RF Enerji Hasatlama Uygulamaları için Üç Bantlı Anten ve Doğrultucu Tasarımı
Abstract
Çok bantlı RF enerji hasadı, aynı anda birden fazla radyo frekansı (RF) bandından enerji hasadını içeren bir tekniktir. Bu yaklaşım, daha yüksek enerji hasadı verimliliğine ve daha geniş bir RF kaynağından enerji yakalama yeteneğine sahiptir. Bu çalışmada GSM900, GSM1800 ve UMTS2100 hücresel sistem frekanslarında enerji hasatlama için kullanılmak üzere anten ve doğrultucu tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan anten 0,94, 1,8 ve 2,15 GHz orta frekanslarında çalışmakta olup bu frekanslarındaki geri dönüş kayıpları sırasıyla -18 dB, -27 dB ve -31dB’dir. Tasarlanan antenin bu frekanslardaki kazançları ise yine sırasıyla 3,74 dBi, 2,3 dBi ve 1,76 dBi’dır. Antenin 0,94 GHz’deki en yüksek verimi %78 iken, 1,8 GHz ve 2.15 GHz’deki en yüksek verim değerleri sırasıyla %79 ve %75’tir. Anten tasarımından sonra GSM900, GSM1800 ve UMTS2100 frekanslarındaki tüm sinyal güçlerini toplamak için T tipi eşleme kullanılarak bir doğrultucu tasarımı yapılmıştır. Gerilim doğrultucu çıkışında maksimum 5.6 V değeri 3 dBm giriş gücünde elde edilmiştir.
Keywords
RF enerji hasatlama, Üç bantlı mikroşerit anten, Doğrultucu, CST, ADS
References
- Adam, I., Yasin, M., Rahim, H., Soh, P., Abdulmalek, M. (2018). A Compact Dual-band Rectenna for Ambient Rf Energy Harvesting. Microw Opt Technol Lett, 11(60), 2740-2748. https://doi.org/10.1002/mop.31475
- Boursianis, A. D., Papadopoulou, M. S., Koulouridis, S., Rocca, P., Georgiadis, A., Tentzeris, M. M., & Goudos, S. K. (2021). Triple-band single-layer rectenna for outdoor RF energy harvesting applications. Sensors, 21(10), 3460.
- Das, D., Xu, Z., Nasrollahpour, M., Martos-Repath, I., Zaeimbashi, M., Khalifa, A., & Onabajo, M. (2023). Circuit-level Modeling and Simulation of Wireless Sensing and Energy Harvesting with Hybrid Magnetoelectric Antennas for Implantable Neural Devices. IEEE Open J. Circuits Syst., (4), 139-155. https://doi.org/10.1109/ojcas.2023.3259233
- Jung, J., Kwon, I. (2022). A Capacitive DC-DC Boost Converter with Gate Bias Boosting and Dynamic Body Biasing for an RF Energy Harvesting System. Sensors, 1(23), 395. https://doi.org/10.3390/s23010395
- Korunur Engiz B., & Kurnaz, Ç. (2016). Comparison of Signal Strengths of 2G/3G/4G Services on a University Campus. International Journal of Applied Mathematics Electronics and Computers, Special Issue (2016), 37-42. DOI: 10.18100/ijamec.270710
- Kuhn, V., Lahuec, C., Seguin, F., & Person, C. (2015). A multi-band stacked RF energy harvester with RF-to-DC efficiency up to 84%. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 63(5), 1768-1778.
- Lee, Y., Ramiah, H., Choo, A., Churchill, K., Lai, N., Lim, C., & Martins, R. (2023). High-performance Multiband Ambient Rf Energy Harvesting Front-end System for Sustainable IoT Applications—a Review. IEEE Access, (11), 11143-11164. https://doi.org/10.1109/access.2023.3241458
- Lu, X., Wang, P., Niyato, D., Kim, D., Han, Z. (2015). Wireless Networks with RF Energy Harvesting: A Contemporary Survey. IEEE Commun. Surv. Tutorials, 2(17), 757-789. https://doi.org/10.1109/comst.2014.2368999
- Mouapi, A. (2022). Radiofrequency Energy Harvesting Systems for Internet of Things Applications: A Comprehensive Overview of Design Issues. Sensors, 21(22), 8088. https://doi.org/10.3390/s22218088
- Rao, A., Aziz, A., Aljaloud, K., Qureshi, M., Muhammad, A., Rafique, A., & Hussain, R. (2022). Concomitance Of Radio Frequency Energy Harvesting and Wearable Devices: A Review of Rectenna Designs. Int J RF Mic Comp-Aid Eng, 12(32). https://doi.org/10.1002/mmce.23536