Fa'asologa Fa'atasi o le Antenna-Rectifier
O le uiga o rectennas e mulimuli i le topology EG i le Ata 2 o le antenna e fetaui sa'o ma le rectifier, nai lo le tulaga masani 50Ω, lea e mana'omia ai le fa'aitiitia po'o le ave'esea o le matagaluega fetaui e fa'amalosia ai le rectifier. O lenei vaega e toe iloilo ai lelei o SoA rectennas ma antenna e le o le 50Ω ma rectennas e aunoa ma feso'ota'iga fetaui.
1. Antenna Laiti Fa'aeletise
Ua fa'aaogaina lautele antenna mama LC resonant i galuega faatino e taua tele ai le tele o le masini. I taimi e maualalo ifo i le 1 GHz, e ono mafua ai e le wavelength ona tele atu le avanoa o antenna elemene tufatufaina masani nai lo le tele atoa o le masini, ma o galuega faatino e pei o transceivers ua tuufaatasia atoatoa mo mea e faapipii i le tino e matua manuia lava mai le faaaogaina o antenna laiti eletise mo le WPT.
O le maualuga o le inductive impedance o le antenna laʻititi (e lata i le resonance) e mafai ona faʻaaogaina e faʻapipiʻi saʻo ai le rectifier pe faʻatasi ai ma se fesoʻotaʻiga faʻatusatusa capacitive i luga o le chip. Ua lipotia mai antenna laiti eletise i le WPT ma le LP ma le CP i lalo ifo o le 1 GHz e faʻaaogaina ai antenna dipole Huygens, ma le ka=0.645, aʻo ka=5.91 i dipoles masani (ka=2πr/λ0).
2. Antenna feso'ota'i fa'asa'o
O le input impedance masani o se diode e maualuga le capacitive, o lea e manaʻomia ai se antenna inductive e ausia ai le conjugate impedance. Ona o le capacitive impedance o le chip, ua faʻaaogaina lautele ai antenna inductive impedance maualuga i RFID tags. Ua avea nei antenna dipole ma se aga masani i antenna RFID impedance faigata, e faʻaalia ai le impedance maualuga (teteʻe ma le reactance) e lata ane i lo latou resonant frequency.
Ua fa'aaogaina antenna dipole fa'a'a'a'a e fa'afetaui ai le capacitance maualuga o le rectifier i le vaega o le frequency band e fiafia i ai. I totonu o se antenna dipole gaugau, o le laina pupuu fa'alua (dipole folding) e fai ma transformer impedance, e mafai ai ona mamanuina se antenna impedance maualuga tele. I se isi itu, o le fafaga fa'api'opi'o e nafa ma le fa'ateleina o le inductive reactance fa'apea fo'i ma le impedance moni. O le tu'ufa'atasia o le tele o elemene dipole fa'api'opi'o ma stubs radial bow-tie e le paleni e fausia ai se antenna broadband maualuga fa'api'opi'o. O lo'o fa'aalia i le Ata 4 nisi o antenna fa'apipi'i fa'a'a'a ua lipotia mai.
Ata 4
Uiga o le radiation i le RFEH ma le WPT
I le faʻataʻitaʻiga Friis, o le malosiaga PRX e maua e se antenna i se mamao d mai le transmitter o se galuega faatino tuusaʻo lea a le receiver ma le transmitter gains (GRX, GTX).
O le fa'asinomaga autu o le lobe o le antenna ma le polarization e a'afia sa'o ai le tele o le malosiaga e aoina mai le galu fa'afuase'i. O uiga o le radiation antenna o ni fa'ailoga autu ia e iloa ai le eseesega i le va o le RFEH ambient ma le WPT (Ata 5). E ui i fa'aoga uma e lua e ono le iloa le auala fa'asalalau ma e mana'omia ona mafaufau i ai, ae e mafai ona fa'aaogaina le malamalama i le antenna fa'asalalau. O lo'o fa'ailoa mai i le Laulau 3 ia fa'ailoga autu o lo'o talanoaina i lenei vaega ma lo latou fa'aaogaina i le RFEH ma le WPT.
Ata 5
1. Fa'asinomaga ma le Mauaina
I le tele o faʻaoga RFEH ma WPT, e manatu e le iloa e le tagata e aoina le itu e agai i ai le faʻasalalauga ma e leai se auala e vaʻaia ai (LoS). I lenei galuega, ua suʻesuʻeina le tele o mamanu ma tulaga o antenna e faʻateleina ai le malosiaga e maua mai se puna e le o iloa, e tutoʻatasi mai le faʻatulagaina o le lobe autu i le va o le transmitter ma le receiver.
Ua fa'aaogaina lautele antenna omnidirectional i totonu o RFEH rectennas fa'ale-siosiomaga. I tusitusiga, e fesuisuia'i le PSD e fa'atatau i le fa'atulagaina o le antenna. Peita'i, e le'i fa'amatalaina le eseesega o le malosi, o lea e le mafai ai ona iloa pe o le eseesega e mafua mai i le mamanu o le radiation o le antenna pe ona o le polarization mismatch.
