Moralo o kopanetsoeng oa Antenna-Rectifier
Tšobotsi ea li-rectenna tse latelang topology ea EG ho Setšoantšo sa 2 ke hore antenna e tsamaellana ka ho toba le rectifier, ho fapana le maemo a 50Ω, a hlokang ho fokotsa kapa ho felisa potoloho e tsamaellanang ho matlafatsa rectifier. Karolo ena e hlahloba melemo ea li-rectenna tsa SoA tse nang le li-antenna le li-rectenna tse seng tsa 50Ω ntle le marang-rang a tsamaellanang.
1. Li-Antenna tse Nyenyane tsa Motlakase
Li-antenna tsa lesale la resonant la LC li 'nile tsa sebelisoa haholo lits'ebetsong moo boholo ba sistimi bo leng bohlokoa. Maqhubung a ka tlase ho 1 GHz, bolelele ba leqhubu bo ka etsa hore li-antenna tse tloaelehileng tsa likarolo tse ajoang li nke sebaka se seholo ho feta boholo ba sistimi ka kakaretso, 'me lits'ebetso tse kang li-transceiver tse kopantsoeng ka botlalo bakeng sa li-implant tsa' mele li rua molemo haholo ts'ebelisong ea li-antenna tse nyane tsa motlakase bakeng sa WPT.
Phetoho e phahameng ea inductive ea antenna e nyane (e haufi le resonance) e ka sebelisoa ho kopanya ka kotloloho rectifier kapa ka marang-rang a mang a ho bapisa a on-chip capacitive. Li-antenna tse nyane tsa motlakase li tlalehiloe ho WPT ka LP le CP ka tlase ho 1 GHz ho sebelisoa li-antenna tsa Huygens dipole, tse nang le ka=0.645, ha ka=5.91 ho dipole tse tloaelehileng (ka=2πr/λ0).
2. Antena e kopanyang ea setlolo sa ho lokisa
Phetiso e tloaelehileng ea diode e na le capacitive e ngata, kahoo antenna e inductive ea hlokahala ho fihlella phetiso e kopanetsoeng. Ka lebaka la phetiso e inductive ea chip, li-antenna tse inductive tse phahameng li 'nile tsa sebelisoa haholo ho li-tag tsa RFID. Li-antenna tsa dipole li sa tsoa fetoha mokhoa oa li-antenna tse rarahaneng tsa impedance RFID, tse bontšang phetiso e phahameng (ho hanyetsa le ho arabela) haufi le maqhubu a tsona a resonant.
Li-antenna tsa dipole tse inductive li sebelisitsoe ho bapisa bokhoni bo phahameng ba rectifier sehlopheng sa maqhubu a thahasello. Ka antenna ea dipole e mennweng, mola o mokhutšoanyane o habeli (dipole menahane) o sebetsa e le transformer ea impedance, e lumellang moralo oa antenna e phahameng haholo ea impedance. Ka tsela e 'ngoe, ho fepa ka khethollo ho ikarabella bakeng sa ho eketsa karabelo ea inductive hammoho le impedance ea 'nete. Ho kopanya likarolo tse ngata tsa dipole tse inductive le li-radial stubs tse sa leka-lekanang tsa bow-tie ho etsa antenna e habeli ea broadband high impedance. Setšoantšo sa 4 se bontša li-antenna tse ling tse tlalehiloeng tsa rectifier conjugate.
Setšoantšo sa 4
Litšobotsi tsa mahlaseli ho RFEH le WPT
Mohlaleng oa Friis, matla a PRX a amoheloang ke antenna hole le transmitter ke mosebetsi o tobileng oa phaello ea moamoheli le transmitter (GRX, GTX).
