Рассмотрим антенну, которая преобразует всю электрическую энергию от силового генератора в электромагнитную радиопередачу. Скажем, 1 ватт подается на антенну, а 1 ватт - это излучаемая мощность радиоволны.
Эта сила рассеивается в большинстве направлений; так же, как лампочка излучает силу света (практически) во всех направлениях. Лампочка - это не просто подобный пример, это точно такой же пример - излучаемый свет - это электромагнитная волна.
Теперь представьте, что вы на расстоянии 1 метра от этой лампочки со 100% эффективной панелью солнечных батарей. Затем представьте, что вы построили несколько солнечных панелей, которые полностью и полностью окутывают лампочку. Вы подключаете солнечные батареи последовательно и видите, сколько энергии вы можете извлечь. Ну, для этого мысленного эксперимента вы действительно можете извлечь 100% этой силы.
Тогда вы стоите на расстоянии 10 метров и делаете то же самое. Очевидно, вам нужно гораздо больше солнечных панелей, но, предполагая, что излучаемый свет полностью попадает на панели и нет утечки света за пределы этих панелей, вы получите 100% мощности.
Так что это можно сделать, но с большими затратами и неудобствами. Но не слишком большая проблема с острым лазерным лучом карандаша и 100% эффективной панелью солнечных батарей. Если вы можете сфокусировать свет достаточно, вы сможете собрать ВСЕ энергию, помните, что это всего лишь упражнение на мысль, а солнечные панели и лампы / лазеры далеки от 100% эффективности.
Возвращаясь к переданной радиоволне, вы можете построить параболическую антенну и передавать на достаточно высокой частоте, чтобы иметь возможность сосредоточить большую часть мощности на приемной антенне (другая антенна). Это делается по всей стране военными и телекоммуникационными специалистами для получения данных и голосовых сообщений на линии прямой видимости, которые являются «в значительной степени» частными, поскольку трудно «украсть» прослушивание того, что передается, если вы не находитесь близко к антенны и поднимая небольшой боковой лепесток энергии.
Для остальной части всех передатчиков, вещающих, они обычно являются диполями и распространяют свою энергию, излучаемую во всех направлениях, по меньшей мере, в одной плоскости. Это позволяет легко подобрать музыкальные станции, и это, конечно, является целью.
Можете ли вы легко собрать эту энергию? Не очень хорошо, потому что сила в значительной степени улетает в космос, и «слушатели» получают лишь небольшую часть.
Антенна каждого слушателя фактически является сетью (то есть имеет реальную «область», несмотря на свою длинную тонкую форму), которая улавливает мощность, передаваемую от этого передатчика, и величина, которую он захватывает, обычно составляет фемтоватт. Как правило, радиочастотный приемник (с риском быть слишком общим) может работать с напряжением около 10 мкВ, полученным от антенны, и, в среднем по широкой выборке типов антенн, это напряжение будет иметь сопротивление источника около 50 Ом.
Таким образом, выделяемая мощность составляет 5 мкВ в квадрате / 50 = 5 фемто-ватт.
Очевидно, что чем ближе вы находитесь к передатчику, тем больше мощность, которая может быть выделена, но, если все, что вас интересует, это получение полезной мощности, используйте провода.
Если бы вы вычислили общую сумму энергии, которую можно собрать в любой точке земли, вы не найдете много мест, где можно получить более пары милли-ватт.
Сбор солнечной энергии и радиочастотной энергии - это, по сути, обе формы одного и того же - сбор электромагнитных волн.
Даже когда мы поддерживаем роутер? Я читал, что некоторые маршрутизаторы дают до 80 мВт
Маршрутизаторы обычно используют четвертьволновые антенны, и для сбора энергии вы также можете использовать четвертьволновую антенну. Реальное расстояние, которое вы можете приблизить, составляет около лямбды (1 длина волны), прежде чем вы начнете вызывать странные эффекты нагрузки на антенну. Это расстояние около 0,1 метра, поэтому, используя уравнение пропускания Фриса, преобразуемое в дБ:
л о г10л о г10
Где f в МГц, а d в километрах. Это уравнение говорит вам, сколько дБ потери мощности вы можете ожидать на данном расстоянии с данной несущей частотой.
Для 2,45 ГГц и 0,1 метра (0,0001 км) потери составляют 32,45 + 67,6 - 80 = 20 дБ.
Но антенны tx и rx имеют усиление около 4 дБ (потому что они являются полунаправленными), и поэтому потери составляют всего около 16 дБ.
Выход 80 мВт (теоретически) составляет 12,7 мВт.