Мощный удар по британским учёным

Прекрасный пример «удовлетворения личного любопытства за государственный счёт», а также к термину «британские учёные» можно добавлять «диснеевские учёные».

Люди сделали серьёзное лабораторное исследование по конструированию IoT-датчиков с пассивным —
то есть практически не потребляющим энергию — радиопередатчиком, при том, что результат этого исследования был очевиден заранее.

Строится всё это вокруг факта, что гуляющие в эфире радиоволны наводят в приёмной антенне некоторое напряжение, и если эта антенна подключена к нагрузке, то в ней начинает течь ток, а раз в антенне течёт ток, то она излучает сама. При этом в неё не надо вкачивать какую-либо мощность из схемы.

Соответственно, управляя нагрузкой, можно регулировать вторичное излучение антенны, передавая таким образом какие-то данные.

Так работают RFID-метки — не те, у которых дальность несколько сантиметров, у них индуктивная связь, а дальнобойные, на 5-10 метров; наведённого в их антенне им хватает даже на питание их крошечных мозгов, так что батарейки они не имеют вовсе.

Проблема в том, что такие системы фантастически неэффективны. В том же Wi-Fi передатчик выдаёт в эфир до 100 мВт (+20 дБм), типовая сила сигнала на приёмнике при этом — в районе -40 дБм на расстоянии всего лишь в несколько метров. -40 дБм — это 0,1 мкВт. Ещё раз, капслоком: ОДНА ДЕСЯТАЯ МИКРОВАТТА. Для сравнения — даже у маломощных активных устройств в тех же системах «умного дома» излучаемая мощность обычно не меньше нескольких милливатт, при этом пробивная способность таких устройств не превышает 2-3 железобетонных стен; более дальнобойные имеют мощность до 25 мВт.

На практике такие системы «обратного рассеяния» в результате и используются только в вышеупомянутых дальнобойных RFID-метках, и там передатчик вкачивает в эфир до 1 Вт мощности. В остальных случаях они попросту бессмысленны: так, есть много работ по Wi-Fi backscattering, в которых используется излучение Wi-Fi-роутера (и это логично, т.к. роутер можно считать присутствующим всегда), но при получаемой дальности порядка 5 м практическая ценность этого очень невелика.

Собственно, вся научная новизна «диснеевских учёных» заключается в том, что они предложили использовать многоантенную широкодиапазонную систему, которая будет выгребать энергию со всего спектра. Правда, в конце почему-то постеснялись сказать, что уверенная дальность выше 10 м прямой видимости у них получалась исключительно при работе на частоте УКВ-радиостанции, фигачащей в эфир 1,75 кВт в 270 метрах (sic!) от их офиса, а больше 15 метров — только при расположении рядом с «безбатарейным» устройством непрерывно работающего на передачу смартфона.

Прочитав последнее, сходу решил предложить дальнейшее развитие проекта — ведь и мобильник этот можно питать от термоэлемента, повешенного на печку! Чем топить печку? Ну, можно литиевыми аккумуляторами, они отлично горят.

Эффективность и осмысленность получится такая же.

Эта заметка в LiveJournal. Текст тот же, но часто там бывает много комментариев.

Добавить комментарий