El potencial de la transferencia de energía inalámbrica de ondas milimétricas como solución para el Internet masivo de las cosas (Massive IoT) ha sido aprovechado por investigadores de Tokyo Tech, quienes han creado un dispositivo para la transmisión simultánea de energía y señal 5G. Este transceptor para señal de red 5G se alimenta de forma totalmente inalámbrica y tiene una alta eficiencia de conversión de potencia a grandes distancias y ángulos.
Figura 1. Prototipo de un transceptor de matriz en fase de banda de onda milimétrica de 64 elementos y circuito integrado Esto podría servir como prototipo para el transceptor.
El sueño de Nikola Tesla
Desde que Nikola Tesla propuso por primera vez la idea de la transferencia inalámbrica de energía, ha habido múltiples esfuerzos para explotar este concepto para diferentes aplicaciones. Una nueva forma de hacer esto es con redes 5G. A medida que las redes 5G continúe la expansión, se espera un aumento asociado en la escala de la red de Internet de las Cosas. Con tantos dispositivos en la red, existe una necesidad creciente de fabricar dispositivos con alimentación inalámbrica que puedan funcionar con señales 5G.
La producción de tales dispositivos ha enfrentado los mismos obstáculos que enfrentan muchos dispositivos inalámbricos: distancias de transmisión cortas y una dirección fija desde la cual se puede recibir la energía.
Ahora, un equipo de científicos del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech), dirigido por el profesor asociado Atsushi Shirane, ha informado sobre la producción de un transmisor-receptor inalámbrico para redes 5G que supera ambos problemas. Sus hallazgos se presentaron durante el Simposio IEEE 2022 sobre tecnología y circuitos VLSI. El Dr. Shirane explica: «El sistema de transferencia de energía inalámbrica de ondas milimétricas es una solución prometedora para la Internet de las cosas masiva, pero se ha visto obstaculizada por problemas técnicos».
«Por lo tanto, pudimos lograr un gran avance al producir un transceptor 5G con alta eficiencia en grandes ángulos y distancias».
El transmisor-receptor 5G producido por el equipo es el primero de su tipo
El dispositivo tiene dos modos, un modo de recepción y un modo de transmisión. En el modo de recepción, el dispositivo recibe una señal 5G y una señal de potencia de ondas milimétricas. Esta señal de potencia activa el dispositivo y le proporciona energía. Luego, el dispositivo ingresa al modo de transmisión y envía una señal 5G en la misma dirección desde la que la recibió inicialmente. Por lo tanto, un dispositivo como este puede comunicarse fácilmente y ser parte del Internet de las cosas sin necesidad de un punto de conexión separado, a diferencia de la mayoría de los dispositivos actuales del IoT para interiores. El dispositivo puede generar energía en una amplia gama de ángulos y distancias y, por lo tanto, no sufre los desafíos que enfrentan los dispositivos inalámbricos anteriores (consulte las Figuras 1 y 2).
El gráfico demuestra cómo, a medida que la dirección del haz aumenta de 0° a 45° durante la transmisión de energía inalámbrica, el dispositivo actual puede continuar generando un 46% de energía, un porcentaje mucho más alto que los dispositivos anteriores que se degradarían a un pequeño porcentaje, al tiempo que logra más del doble de la distancia alcanzada por los dispositivos más antiguos.
Por lo tanto, con dispositivos más pequeños como este, que requieren muy poco mantenimiento e infraestructura adicional, la red de Internet de las Cosas se puede expandir fácilmente y hacer que nuestro mundo esté mejor conectado.
El Dr. Shirane concluye: «Esta fue la primera recepción simultánea del mundo de señales de energía y comunicación con dirección de haz. Realmente creemos que una tecnología como esta puede revolucionar la red de Internet de las cosas y liberarla de los grilletes que la atan en la actualidad».
Fuente: Tokio Institute of Technology
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