这个还是需要一个电磁场与电磁波学的比较好的同学来解答,好多都记得不清楚了 QAQ
另外这个专利……我似乎在比较早的时候见过类似的东西,似乎是诺基亚的研究,如果我能找见我会贴出来(更新:我找到了…… 诺基亚展示能量采集手机,藉无线电波充电 )
应用的话其实短距离无线充电技术原理与之类似,只不过这种捕获空中无线电波的难度要更大,效率要更低
(2012年北京通信展IDT的无线充电方案)
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首先来说这个挺可行的……相当简单的无线电波转换成电流,电磁波本质是变化的电磁场,而导体在变化的电磁场中可以产生感生电动势,天线则会对特定频率的电磁波谐振,达到最大的感生电动势,如果构成回路就有电流了,原理大致如此。
看提交专利中的图解大概就能看明白,知乎上英语高手比较多……
家父年轻的时候做过几年无线电……家里住的地方不远就是一个广播站的发射塔(AM),还有些其他的天线之类的,那个时候用一跟大概1米左右长的比较粗的铁丝围成一个圈然接在小的白炽灯泡上的话如果角度合适就可以看到白炽灯发出比较微弱的光,接收下来实际上不成问题,目前所有的无线电设备通信的天线就是用来做这个的,只不过相对来说接受下来的信号非常小,需要有源器件放大;但如果本身电波的功率就比较大,就可以用无源器件(比如矿石收音机);用来发送能源也不是不可能,但是会有很大的衰减,所以一般也不算常用,个人的感觉是理论可行但实际操作起来可能效率会比较低。
关于无线电波携带的能量可以用一个公式做一个大致的估算
其单位是W/m²
对于实际环境中的电磁波的总的平均能流密度这个暂时无法测出,也跟你周围所在环境有关,都市可能大些,离基站近可能大些,不一而论。
至于实用起来,我认为至少要满足以下条件:
- 周围环境有较多较强的无线电波
- 无线接收器要能接受较宽带宽的电波,比如从5MHz-5GHz,增益尽可能大
- 转化效率要比较高
现在来不靠谱的估算一下,用一下参考值:
- GSM基站的发射功率为43dBm(dsp)或40dBm(h2d);典型的GSM系统工作频率为900MHz
- 假设接收装置与你的距离是500米,仅用Fiirs公式计算损耗(只考虑路径损耗)
- 转换以接收效率80%
- 接收天线为理想全向天线,增益为10dB
- 2000mAh的手机电池存储能量为8.4W·h
来计算一下需要多少个发射功率为40dBm(10瓦)的基站使得接受功率为0.1w?
(关联:手机一般待机大概只需要几十毫瓦的功率即可)
首先发射功率43dBm,Fiirs公式计算出来路径损耗为75.5dB,接收功率为-32.5dBm,约等于0.0000450mW
大概需要22万个这样的基站,显然不太可能
不过好在不仅仅有基站,如果考虑无线电视电视塔的话,电视塔发射功率在几百瓦到几千瓦不等,取2000w的话大概是63dBm,波段是300MHz-800MHz,取500MHz的话损耗是70.4dB,接收功率为-7.4dBm,约等于0.1455mW
大概需要670个这样的电视塔就可以达到100mW的接受功率,这样看起来还是有一线希望
何况其实这频段(5MHz-5GHz)相当拥挤呢……
不过天线的尺寸设计会是一个比较大的问题,这就看国外前辈们的努力了
这点破烂当抛砖引玉吧,估计要贻笑大方了……
— 完 —
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【知乎日报】
你都看到这啦,快来点我嘛 Σ(▼□▼メ)
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