Tataiso e ka sehloohong ea lobe ea antenna le polarization li ama ka ho toba bongata ba matla a bokelletsoeng ho tsoa leqhubung la ketsahalo. Litšobotsi tsa mahlaseli a antenna ke liparamente tsa bohlokoa tse khethollang pakeng tsa RFEH e ambient le WPT (Setšoantšo sa 5). Leha lits'ebetsong ka bobeli mokhoa oa phatlalatso o kanna oa se tsejoe 'me phello ea oona leqhubung le amohetsoeng e hloka ho nahanoa, tsebo ea antenna e fetisang e ka sebelisoa. Tafole ea 3 e khetholla liparamente tsa bohlokoa tse tšohloang karolong ena le ho sebetsa ha tsona ho RFEH le WPT.
Setšoantšo sa 5
1. Tataiso le Phaello
Litšebelisong tse ngata tsa RFEH le WPT, ho nahanoa hore moqokeleli ha a tsebe tataiso ea mahlaseli a kotsi 'me ha ho na tsela ea mola oa pono (LoS). Mosebetsing ona, meralo le libaka tse ngata tsa antenna li 'nile tsa hlahlojoa ho eketsa matla a amohetsoeng ho tsoa mohloling o sa tsejoeng, ntle le ho hokahanya ha lobe e kholo pakeng tsa transmitter le moamoheli.
Li-antenna tse shebaneng le omnidirectional li sebelisitsoe haholo li-rectenna tsa RFEH tsa tikoloho. Lingoliloeng, PSD e fapana ho latela tataiso ea antenna. Leha ho le joalo, phetoho ea matla ha e so hlalosoe, kahoo ha ho khonehe ho fumana hore na phapang e bakoa ke mokhoa oa mahlaseli oa antenna kapa e bakoa ke ho se lumellane ha polarization.
Ntle le lits'ebetso tsa RFEH, li-antenna tse nang le tataiso e phahameng le li-array li tlalehiloe haholo bakeng sa WPT ea microwave ho ntlafatsa bokhoni ba pokello ea matla a tlase a RF kapa ho hlōla tahlehelo ea phatlalatso. Li-array tsa Yagi-Uda rectenna, li-array tsa bowtie, li-array tse spiral, li-array tsa Vivaldi tse kopantsoeng ka thata, li-array tsa CPW CP, le li-array tsa patch ke tse ling tsa lits'ebetso tse ka atolosoang tsa rectenna tse ka eketsang matla a incidence tlas'a sebaka se itseng. Mekhoa e meng ea ho ntlafatsa phaello ea antenna e kenyelletsa theknoloji ea substrate integrated waveguide (SIW) li-microwave le li-millimeter wave bands, tse ikhethileng ho WPT. Leha ho le joalo, li-rectenna tse nang le phaello e phahameng li khetholloa ka bophara bo bonyenyane, e leng se etsang hore kamohelo ea maqhubu ka litsela tse sa reroang e se sebetse hantle. Lipatlisiso mabapi le palo ea likarolo tsa antenna le likou li fihletse qeto ea hore tataiso e phahameng ha e tsamaisane le matla a holimo a kotuloang ho RFEH e ambient e nkang ketsahalo e sa reroang ea mahlakore a mararo; sena se netefalitsoe ke litekanyo tsa masimo libakeng tsa litoropo. Li-array tse nang le phaello e phahameng li ka lekanyetsoa ho lits'ebetso tsa WPT.
Ho fetisetsa melemo ea li-antenna tse nang le phaello e phahameng ho li-RFEH tse sa reroang, ho sebelisoa litharollo tsa ho paka kapa tsa moralo ho rarolla bothata ba tataiso. Lebanta la letsoho la antenna le nang le li-patch tse peli le sisinngoa ho bokella matla ho tsoa ho li-RFEH tsa Wi-Fi tse ambient ka mahlakoreng a mabeli. Li-antenna tsa RFEH tsa sele e ambient le tsona li entsoe e le mabokose a 3D 'me li hatisitsoe kapa li khomaretsoe libakeng tse ka ntle ho fokotsa sebaka sa sistimi le ho nolofalletsa kotulo ea mahlakore a mangata. Meaho ea li-cubic rectenna e bontša monyetla o phahameng oa kamohelo ea matla ho li-RFEH tse ambient.
