Antenna-Rectifier Co-hoahoa
Ko te ahuatanga o nga rectennas e whai ake nei i te topology EG i te Whakaahua 2 ko te antenna e hono tika ana ki te kaiwhakatika, kaua ki te paerewa 50Ω, me whakaiti, me whakakore ranei i te ara iahiko taurite hei whakakaha i te kaiwhakatika. Ka arotakehia e tenei waahanga nga painga o te SoA rectennas me nga antennas kore-50Ω me nga rectennas kaore he hononga honohono.
1. Antenna Iti Hiko
LC resonant ring antennas kua whakamahia whānuitia i roto i nga tono he mea nui te rahi o te punaha. I nga iarere kei raro iho i te 1 GHz, ko te roangaru ka nui ake te waahi o nga antenna huānga tohatoha paerewa ki te rahi o te punaha, me nga tono penei i nga kaiwhakawhitiwhiti whakauru mo nga whakaurunga tinana ka tino whai hua mai i te whakamahi i nga antenna iti hiko mo te WPT.
Ko te impedance inductive teitei o te antenna iti (tata ki te resonance) ka taea te whakamahi ki te hono tika i te kaiwhakatika, ki te taapiri atu ranei i runga i te maramara capacitive kupenga taurite. Kua panuitia nga antenna iti hiko i roto i te WPT me te LP me te CP i raro i te 1 GHz ma te whakamahi i nga antenna dipole Huygens, me te ka=0.645, ko te ka=5.91 kei roto i nga dipoles noa (ka=2πr/λ0).
2. Antenna conjugate kaiwhakatika
Ko te impedance tāuru angamaheni o te diode he tino capacitive, no reira me te antenna inductive ki te whakatutuki impedance conjugate. Na te kaha o te kaha o te maramara, kua whakamahia whanui nga antenna inductive impedance teitei ki nga tohu RFID. Ko nga antenna Dipole kua noho tata nei ki roto i nga antenna RFID impedance uaua, e whakaatu ana i te impedance teitei (te ātete me te tauhohenga) tata ki to ratou auau resonant.
Kua whakamahia nga antenna dipole inductive ki te whakarite i te kaha teitei o te kaiwhakatikatika i roto i te roopu auau o te paanga. I roto i te antenna dipole takai, ko te raina poto takirua (kopa kopa) ka mahi hei kaihuri impedance, ka taea te hoahoa o te antenna impedance tino teitei. Hei taapiri, ko te whangai kai kino te kawenga mo te whakanui ake i te tauhohenga inductive me te impedance tūturu. Ko te whakakotahi i nga huānga dipole rītaha maha me nga raakau radial here kopere kore taurite ka hanga i te antenna arai whanui rua. E whakaatu ana te Whakaahua 4 i etahi antenna conjugate kaiwhakatika.
Whakaahua 4
Ko nga ahuatanga irarangi i roto i te RFEH me te WPT
I roto i te tauira Friis, ko te mana PRX i whakawhiwhia e te antenna i tawhiti d mai i te kaitahuri he mahi tika a te kaiwhiwhi me nga whiwhinga whakawhiti (GRX, GTX).
Ko te toronga matua o te antenna me te polarization e pa ana ki te nui o te hiko ka kohia mai i te ngaru maiki. Ko nga ahuatanga radiation antenna he tawhā matua e rerekee ana i waenga i te RFEH me te WPT (Whakaahua 5). Ahakoa i roto i nga tono e rua kaore pea i te mohiohia te tikanga whakatōpū me te whai whakaaro ki te paanga o te ngaru kua riro mai, ka taea te whakamahi matauranga mo te antenna tuku. Ko te Ripanga 3 e whakaatu ana i nga tawhā matua e korerohia ana i tenei waahanga me o raatau paanga ki te RFEH me te WPT.
Whakaahua 5
1. Te Whaiaronga me te Paanga
I roto i te nuinga o nga tono RFEH me te WPT, e kiia ana kaore te kaikohi i te mohio ki te ahunga o te rauropi maia me te kore he ara-a-rangi (LoS). I roto i tenei mahi, he maha nga hoahoa antenna me nga tuunga kua tirotirohia ki te whakanui i te mana i whakawhiwhia mai i tetahi puna kore e mohiotia, motuhake mai i te tirohanga o te kopa matua i waenga i te kaiwhakawhiti me te kaiwhiwhi.
Kua whakamahia whānuitia nga antenna omnidirectional i roto i nga rectennas RFEH taiao. I roto i nga tuhinga, he rereke te PSD i runga i te whakatakotoranga o te antenna. Heoi ano, kaore ano kia whakamaramatia te rereketanga o te mana, na reira kaore e taea te whakatau mena he rereke te rereketanga o te tauira iraruke o te antenna, na te koretake ranei o te polarization.
