Санкт-Петербург

Литература 
1. Далиский А.М. и др. Технология конструкционных материалов: учебник для вузов / Под 
ред. А.М. Дальского. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1990. – 352 с. 
2. Web-сайт Fomart Slovakia [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.fomart.sk/, 
своб. 
3. Деловой портал «Управление производством» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: 
http://www.up-pro.ru/, своб. 
4. Литье под давлением [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://материаловед.рф/, 
своб. 
5. Журнал «САПР и Графика» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://sapr.ru/, своб. 

---

Альманах научных работ молодых ученых 
XLVII научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО. Том 1 
271 
Вавринюк Дмитрий Михайлович 
Год рождения: 1994 
Университет ИТМО, факультет систем управления и робототехники, 
кафедра электротехники и прецизионных электромеханических систем, 
студент группы № P4245 
Направление подготовки: 13.04.02 – Электроэнергетика 
и электротехника 
e-mail: [e-mail] 
УДК 621-37 
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕКТЕННЫ ДЛЯ ПИТАНИЯ МАЛОМОЩНЫХ 
ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ 
Вавринюк Д.М. 
Научный руководитель – к.т.н., доцент Горшков К.С. 
В работе были изготовлены ректенны для частот 950 МГц (частота сетей GSM) и 549 МГц (частота 
цифрового телевидения) с целью проведения исследования городского массива с помощью данных 
устройств, для оценки плотности поля в районах Санкт-Петербурга, с дальнейшим сбором и 
преобразованием электромагнитного поля в электрический ток, с последующим накоплением и 
питанием маломощных устройства, такие как датчики, микроконтроллеры, микросхемы и т.д. 
Ключевые слова: ректенна, Еnergy harvesting, Ambient energy, радиотехника, преобразователь, 
выпрямитель, накопитель. 
Цель исследования – провести исследование по преобразованию магнитного поля из 
окружающей среды в электрический ток. Измерения плотности магнитного поля, 
изготовленными ректеннами, в условиях городской среды Санкт-Петербурга, удостоверится 
о возможности использования ректенны для питания маломощных электронных устройств. 
В наши дни вопрос о питании устройств от бесплатной энергии весьма актуален. 
Питание осуществляется путем преобразования (Ambient energy) окружающей энергии, 
излучаемой 
неспециализированными 
источниками 
(станциями 
радиовещания, 
передатчиками мобильной связи и Wi-Fi и т.д.). Этот процесс в англоязычной литературе 
называется, Еnergy harvesting – сбор разнообразной энергии из окружающей среды и 
преобразование ее в электрическую для питания автономных миниатюрных и маломощных 
устройств. Устройство, которое выполняет данное преобразование, называется ректенна 
(Rectenna) [1]. Это устройство, состоящее из выпрямляющей антенны, колебательного 
контура и умножителя напряжения. К выходу ректенны (рисунок) подключается питаемое 
устройство. Ректенна состоит из: антенны, предназначенной для приема радиоволн, которая 
служит источником питания; цепи согласования, представляющей фильтр верхних частот 2-
го порядка, параметры элементов которого подбираются на резонансной частоте; блока 
умножителя напряжения, представляющего собой диодный выпрямитель, который 
преобразует радиочастотную энергию в постоянное напряжение, используя цепь 
конденсаторов и диодов Шоттки (HSMS2850) (умножение напряжения примерно в 4 раза). 
На выходе подключается заряжаемый аккумулятор. 
Рисунок. Блок-схема ректенны 

---

Альманах научных работ молодых ученых 
XLVII научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО. Том 1 
272 
Проведенное исследование показало, что в реальных условиях устройства позволяют 
получить малые мощности порядка не более 10–100 мкВт от неспециализированных 
источников. Энергию можно накапливать в аккумуляторе и использовать для дальнейшего 
питания маломощных, малых и миниатюрных устройств с непродолжительными активными 
периодами работы, такие как: датчики, видеокамеры, микроконтроллеры, микросхемы и т.д. 
Экспериментально стало известно, что напряжение на выходе ректенны мало. Решено было 
использовать микросхему BQ25504, задача которой выпрямлять и приумножать входное 
напряжение [2]. Для обеспечения уровня напряжения холодного старта этой микросхеме 
необходимо подать на вход 330 мВ. На выходе получим стабильное выпрямленное 
напряжение равное 1,8 В. 
Для обеспечения напряжения холодного старта были проведены измерения магнитного 
поля ректеннами, работающими на частотах 950 МГц (GSM) и 549 МГц (частота цифрового 
телевидения). Результаты измерений на синей ветке метро города Санкт-Петербург 
приведены в таблице. 
Таблица. Результаты измерений на синей ветке метро города Санкт-Петербург 
Станция метро 950 Мгц, мВ 549 Мгц, мВ 
Станция метро 
950 Мгц, мВ 549 Мгц, мВ 
Парнас 
3 
39,8 
Сенная площадь 
1,3 
1,9 
Проспект 
Просвещения 
1 
164 
Технологический 
институт 
1 
6,9 
Озерки 
1,2 
126,1 
Фрунзенская 
1,9 
8,8 
Удельная 
2,8 
34,6 
Московские ворота 
0,7 
24,2 
Пионерская 
0,5 
167,6 
Электросила 
4,9 
9,8 
Черная речка 
1,4 
99,8 
Парк Победы 
2,7 
9,8 
Петроградская 
1,9 
11,6 
Московская 
2 
6,1 
Горьковская 
4,1 
9,5 
Звездная 
2,4 
4,1 
Невский 
проспект 
4,1 
2,7 
Купчино 
2,8 
8,8 
Из полученных результатов следует вывод, что получить желаемое напряжение 
холодного старта, используя только одно устройство, невозможно. Необходимо использовать 
несколько ректенн на самых распространенных частотах, таких как 950 МГц, 549 МГц и 
2,4 ГГц (частота сети Wi-Fi) [3, 4].