I le fa’aopoopoga i fa’aoga RFEH, ua lipotia lautele mai antenna ma fa’asologa fa’asino maualuga-gain mo le microwave WPT e fa’aleleia atili ai le lelei o le aoina o le maualalo o le RF power density po’o le fa’ato’ilaloina o le fa’asalalauina o le gau. O fa’asologa Yagi-Uda rectenna, bowtie arrays, spiral arrays, tightly coupled Vivaldi arrays, CPW CP arrays, ma patch arrays o nisi ia o fa’atinoga rectenna e mafai ona fa’ateleina ai le fa’asologa o le malosiaga i lalo o se vaega patino. O isi auala e fa’aleleia atili ai le antenna gain e aofia ai le substrate integrated waveguide (SIW) technology i totonu o microwave ma millimeter wave bands, e fa’apitoa i le WPT. Peita’i, o rectennas maualuga-gain e fa’ailoaina i le vaapiapi o le beamwidths, ma avea ai le taliaina o galu i itu fa’afuase’i e le aoga. O su’esu’ega i le aofa’i o elemene antenna ma ports na fa’ai’uina ai o le maualuga o le directivity e le tutusa ma le maualuga o le malosiaga seleseleina i le RFEH ambient i le manatu o le three-dimensional arbitrary incidence; na fa’amaonia lenei mea e ala i fua o fanua i siosiomaga i totonu o taulaga. E mafai ona fa’atapula’aina fa’asologa maualuga-gain i fa’aoga WPT.
Ina ia fa'aliliuina atu fa'amanuiaga o antenna maualuga-gain i RFEHs fa'afuase'i, o lo'o fa'aaogaina fofo afifiina po'o le fa'atulagaina e fo'ia ai le fa'afitauli o le fa'asinomaga. Ua fautuaina se fusi lima antenna e lua-patch e seleseleina ai le malosi mai Wi-Fi RFEHs ambient i itu e lua. O antenna RFEH feavea'i ambient ua mamanuina fo'i o ni pusa 3D ma lolomiina pe fa'apipi'i i luga i fafo e fa'aitiitia ai le lautele o le faiga ma fa'afaigofie ai le seleselega i itu e tele. O fausaga rectenna cubic e fa'aalia ai le maualuga o le avanoa e maua ai le malosi i RFEHs ambient.
O fa'aleleiga i le mamanu o le antenna e fa'ateleina ai le lautele o le beam, e aofia ai elemene fa'aopoopo o le parasitic patch, na faia e fa'aleleia atili ai le WPT i le 2.4 GHz, 4 × 1 arrays. O se antenna mesh 6 GHz ma le tele o vaega o le beam sa fautuaina foi, e fa'aalia ai le tele o beams i le port ta'itasi. O antenna e tele-port, tele-rectifier surface rectennas ma antenna e seleseleina ai le malosi ma mamanu omnidirectional radiation ua fautuaina mo le tele-directional ma le tele-polarized RFEH. O antenna e tele-rectifiers ma beamforming matrices ma antenna e tele-port arrays ua fautuaina foi mo le maualuga-gain, tele-directional energy harvesting.
I se aotelega, e ui o antenna maualuga-gain e sili ona fiafia i ai e faʻaleleia atili ai le malosi e maua mai i le maualalo o le RF densities, ae o antenna e maualuga le faʻasinomaga atonu e le fetaui lelei i faʻaoga e le iloa ai le itu e faʻasalalau ai (e pei o le ambient RFEH poʻo le WPT e ala i auala faʻasalalau e le iloa). I lenei galuega, o loʻo fautuaina ai le tele o auala e tele-beam mo le tele-directional high-gain WPT ma le RFEH.
2. Fa'apolarisasi o le Antenna
O le polarization o le antenna e faʻamatalaina ai le gaioiga o le vector o le eletise e faʻatatau i le itu e faʻasalalau ai le antenna. O le le fetaui o le polarization e mafai ona oʻo atu ai i le faʻaitiitia o le fesiitaiga/taliaina i le va o antenna e tusa lava pe tutusa itu autu o le lobe. Mo se faʻataʻitaʻiga, afai e faʻaaogaina se antenna LP faʻatulagaina mo le fesiitaiga ma faʻaaogaina se antenna LP faʻalava mo le taliaina, o le a leai se eletise e maua. I lenei vaega, o loʻo iloiloina ai metotia lipotia mo le faʻateleina o le lelei o le taliaina o uaealesi ma le aloese mai le leiloa o le le fetaui o le polarization. O se aotelega o le fausaga rectenna ua fautuaina e faʻatatau i le polarization o loʻo tuʻuina atu i le Ata 6 ma se faʻataʻitaʻiga SoA o loʻo tuʻuina atu i le Laulau 4.