Lintlafatso moralong oa antenna ho eketsa bophara ba beam, ho kenyeletsoa le likarolo tse thusang tsa patch ea parasitic, li entsoe ho ntlafatsa WPT ho 2.4 GHz, li-array tsa 4 × 1. Antenna ea letlooeng ea 6 GHz e nang le libaka tse ngata tsa mahlaseli le eona e ile ea hlahisoa, e bonts'a mahlaseli a mangata ka koung. Li-antenna tsa holim'a li-port tse ngata, li-rectenna tse ngata tsa rectifier le tsa kotulo ea matla tse nang le lipaterone tsa mahlaseli a omnidirectional li 'nile tsa hlahisoa bakeng sa RFEH e nang le mahlaseli a mangata le a nang le polari e ngata. Li-rectifier tse ngata tse nang le matrices ea beamforming le li-antenna tse nang le maqhubu a mangata le tsona li 'nile tsa hlahisoa bakeng sa kotulo ea matla e nang le phaello e phahameng le e nang le mahlakoreng a mangata.
Ka bokhutšoanyane, leha li-antenna tse nang le phaello e phahameng li khethoa ho ntlafatsa matla a kotuloang ho tsoa ho RF e fokolang, li-receiver tse nang le tataiso e phahameng li kanna tsa se be ntle lits'ebetsong moo tataiso ea phetisetso e sa tsejoeng (mohlala, RFEH e ambient kapa WPT ka liteishene tse sa tsejoeng tsa phatlalatso). Mosebetsing ona, mekhoa e mengata ea mahlakore a mangata e sisinngoa bakeng sa WPT le RFEH tse nang le phaello e phahameng tse nang le tataiso e ngata.
2. Polarization ea Antena
Polarization ea antenna e hlalosa motsamao oa vector ea tšimo ea motlakase mabapi le tataiso ea phatlalatso ea antenna. Ho se lumellane ha polarization ho ka lebisa ho fokotseng phetiso/kamohelo lipakeng tsa antenna leha litaelo tsa lobe e kholo li lumellane. Mohlala, haeba antenna e otlolohileng ea LP e sebelisoa bakeng sa phetiso 'me antenna e otlolohileng ea LP e sebelisoa bakeng sa kamohelo, ha ho na matla a tla amoheloa. Karolong ena, mekhoa e tlalehiloeng ea ho eketsa katleho ea kamohelo ea waelese le ho qoba tahlehelo ea ho se lumellane ha polarization e hlahlojoa. Kakaretso ea meralo e reriloeng ea rectenna mabapi le polarization e fanoe ho Setšoantšo sa 6 'me mohlala oa SoA o fanoe ho Tafole ea 4.
Setšoantšo sa 6
Lipuisanong tsa selefounu, ho lumellana ha polarization e otlolohileng pakeng tsa liteishene tsa motheo le lifono tsa selefounu ho ka etsahala hore ho se ke ha finyelloa, kahoo li-antenna tsa liteishene tsa motheo li etselitsoe ho ba le polarized habeli kapa multi-polarized ho qoba tahlehelo ea polarization e sa tsamaellaneng. Leha ho le joalo, phapang ea polarization ea maqhubu a LP ka lebaka la litlamorao tsa multipath e ntse e le bothata bo sa rarolloang. Ho latela khopolo ea liteishene tsa motheo tsa selefounu tse nang le multi-polarized, li-antenna tsa selefounu tsa RFEH li entsoe e le li-antenna tsa LP.
Li-rectenna tsa CP li sebelisoa haholo ho WPT hobane li hanela ho se tšoane. Li-antenna tsa CP li khona ho amohela mahlaseli a CP ka tsela e tšoanang ea ho potoloha (CP ea letsoho le letšehali kapa ea letsoho le letona) ho phaella ho maqhubu 'ohle a LP ntle le tahlehelo ea matla. Leha ho le joalo, antenna ea CP ea fetisa 'me antenna ea LP e amohela ka tahlehelo ea 3 dB (tahlehelo ea matla ea 50%). Li-rectenna tsa CP li tlalehoa li loketse lihlopha tsa indasteri, tsa saense le tsa bongaka tsa 900 MHz le 2.4 GHz le 5.8 GHz hammoho le maqhubu a millimeter. Ho RFEH ea maqhubu a arotsoeng ka mokhoa o sa reroang, mefuta e fapaneng ea polarization e emela tharollo e ka bang teng ea tahlehelo ea ho se tšoane ha polarization.