I tua atu i nga tono RFEH, kua panuitia whanuitia nga antenna ahunga me nga raupapa mo te ngaruiti WPT hei whakapai ake i te pai o te kohinga o te iti o te kaha o te hiko RF, ki te hinga ranei i nga mate whakatö. Ko nga raupapa Yagi-Uda rectenna, ko nga here kopere, ko nga tira torino, ko nga rarangi Vivaldi kua honoa, ko nga huinga CPW CP, me nga rarangi papaki kei roto i nga whakatinanatanga rectenna ka taea te whakanui ake i te kaha o te kaha mai i tetahi waahi. Ko etahi atu huarahi ki te whakapai ake i te whiwhinga antenna ko te hangarau arataki ngaru whakauru (SIW) i roto i nga riipene ngaru ngaruiti me te mirimita, motuhake ki te WPT. Heoi ano, ko nga rectenna whai hua nui e tohuhia ana e nga whanui kurupae kuiti, ka kore e whai hua te tango ngaru i nga huarahi noa. Ko nga whakatewhatewha mo te maha o nga huānga antenna me nga tauranga i whakatau ko te arataki teitei ake karekau e rite ki te kaha hauhake ake i roto i te RFEH ambient e kii ana i nga waahanga e toru-ahua karekau noa; i whakamanahia e nga inenga mara i nga taiao taone. Ka taea te whakawhäitihia nga raupapa utu nui ki nga tono WPT.
Hei whakawhiti i nga painga o nga antenna nui-nui ki nga RFEH, ka whakamahia nga otinga whakangao, tahora ranei hei whakatika i te take tika. Ka whakaarohia he porowhita antenna-rua ki te hauhake i te kaha mai i nga RFEH Wi-Fi ambient i nga ahunga e rua. Ko nga antenna RFEH pūkoro ambient ka hangaia hei pouaka 3D ka taia, ka piri ranei ki nga papa o waho hei whakaiti i te waahi o te punaha ka taea te hauhake ahu-maha. E whakaatu ana nga hanganga rectenna putorino te kaha ake o te tango hiko i roto i nga RFEH taiao.
Ko nga whakapainga ki te hoahoa antenna ki te whakanui i te whanui kurupae, tae atu ki nga huānga papaki piriti awhina, i mahia hei whakapai ake i te WPT i te 2.4 GHz, 4 × 1 nga raupapa. I whakaarohia ano he antenna mata 6 GHz me nga rohe kurupae maha, e whakaatu ana i nga kurupae maha mo ia tauranga. Ko nga tauranga-maha, ko nga tapawha mata maha-whakatika me nga antenna hauhake kaha me nga tauira iraruke omnidirectional kua whakaarohia mo te RFEH toronga-maha me te maha-polarized. Ko nga kaiwhakatika-maha me nga matrice hanga kurupae me nga huinga antenna-tauranga-maha kua whakaarohia mo te hauhake hiko-a-maha.
Hei whakarāpopototanga, ahakoa he pai ake nga antenna nui-nui ki te whakapai ake i te mana hauhake mai i te iti o te RF kiato, kare pea nga kaiwhakawhiwhi aronga nui e pai ki nga tono kaore i te mohiotia te ahunga o te kaiwhakawhiti (hei tauira, RFEH ambient, WPT ranei na roto i nga huarahi whakatö kore e mohiotia). I roto i tenei mahi, he maha nga huarahi maha-kurupae e whakaarohia ana mo te WPT me te RFEH whainga-maha.
2. Antenna Polarization
Ko te polarization antenna e whakaatu ana i te nekehanga o te vector mara hiko e pa ana ki te ahunga tohanga antenna. Ko nga koretake o te polarization ka iti ake te tuku/te whiwhinga i waenga i nga antennas ahakoa ka whakahaangahia nga ahunga o te kopa matua. Hei tauira, ki te whakamahia he antenna LP poutū mo te whakawhiti me te whakamahi i te antenna LP whakapae mo te powhiri, karekau he hiko e whiwhi. I roto i tenei waahanga, ka arotakehia nga tikanga mo te whakanui i te pai o te tango ahokore me te karo i nga ngaronga koretake o te polarization. Ko te whakarāpopototanga o te hoahoanga rectenna e whakaarohia ana mo te polarization ka hoatu i te Whakaahua 6 me tetahi tauira SoA kei te Ripanga 4.