Ata 6
I feso'ota'iga feavea'i, e foliga mai e le mafai ona ausia le fa'atulagaina o le polarization linear i le va o nofoaga autu ma telefoni feavea'i, o lea ua mamanuina ai antenna o nofoaga autu ina ia lua-polarized pe tele-polarized e 'alo 'ese ai mai le leiloa o le polarization mismatch. Peita'i, o le suiga o le polarization o galu LP ona o aafiaga tele-path o lo'o tumau pea o se fa'afitauli e le'i foia. E fa'avae i luga o le manatu o nofoaga autu feavea'i e tele-polarized, o antenna RFEH feavea'i ua mamanuina o ni antenna LP.
E fa'aaogā tele CP rectennas i le WPT auā e tete'e tele i le lē fetaui. E mafai e CP antennas ona maua le fa'asalalauina o le CP i le itu e tasi o le fa'ata'amilosaga (CP agavale po'o le lima taumatau) fa'aopoopo i galu LP uma e aunoa ma le leiloa o le eletise. Po'o le ā lava le tulaga, e fa'asalalau e le CP antenna ma e maua e le LP antenna ma le leiloa o le 3 dB (50% leiloa o le eletise). Ua lipotia mai e talafeagai CP rectennas mo fusi fa'apisinisi, fa'asaienisi, ma fa'afoma'i 900 MHz ma le 2.4 GHz ma le 5.8 GHz fa'apea fo'i ma galu millimeter. I le RFEH o galu fa'a-polarized fa'afuase'i, o le eseesega o le polarization o se fofo talafeagai mo le leiloa o le lē fetaui o le polarization.
Ua fautuaina le Full polarization, e ta'ua fo'i o le multi-polarization, e fa'ato'ilaloina atoatoa ai le leiloa o le mismatch o le polarization, ma mafai ai ona aoina mai galu CP ma LP, lea e maua ai e elemene LP orthogonal e lua le polarized uma o galu LP ma CP. Mo se fa'ata'ita'iga, o voltages mama fa'atulagaina ma fa'alava (VV ma VH) e tumau pea e tusa lava po'o le a le tulimanu o le polarization:
O le fanua eletise "E" o le galu eletise CP, lea e aoina ai le eletise faalua (tasi i le iunite), ma maua atoatoa ai le vaega CP ma faatoilaloina ai le leiloa o le 3 dB polarization mismatch:
Ma le mea mulimuli, e ala i le tu'ufa'atasiga DC, e mafai ona maua ai galu fa'afuase'i o le polarization fa'afuase'i. O lo'o fa'aalia i le Ata 7 le geometry o le rectenna ua mae'a ona polarized ua lipotia mai.
Ata 7
I se aotelega, i talosaga a le WPT ma sapalai eletise faapitoa, e sili atu le CP ona e faaleleia atili ai le lelei o le WPT e tusa lava po o le a le tulimanu o le polarization o le antenna. I le isi itu, i le mauaina o le tele o punaoa, aemaise lava mai punaoa ambient, e mafai e antenna ua atoatoa le polarized ona ausia le mauaina sili atu ma le faigofie ona feaveaia; e manaomia fausaga multi-port/multi-rectifier e tuufaatasia ai le malosiaga ua atoatoa le polarized i le RF po o le DC.
Aotelega
O lenei pepa e iloiloina ai le alualu i luma talu ai nei i le mamanuina o le antenna mo le RFEH ma le WPT, ma fautuaina ai se faʻavasegaga masani o le mamanuina o le antenna mo le RFEH ma le WPT e leʻi fautuaina i tusitusiga muamua. E tolu manaʻoga autu o le antenna mo le ausiaina o le maualuga o le RF-i-DC e pei o:
1. Lapo'a o le fa'asa'oina o le antenna rectifier mo vaega o le RFEH ma le WPT e fiafia i ai;
2. Fa'atulagaina o le lobe autu i le va o le transmitter ma le receiver i le WPT mai se fafaga fa'apitoa;
3. Fa'atusatusaga o le polarization i le va o le rectenna ma le galu e ulufale mai e tusa lava po'o le a le tulimanu ma le tulaga.
E faʻavae i luga o le impedance, e vaevaeina rectennas i le 50Ω ma le rectifier conjugate rectennas, faʻatasi ai ma le taulaʻi atu i le faʻafetaui o le impedance i le va o fusi eseese ma avega ma le lelei o metotia faʻafetaui taʻitasi.
Ua toe iloiloina uiga o le radiation o SoA rectennas mai le vaaiga o le directivity ma le polarization. O auala e faʻaleleia atili ai le gain e ala i le beamforming ma le packaging e faʻatoʻilalo ai le vaapiapi o le beamwidth o loʻo talanoaina. I le iuga, o CP rectennas mo le WPT o loʻo toe iloiloina, faʻatasi ai ma faʻatinoga eseese e ausia ai le polarization-dependent reception mo le WPT ma le RFEH.
Mo nisi fa'amatalaga e uiga i antenna, fa'amolemole asiasi i le:
Taimi na lafoina ai: Aokuso-16-2024