Polarization e felletseng, e tsejoang hape e le multi-polarization, e sisintswe ho hlola ka ho feletseng tahlehelo ya ho se tshwane ha polarization, e leng se nolofalletsang pokello ya maqhubu a CP le LP, moo dikarolo tse pedi tsa LP tse nang le polarized dual-polarized di amohelang maqhubu ohle a LP le CP ka katleho. Ho bontsha sena, di-voltage tsa net tse otlolohileng le tse otlolohileng (VV le VH) di dula di tsitsitse ho sa tsotelehe sekhutlo sa polarization:
Tšimo ea motlakase ea maqhubu a motlakase a CP "E", moo matla a bokelloang habeli (hang ka yuniti), ka hona a amohela karolo ea CP ka botlalo 'me a hlola tahlehelo ea ho se lumellane ha polarization ea 3 dB:
Qetellong, ka motsoako oa DC, maqhubu a liketsahalo tsa polarization e sa reroang a ka amoheloa. Setšoantšo sa 7 se bontša jeometri ea rectenna e tlalehiloeng e nang le polarization e felletseng.
Setšoantšo sa 7
Ka bokhutšoanyane, lits'ebetsong tsa WPT tse nang le phepelo ea motlakase e inehetseng, CP e khethoa hobane e ntlafatsa katleho ea WPT ho sa tsotelehe sekhutlo sa polarization sa antenna. Ka lehlakoreng le leng, ho fumaneng mehloli e mengata, haholo-holo ho tsoa mehloling e potolohileng, li-antenna tse nang le polarization ka botlalo li ka fihlella kamohelo e betere ka kakaretso le ho nkeha habonolo ho hoholo; meralo ea li-port/multi-rectifier e hlokahala ho kopanya matla a polarized ka botlalo ho RF kapa DC.
Kakaretso
Pampiri ena e hlahloba kgatelopele ya moraorao moralong wa antenna bakeng sa RFEH le WPT, mme e sisinya sehlopha se tloaelehileng sa moralo wa antenna bakeng sa RFEH le WPT seo e seng se sisintswe dingolweng tse fetileng. Ditlhoko tse tharo tsa motheo tsa antenna bakeng sa ho fihlella bokgoni bo phahameng ba RF-ho-DC di hlwailwe e le:
1. Bandwidth ea impedance ea rectifier ea antenna bakeng sa lihlopha tsa RFEH le WPT tse khahlisang;
2. Ho hokahanya lehare le leholo pakeng tsa transmitter le moamoheli ho WPT ho tsoa phepelong e inehetseng;
3. Ho bapisa polarization pakeng tsa rectenna le leqhubu la ketsahalo ho sa tsotelehe sekhutlo le boemo.
Ho latela impedance, li-rectenna li arotsoe ka 50Ω le li-rectenna tse kopanyang li-rectenna, ka ho tsepamisa maikutlo ho ho bapisa impedance pakeng tsa lihlopha le meroalo e fapaneng le katleho ea mokhoa o mong le o mong oa ho bapisa.
Litšobotsi tsa mahlaseli a SoA rectenna li hlahlobiloe ho latela pono ea tataiso le polarization. Mekhoa ea ho ntlafatsa phaello ka ho beamforming le ho paka ho hlōla bophara bo bonyenyane ba beam e tšohloa. Qetellong, li-rectenna tsa CP bakeng sa WPT lia hlahlojoa, hammoho le lits'ebetso tse fapaneng ho fihlela kamohelo e sa itšetlehang ka polarization bakeng sa WPT le RFEH.
Ho ithuta haholoanyane ka li-antenna, ka kopo etela:
Nako ea poso: Phato-16-2024
