تبدیل امواج شبکه 5G به برق با یک کارت کوچک

محققان مؤسسه فناوری جورجیا (GT) نوعی آنتن یک‌سوساز در ابعاد یک کارت کوچک ساخته‌اند که انرژی الکترومغناطیس سیگنال‌های 5G را به برق تبدیل می‌کند.

ارتباطات بی‌سیم انرژی زیادی را در هوا پخش می‌کنند که می‌توان از آن‌ها استفاده کرد. در گذشته تلاش‌هایی برای بهره‌برداری از انرژی امواج وای فای و رادیویی گوشی صورت گرفته اما شبکه 5G فرصت کاملاً جدیدی روبروی بشر قرار داده است.

محققان مؤسسه فناوری جورجیا می‌گویند: «5G برای ارائه ارتباطات فوق سریع و با تأخیر بسیار کم طراحی شده است. این فناوری از امواج میلیمتری استفاده می‌کند که حاوی انرژی بی‌سابقه هستند. طراحان 5G ناخواسته یک شبکه برق رسانی ساخته‌اند که قادر به تامین نیروی ابزارهای الکترونیکی از فواصل بسیار دورتر نسبت به تکنولوژی‌های فعلی است.»

پژوهشگران اشاره می‌کنند که بهره‌برداری از انرژی امواج میلیمتری مدت هاست که امکان پذیر شده، اما کاربردی نبوده است، چون برای جذب انرژی از فاصله دور به آنتن یکسوساز (Rectifier) بزرگ نیاز است و هرچه این آنتن بزرگتر شود، میدان دید آن کمتر می‌شود، بنابراین کاربر باید آنتن را دقیقاً در راستای منبع امواج انرژی قرار دهد.

محققان برای حل این مشکل از قطعه‌ای دندانه دار به نام لنز روتمن (Rotman lens) استفاده کردند که در مرکز کارت به چشم می‌خورد. آنتن‌های لنز روتمن نوعی ابزار شکل دهی پرتو (Beamforming) بوده و توانایی بالایی در جذب امواج میلیمتری دارند. این قطعه به رادارها اجازه می‌دهد تا اهدافی که در جهت‌های مختلف حرکت می‌کنند را بدون چرخش یا حرکت رهگیری کنند.

پژوهشگران می‌گویند استفاده از لنز روتمن در آنتن یکسوساز، انعطاف‌پذیری و چاپ سه بعدی کارت را امکان پذیر کرده و باعث شده تا انرژی را از تمام جهات جذب کند. آنها اشاره می‌کنند که این وسیله می‌تواند حدوداً ۶ میکرووات برق را از یک فرستنده 5G در فاصله تقریباً ۱۸۰ متری جذب کند که برای نیرو بخشیدن به سنسورهای کوچک کافی خواهد بود.

محققان می‌افزایند با رواج پیدا کردن شبکه 5G می‌توان این ابزار را جایگزین ده‌ها میلیون باتری سنسورهای وایرلس خصوصاً در شهرهای کوچک نمود و به محیط زیست کمک کرد.

نتایج این تحقیق در ژورنال Scientific Reports منتشر شده است.