositivo ha anche la particolarità di essere stampato in 3D e di avere le dimensioni di una semplice carta da gioco.

Raccolta dell’energia delle onde millimetriche 5G

Raccogli energia prodotto dalle comunicazioni wireless è stato il campo di ricerca di molti scienziati per diversi anni. Se alcuni hanno focalizzato la loro attenzione segnali Wi-Fi a corto raggio, altri si interessano alle trasmissioni televisive e anche ai segnali radio. Presso la scuola di ingegneria elettrica e informatica della Georgia Tech University (Stati Uniti), un team ha concentrato la sua attenzione sull'energia elettromagnetica generata da Comunicazioni a onde millimetriche 5G.

Come indicano i ricercatori in un articolo pubblicato sulla rivista Rapporti scientifici il 12 gennaio 2024, la loro innovazione utilizza un’antenna mini-raddrizzatore, pieghevole e stampabile in 3D. Quest'ultimo è particolarmente capace recuperare energia elettromagnetica dal 5G prima di trasformarlo in corrente continua.

I project manager hanno ricordato che il 5G è stato progettato per comunicazioni ultraveloci e a bassa latenza. Beneficia quindi delle frequenze delle onde millimetriche con densità di potenza irradiata molto elevate. In altre parole, il 5G è una sorta di rete elettrica senza fili in grado di alimentare dispositivi su lunghe distanze.

Una quantità di energia apparentemente insignificante

L’idea di raccogliere energia dalle onde millimetriche non è di per sé nuova. Tuttavia, gli ingegneri sottolineano che ciò non è mai stato possibile a causa di diversi ostacoli. In effetti, l'idea implicava l'installazione di antenne raddrizzatrici di grandi dimensioni. Tuttavia, queste grandi dimensioni ne riducono il campo di applicazione. Queste antenne devono anche essere rivolte direttamente verso fonti di energia elettromagnetica per poter funzionare. Il team della Georgia Tech è riuscito a aggirare questi ostacoli utilizzando un componente molto speciale : la lente Rotman, una targa stampata al centro della mappa.

La lente Rotman viene utilizzata in vari campi come strumento di beamforming. Nel caso di un sistema radar, il componente consente di osservare bersagli in più direzioni senza dover spostare l'apparecchio. Quindi l'antenna in questione può catturare l'energia delle onde millimetriche provenienti da tutte le direzioni. Si tratta quindi di un vero e proprio collettore di energia che sarebbe anche 21 volte più efficiente di certi equivalenti.

Secondo i ricercatori, la loro antenna è in grado di effettuare la raccolta 6 microwatt da un trasmettitore 5G situato a distanza di 180 m. Anche se questa quantità di energia sembra aneddotica, è comunque sufficiente ad alimentare piccoli dispositivi elettrici, oggetti connessi e altri sensori. I responsabili del progetto ritengono che questa tecnologia discreta possa essere adattata all'abbigliamento e più in generale apra la strada allo sviluppo di un nuova tecnologia di identificazione radio passivo e a lungo raggio.