Aux États-Unis, des ingénieurs ont mis au point une petite antenne capable de convertir l’énergie électromagnétique des signaux 5G en courant continu. Ce dispositif a aussi la particularité d’être imprimé en 3D et de faire la taille d’une simple carte à jouer.
Collecter l’énergie des ondes millimétriques de la 5G
Récolter l’énergie produite par les communications sans fil est le champ de recherches de nombreux scientifiques depuis plusieurs années. Si certains ont focalisé leur attention sur les signaux Wi-Fi à courte portée, d’autres s’intéressent aux émissions de télévision et ainsi que les signaux radio. À l’école de génie électrique et informatique de l’Université Georgia Tech (États-Unis), une équipe a quant à elle porté son attention sur l’énergie électromagnétique que génèrent les communications 5G à ondes millimétriques.
Comme l’indiquent les chercheurs dans un article publié dans la revue Scientific Reports le 12 janvier 2024, leur innovation utilise une mini-antenne redresseuse, pliable et imprimable en 3D. Cette dernière est surtout capable de récupérer l’énergie électromagnétique de la 5G avant de la transformer en courant continu.
Les responsables du projet ont rappelé que la 5G a été pensée pour des communications ultrarapides et à faible latence. Elle bénéficie donc de fréquences d’ondes millimétriques à des densités de puissance rayonnée très importantes. Autrement dit, la 5G est une sorte de réseau électrique sans fil capable d’alimenter des appareils sur de longues distances.
Une quantité d’énergie qui semble dérisoire
L’idée de récupérer l’énergie des ondes millimétriques n’est pas nouvelle en soi. Toutefois, les ingénieurs rappellent que cela n’a jamais été possible à cause de plusieurs obstacles. En effet, l’idée impliquait l’installation de grandes antennes redresseuses. Cependant, cette grande taille fait diminuer leur champ d’application. Ces antennes doivent par ailleurs directement faire face aux sources d’énergie électromagnétique pour espérer fonctionner. L’équipe de Georgia Tech a réussi à contourner ces obstacles à l’aide d’un composant très particulier : la lentille de Rotman, une plaque imprimée au centre de la carte.
La lentille de Rotman est utilisée dans divers domaines en tant qu’outil de formation de faisceau. Dans le cas d’un système de radar, le composant permet d’observer des cibles dans plusieurs directions sans avoir à bouger l’appareil. Ainsi, l’antenne en question peut capter l’énergie des ondes millimétriques en provenance de toutes les directions. Il s’agit donc d’un véritable collecteur d’énergie qui serait par ailleurs 21 fois plus performant que certains équivalents.
Selon les chercheurs, leur antenne est capable de récolter 6 microwatts depuis un émetteur 5G situé à une distance de 180 m. Si cette quantité d’énergie semble anecdotique, elle se révèle tout de même suffisante pour alimenter de petits appareils électriques, objets connectés et autres capteurs. Les responsables du projet estiment que cette technologie discrète peut s’adapter aux vêtements et ouvre plus généralement la voie au développement d’une nouvelle technologie de radio-identification passive et à longue portée.
