Энергия из эфира

Учёный Ливерпульского университета Чаюнь Сон разработал конструкцию широкополосной ректенны (антенны с выпрямителем), которая собирает электромагнитную энергию в широком диапазоне частот - от 550 МГц до 2,5 ГГц.

Встроенная в кварцевые часы ректенна с круговой поляризацией улавливает энергию от точек доступа Wi-Fi, базовых станций сотовой связи и сотовых телефонов, вышек цифрового телевидения и т. д., обеспечивая питание часов. Помимо этого в устройство встроен погодный модуль EnOcean, который передаёт показания датчиков температуры и влажности на другие приборы по беспроводным каналам GPRSbee, Bluetooth или LoRaWAN.

В конструкции антенны, выполненной на круглой печатной плате, имеются центральная кольцевая структура и две полупетли вокруг неё. Выпрямитель содержит два диода и конденсатор, припаянные тут же на печатной плате. По данным Чаюнь Сона, КПД ректенны составляет около 35%. Чтобы изменения в электромагнитном поле и энергопотреблении кварцевого механизма не нарушали работу антенны, учёный разработал оригинальную схему согласования импедансов антенны и выпрямителя.

Стрелки часов влияют на приём, что особенно заметно по вариациям параметров антенны на частотах 1,2 и 2 ГГц. Для устойчивой работы электроники без батареи предусмотрен блок управления питанием со встроенным аккумулятором, который выдаёт напряжение до 3,3 В.

В лаборатории университета часы и встроенная в них погодная станция устойчиво работали от энергии типовой точки доступа Wi-Fi (TP Link TL-WR841N), оснащённой двумя штыревыми антеннами, находящимися на расстоянии от часов 0,9 м. Эксперименты проводились в помещении площадью 30 кв. м, где в тот момент были включены 16 настольных компьютеров и девять мобильных устройств - ноутбуков и планшетов.

Система создана в первую очередь для демонстрационных целей. По мнению учёного, от эфирной энергии нужно питать не часы, а всевозможные датчики умного дома.