Rozważ antenę, która przekształca całą energię elektryczną z oscylatora mocy na elektromagnetyczną transmisję radiową. Powiedzmy, że 1 wat jest podawany do anteny, a 1 wat to emitowana moc fal radiowych.
Ta moc jest wyrzucana w większości kierunków; tak jak żarówka emituje moc światła (praktycznie) we wszystkich kierunkach. Żarówka to nie tylko podobny przykład, to dokładnie ten sam przykład - emitowane światło jest falą elektromagnetyczną.
Teraz wyobraź sobie, że jesteś 1 metr od tej żarówki ze 100% sprawnym panelem słonecznym. Następnie wyobraź sobie, że budujesz kilka paneli słonecznych, które dokładnie i całkowicie osłaniają żarówkę. Połączysz panele słoneczne szeregowo i zobaczysz, ile mocy możesz pobrać. Cóż, w tym eksperymencie myślowym możesz faktycznie wydobyć 100% tej mocy.
Następnie stajesz w odległości 10 metrów i robisz to samo. Oczywiście potrzebujesz dużo więcej paneli słonecznych, ale zakładając, że emitowane światło całkowicie uderza w panele i nie ma wycieku światła poza nimi, otrzymasz 100% mocy.
Można to zrobić, ale przy dużym koszcie i niedogodnościach. Ale nie ma problemu z ostrym promieniem lasera i 100% wydajnym panelem słonecznym. Jeśli potrafisz wystarczająco skupić światło, możesz zebrać CAŁĄ energię, pamiętaj, że jest to tylko ćwiczenie myślowe, a panele słoneczne i lampy / lasery są dalekie od 100% wydajności.
Wracając do transmitowanej fali radiowej, możesz zbudować antenę paraboliczną i transmitować z wystarczająco wysoką częstotliwością, aby móc skupić większość mocy na antenie odbiorczej (inna antena). Odbywa się to w całym kraju przez wojskowych i telekomunikacyjnych, aby uzyskać dane z linii wzroku i komunikatory głosowe, które są „w dużej mierze” prywatne, ponieważ trudno jest „ukraść” to, co jest transmitowane, chyba że jesteś z bliska anteny i zbieranie małego płata energii.
Przez resztę wszystkich nadajników, które nadają, są one zwykle dipolami i rozpraszają swoją energię emitowaną we wszystkich kierunkach w co najmniej jednej płaszczyźnie. Dzięki temu stacje muzyczne można dość łatwo odbierać i to oczywiście jest celem.
Czy możesz łatwo zebrać tę energię? Niezbyt dobrze, ponieważ moc w dużej mierze leci w kosmos, a „słuchacze” otrzymują tylko niewielką część.
Antena każdego słuchacza jest w rzeczywistości siecią (tzn. Ma prawdziwy „obszar” pomimo swojego długiego cienkiego kształtu), który przechwytuje moc wysyłaną z tego nadajnika, a ilość, którą wychwytuje, jest zwykle w watach femto. Zwykle odbiornik RF (który może być zbyt ogólny) może pracować z około 10 mikro woltami otrzymanymi z anteny i, uśredniając na szerokiej próbce typów anten, napięcie to będzie miało impedancję źródła około 50 omów.
Uwolniona moc wynosi zatem 5 uV do kwadratu / 50 = 5 femto watów.
Oczywiście im bliżej nadajnika, tym większa moc, którą można wyzwolić, ale jeśli interesuje Cię tylko uzyskanie użytecznej mocy, użyj przewodów.
Jeśli wykonałeś matematykę na podstawie sumy energii, którą można zebrać w dowolnym punkcie na ziemi, nie znalazłbyś wielu miejsc, w których można zebrać więcej niż kilka mil watów.
Pozyskiwanie energii słonecznej i częstotliwości radiowej to w zasadzie obie formy tego samego - pozyskiwanie fali elektromagnetycznej.
Nawet kiedy stoimy przy routerze? Czytałem, że niektóre routery dają do 80 mW
Routery zwykle używają anten ćwierćfalowych i do gromadzenia energii można również użyć anteny ćwierćfalowej. Realistyczna odległość, którą można uzyskać z bliska, wynosi około lambda (1 długość fali), zanim zaczniesz powodować dziwne efekty obciążenia anteny. Jest to odległość około 0,1 metra, więc przy użyciu równania transmisji Friis przeliczonego na dB:
log10log10
Gdzie f jest w MHz, a d jest w kilometrach. To równanie mówi ci, ile dB straty mocy można się spodziewać w danej odległości przy danej częstotliwości nośnej.
Dla 2,45 GHz i 0,1 metra (0,0001 km) strata wynosi 32,45 + 67,6 - 80 = 20 dB.
Ale anteny tx i rx mają między sobą zysk około 4dB (ponieważ są półkierunkowe), a więc strata wynosi tylko około 16 dB.
80 mW staje się (teoretycznie) 12,7 mW na zewnątrz.