Whakaahua 6
I roto i nga whakawhitiwhitinga waea pūkoro, karekau pea e tutuki te tiaroaro whakaraerae i waenga i nga teihana turanga me nga waea pukoro, na reira kua hoahoatia nga antenna teihana turanga kia rua-polarized, maha-polarized ranei hei karo i nga mate koretake o te polarization. Heoi, ko te rerekeetanga o nga ngaru LP na runga i nga huanga ara maha ka noho tonu he raru kaore ano kia whakatauhia. I runga i te whakaaro o nga teihana turanga pūkoro maha-polarized, ka hangaia nga antenna RFEH pūkoro hei antenna LP.
Ko nga CP rectennas te nuinga e whakamahia ana i roto i te WPT na te mea he ahua atete ki te kore orite. Ka taea e nga antenna CP te whiwhi iraruke CP me te ahunga hurihuri (CP maui, ringa matau ranei) hei taapiri atu ki nga ngaru LP katoa kaore e ngaro te hiko. Ahakoa he aha, ka whakawhiti te antenna CP ka whiwhi te antenna LP me te mate 3 dB (50% te ngaronga hiko). Ko nga CP rectennas e kiia ana he pai mo te 900 MHz me te 2.4 GHz me te 5.8 GHz nga roopu ahumahi, putaiao, rongoa me nga ngaru mirimita. I roto i te RFEH o nga ngaru polarization karekau, ko te kanorau polarization e tohu ana i te otinga pea ki nga ngaronga koretake.
Ko te polarization katoa, e mohiotia ana ko te maha-polarization, kua whakaarohia kia hinga katoa nga ngaronga koretake o te polarization, ka taea te kohinga o nga ngaru CP me te LP, i reira e rua nga huānga LP orthogonal orthogonal rua-rua e whiwhi pai ana i nga ngaru LP me te CP katoa. Hei whakaatu i tenei, ka noho tonu nga ngaohiko kupenga poutū me te whakapae (VV me VH) ahakoa te koki polarization:
CP ngaru hiko "E" papa hiko, ka kohia te mana e rua (kotahi mo ia wae), na reira ka whiwhi katoa i te waahanga CP me te wikitoria i te mate 3 dB polarization mismatch mate:
Ka mutu, na roto i te whakakotahitanga DC, ka taea te whiwhi ngaru maiki o te polarization. Ko te Whakaaturanga 7 e whakaatu ana i te ahuahanga o te tapawha polarized kua korerotia.
Whakaahua 7
Hei whakarāpopototanga, i roto i nga tono WPT me nga taputapu hiko i whakatapua, he pai ake te CP na te mea ka pai ake te pai o te WPT ahakoa te koki polarization o te antenna. I tetahi atu taha, i roto i te hoko maha-puna, ina koa mai i nga maapuna ambient, ka taea e nga antenna polarized te whakatutuki i te pai ake o te manaakitanga me te tino kawe; e hiahiatia ana nga hoahoanga maha-tauranga/maha-whakatika ki te whakakotahi i te mana polarized katoa i te RF, i te DC ranei.
Whakarāpopototanga
Ka arotakehia e tenei pepa te ahunga whakamua o te hoahoa antenna mo te RFEH me te WPT, me te whakatakoto i te whakarōpūtanga paerewa mo te hoahoa antenna mo te RFEH me te WPT kaore ano i tukuna i nga tuhinga o mua. E toru nga whakaritenga antenna matua mo te whakatutuki i te kaha RF-ki-DC teitei kua tohua ko:
1. Antenna rectifier impedance bandwidth for the RFEH and WPT bands of interest;
2. Ko te tirohanga o te kopa matua i waenga i te kaiwhakawhiti me te kaikawe i roto i te WPT mai i te kai whakatapua;
3. Te tauritenga polarization i waenga i te rectenna me te ngaru maiki ahakoa te koki me te waahi.
I runga i te impedance, ka whakarōpūhia nga rectennas ki te 50Ω me te rectifier conjugate rectennas, me te aro ki te whakahoatanga impedance i waenga i nga roopu rereke me nga kawenga me te pai o ia tikanga whakahoa.
Ko nga ahuatanga iraruke o te SoA rectennas kua arotakehia mai i te tirohanga o te tika me te polarization. Ka matapakihia nga tikanga hei whakapai ake i te whiwhinga ma te hanga kurupae me te takai hei hinga i te whanui kurupae kuiti. Ka mutu, ka arotakehia nga CP rectennas mo WPT, me nga momo whakatinanatanga hei whakatutuki i te polarization-motuhake mo te WPT me te RFEH.
Hei ako atu mo nga antenna, tirohia:
Te wa tuku: Akuhata-16-2024
