Tamara Wilhite est rédactrice technique, ingénieure industrielle, mère de deux enfants et auteure publiée de science-fiction et d’horreur.
Qu’est-ce qu’une antenne redresseuse ?
Une antenne redresseuse ou rectenna est une antenne destinée à la transmission d’énergie sans fil. Les antennes de redressement utilisent des fréquences micro-ondes jusqu’à 1 GHz. Ces hautes fréquences sont nécessaires pour maximiser l’efficacité du système, car il n’est vraiment pas possible d’utiliser les fréquences térahertz encore plus efficaces.
De nombreuses antennes satellites fonctionnent à des fréquences micro-ondes.
Tamara Wilhite
L’histoire de l’antenne de redressement
Nikola Tesla a imaginé un système électrique sans fil il y a plus d’un siècle. Il semblait à portée de main lorsque les réseaux de relais micro-ondes ont fourni des communications sans fil entre l’Europe et les États-Unis dans les années 1950. Cependant, la transmission d’énergie sans fil n’était pas pratique en raison des pertes élevées.
L’utilisation potentielle d’antennes de redressement pour la transmission de puissance micro-ondes a été démontrée en 1964 par William C. Brown. Il a utilisé une antenne redresseuse pour transmettre l’énergie sans fil à un hélicoptère télécommandé.
La promesse des systèmes de transmission d’énergie sans fil (MPT) par micro-ondes est finalement devenue réalité lorsqu’une jeune entreprise de services publics néo-zélandaise a annoncé en 2020 qu’elle allait déployer des systèmes d’alimentation sans fil. Ce serait la première utilisation réelle d’antennes de redressement.
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Les utilisations actuelles et futures des antennes de redressement
En théorie, nous pourrions utiliser des antennes de redressement pour transmettre de l’énergie aux antennes de réception sur Terre à partir de panneaux solaires en orbite. C’est un point clé de l’intrigue dans « Fallen Angels » et le film de science-fiction de 1978 intitulé « Balance ». Mais cette technologie peut-elle devenir une réalité ?
En 2020, Emrod a annoncé qu’il s’associerait à Powerco, la deuxième plus grande entreprise de services publics de Nouvelle-Zélande, pour mettre en place des systèmes de transmission électrique sans fil dans les zones difficiles d’accès. Emrod convertirait la puissance provenant du réseau en micro-ondes. Les antennes de redressement transmettraient ces micro-ondes à la prochaine station relais. Ces antennes relais doivent être en visibilité directe les unes par rapport aux autres. À un moment donné, les micro-ondes sont reconverties en électricité, qu’elles soient livrées à l’utilisateur final ou envoyées sur des lignes électriques conventionnelles. Leur système envoie un faisceau cylindrique d’une antenne à l’autre, minimisant les pertes. Emrod dit que le système a une efficacité proche de cent pour cent ; en revanche, un four à micro-ondes a une efficacité de 70 %.
Vous voulez également un faisceau aussi étroit que possible afin que votre système de transmission de puissance ne fasse pas frire les oiseaux migrateurs. C’est d’ailleurs un problème avec les tours solaires. Emrod dit qu’ils utilisent un anneau protecteur de faisceaux laser pour éteindre les faisceaux si des oiseaux ou même des personnes s’approchent.
Où les systèmes de transmission d’énergie sans fil seraient-ils utilisés ? Ils pourraient être utilisés pour transmettre de l’énergie sur des terrains dangereux et des zones où le mauvais temps assomme régulièrement les lignes électriques conventionnelles. Il pourrait être utilisé pour transmettre de l’énergie à travers des zones montagneuses et des sites offshore où il serait coûteux de poser des lignes électriques traditionnelles.
Comment la transmission de puissance via des antennes de redressement se compare-t-elle à la charge sans fil
L’alimentation sans fil a fait des progrès rapides en matière de chargement sans fil des smartphones et autres appareils portables. Cependant, la recharge sans fil de votre smartphone se fait généralement par résonance magnétique (MR) ou par transfert de puissance inductif (IPT), et non via des antennes de redressement.
La charge inductive est plus couramment utilisée pour les appareils de taille moyenne comme les appareils de cuisine et les téléphones intelligents. Ils peuvent également utiliser des champs électriques variant dans le temps pour transmettre de l’énergie. Les très petites batteries peuvent être chargées via la charge radio, bien que ce ne soit une option que pour les appareils à faible consommation comme les montres intelligentes. Ces systèmes sont utilisés parce qu’ils peuvent être utilisés en toute sécurité autour des personnes. Mais ils sont aussi à courte portée. Par exemple, la charge par induction nécessite essentiellement que le dispositif de réception soit en contact physique avec la bobine d’induction. Les antennes de redressement ont fait leurs preuves sur des distances supérieures à cent pieds, et les progrès de la technologie pourraient augmenter cela d’un facteur dix.
© 2021 Tamara Wilhite
