Considere una antena que convierte toda la energía eléctrica de un oscilador de potencia en una transmisión de radio electromagnética. Digamos que 1 vatio se alimenta a la antena y 1 vatio es la potencia de onda de radio emitida.
Ese poder se lanza en la mayoría de las direcciones; Al igual que una bombilla emite luz en (prácticamente) todas las direcciones. La bombilla no es solo un ejemplo similar, es exactamente el mismo ejemplo: la luz emitida es una onda electromagnética.
Ahora imagine que está a 1 metro de esa bombilla con un panel solar 100% eficiente. Luego imagine que construye varios paneles solares que envuelven la bombilla de manera exacta y total. Conecta los paneles solares en serie y observa cuánta energía puedes extraer. Bueno, para este experimento mental, en realidad puedes extraer el 100% de ese poder.
Luego te paras a 10 metros y haces lo mismo. Obviamente, necesita muchos más paneles solares, pero suponiendo que la luz emitida golpee totalmente los paneles y no haya fugas de luz más allá de esos paneles, recibirá el 100% de energía.
Por lo tanto, se puede hacer, pero con grandes gastos e inconvenientes. Pero no es un gran problema con un rayo láser afilado y un panel solar 100% eficiente. Si puede enfocar la luz lo suficiente, puede recolectar TODA la energía, recuerde que esto es solo un ejercicio mental y los paneles solares y las lámparas / láseres están lejos de ser 100% eficientes.
Volviendo a una onda de radio transmitida, podría construir una antena parabólica y transmitir a una frecuencia suficientemente alta para poder concentrar la mayor parte de la potencia en una antena receptora (otra antena). Las personas militares y de telecomunicaciones hacen esto en todo el país para obtener datos de línea de visión y comunicaciones de voz que son "en gran parte" privadas, ya que es difícil "robar" una escucha de lo que se transmite a menos que esté cerca las antenas y levantando un pequeño lóbulo lateral de energía.
Para el resto de los transmisores que transmiten, generalmente son dipolos y distribuyen su energía emitida en todas las direcciones en al menos un plano. Esto permite recoger fácilmente las estaciones de música y, por supuesto, ese es el objetivo.
¿Puedes cosechar fácilmente esa energía? No muy bien porque el poder está volando en gran medida hacia el espacio y solo una fracción es recibida por los "oyentes".
La antena de cada oyente es efectivamente una red (es decir, tiene un "área" real a pesar de su forma larga y delgada) que captura la potencia enviada desde ese transmisor y la cantidad que captura es generalmente de vatios femto. Normalmente, un receptor de RF (a riesgo de ser demasiado general) puede funcionar con aproximadamente 10 microvoltios recibidos de la antena y, promediando una amplia muestra de tipos de antena, este voltaje tendrá una impedancia de fuente de aproximadamente 50 ohmios.
La potencia liberada es, por lo tanto, de 5 uV al cuadrado / 50 = 5 femto vatios.
Obviamente, cuanto más cerca esté del transmisor, mayor será la potencia que se puede liberar, pero si todo lo que le interesa es obtener energía utilizable, utilice cables.
Si hicieras los cálculos con la suma total de energía que se puede cosechar en cualquier punto de la tierra, no encontrarás muchos lugares donde se puedan obtener más de un par de milivatios.
La energía solar y la recolección de energía de RF son básicamente ambas formas de lo mismo: la recolección de ondas electromagnéticas.
¿Incluso cuando estamos junto al enrutador? Leí que algunos enrutadores dan hasta 80mW
Los enrutadores suelen usar antenas de cuarto de onda y para recolectar energía también puede usar una antena de cuarto de onda. La distancia realista que puede obtener de cerca es sobre lambda (1 longitud de onda) antes de comenzar a causar efectos de carga extraños en la antena. Esta es una distancia de aproximadamente 0.1 metros, entonces, usando la ecuación de transmisión de Friis convertida a dB: -
log10log10
Donde f está en MHz yd está en kilómetros. Esta ecuación le dice cuántos dB de pérdida de potencia puede esperar a una distancia dada con una frecuencia de portadora dada.
Para 2.45 GHz y 0.1 metros (0.0001 km) la pérdida es 32.45 + 67.6 - 80 = 20 dB.
Pero las antenas tx y rx tienen una ganancia de aproximadamente 4dB entre ellas (porque son semidireccionales) y, por lo tanto, la pérdida es de solo unos 16 dB.
80 mW de entrada se convierte (teóricamente) en 12.7 mW de salida.
