Comhdhearadh Antenna-Ceartaitheoir
Is é tréith na ndroichidín a leanann toipeolaíocht EG i bhFíor 2 ná go bhfuil an t-aeróg meaitseáilte go díreach leis an gcoigeartóir, seachas an caighdeán 50Ω, rud a éilíonn íoslaghdú nó deireadh a chur leis an gciorcad meaitseála chun cumhacht a thabhairt don choigeartóir. Déanann an chuid seo athbhreithniú ar na buntáistí a bhaineann le droichidíní SoA le haeróga neamh-50Ω agus droichidíní gan líonraí meaitseála.
1. Antennaí Beaga Leictreacha
Úsáidtear antennaí fáinne athshondais LC go forleathan in iarratais ina bhfuil méid an chórais ríthábhachtach. Ag minicíochtaí faoi bhun 1 GHz, féadfaidh an tonnfhad a chur faoi deara go nglacfaidh antennaí eilimintí dáilte caighdeánacha níos mó spáis ná méid iomlán an chórais, agus baineann feidhmchláir ar nós tarchuradóirí lán-chomhtháite le haghaidh ionchlannáin choirp leas ar leith as úsáid antennaí beaga ó thaobh leictreachais de le haghaidh WPT.
Is féidir úsáid a bhaint as an mbacainníocht ionduchtach ard atá ag an aeróg bheag (gar don athshondas) chun an ceartaitheoir a nascadh go díreach nó le líonra meaitseála toilleasach breise ar an sliseanna. Tuairiscíodh aeróga beaga ó thaobh leictreachais de i WPT le LP agus CP faoi bhun 1 GHz ag baint úsáide as aeróga dépholacha Huygens, le ka=0.645, agus ka=5.91 i ndiphóilí gnáth (ka=2πr/λ0).
2. Antenna comhchuingeach ceartaitheora
Is é an impedance ionchuir tipiciúil atá ag dé-óid ná toilleasach go mór, mar sin tá antenna ionduchtach ag teastáil chun impedance chomhchuingeach a bhaint amach. Mar gheall ar impedance toilleasach an tslis, tá antennas ionduchtach ard-impedance in úsáid go forleathan i gclibeanna RFID. Le déanaí, tá antennas dépholach ina dtreocht in antennas RFID casta impedance, a léiríonn impedance ard (friotaíocht agus imoibríocht) gar dá minicíocht athshondais.
Baineadh úsáid as antennas dépholach ionduchtach chun meaitseáil le toilleas ard an choigeartóra sa bhanda minicíochta atá i gceist. In antenna dépholach fillte, feidhmíonn an líne ghearr dhúbailte (filleadh dépholach) mar chlaochladán impedance, rud a ligeann dearadh antenna impedance thar a bheith ard. Nó, is é an beathú claonta atá freagrach as an imoibríocht ionduchtach a mhéadú chomh maith leis an impedance iarbhír. Trí eilimintí dépholach claonta iolracha a chomhcheangal le stubaí gathacha bogha-cheangail neamhchothromaithe, cruthaítear antenna ard-impedance leathanbhanda dúbailte. Taispeánann Fíor 4 roinnt antennas comhchuingeacha coigeartóra a tuairiscíodh.
Fíor 4
Saintréithe radaíochta in RFEH agus WPT
Sa mhúnla Friis, is feidhm dhíreach de ghnóthachain an ghlacadóra agus an tarchuradóra (GRX, GTX) an chumhacht PRX a fhaigheann antenna ag achar d ón tarchuradóir.
Bíonn tionchar díreach ag treoir agus polaraíocht phríomhlóib an aeróige ar an méid cumhachta a bhailítear ón tonn teagmhais. Is iad tréithe radaíochta an aeróige na príomhpharaiméadair a dhéanann idirdhealú idir RFEH comhthimpeallach agus WPT (Fíor 5). Cé nach bhfuil an meán iomadúcháin ar eolas sa dá fheidhmchlár agus go gcaithfear a éifeacht ar an tonn a fhaightear a chur san áireamh, is féidir leas a bhaint as eolas ar an aeróg tarchuir. Sainaithníonn Tábla 3 na príomhpharaiméadair a phléitear sa chuid seo agus a n-infheidhmeacht maidir le RFEH agus WPT.
Fíor 5
1. Treoshuíomh agus Gnóthachan
I bhformhór na bhfeidhmchlár RFEH agus WPT, glactar leis nach bhfuil a fhios ag an mbailitheoir treo na radaíochta teagmhais agus nach bhfuil aon chonair líne radhairc (LoS) ann. Sa saothar seo, rinneadh imscrúdú ar dhearaí agus ar shuíomhanna éagsúla antenna chun an chumhacht a fhaightear ó fhoinse anaithnid a uasmhéadú, neamhspleách ar ailíniú an phríomhlóib idir an tarchuradóir agus an glacadóir.
Tá antennaí uilethreoracha in úsáid go forleathan i gceintíní RFEH comhshaoil. Sa litríocht, athraíonn an PSD ag brath ar threoshuíomh an antenna. Mar sin féin, níor míníodh an t-athrú cumhachta, mar sin ní féidir a chinneadh an bhfuil an t-athrú mar gheall ar phatrún radaíochta an antenna nó mar gheall ar neamhréir polaraithe.
Chomh maith le feidhmchláir RFEH, tá tuairiscí forleathana déanta ar antennas agus eagair threoracha ardghnóthachain le haghaidh WPT micreathonnta chun éifeachtúlacht bhailiúcháin dlús cumhachta RF íseal a fheabhsú nó chun caillteanais iomadúcháin a shárú. Tá eagair rectenna Yagi-Uda, eagair bogha, eagair bíseacha, eagair Vivaldi atá cúpláilte go docht, eagair CPW CP, agus eagair paiste i measc na bhfeidhmchláir rectenna inscálaithe ar féidir leo an dlús cumhachta teagmhais a uasmhéadú faoi limistéar áirithe. I measc na gcur chuige eile chun gnóthachan antenna a fheabhsú tá teicneolaíocht threoraí tonn comhtháite foshraithe (SIW) i mbandaí micreathonnta agus milliméadar, atá sainiúil do WPT. Mar sin féin, is sainairíonna rectennas ardghnóthachain leithead bhíoma caol, rud a fhágann go bhfuil glacadh tonnta i dtreonna treallacha neamhéifeachtach. Tháinig imscrúduithe ar líon na n-eilimintí antenna agus na gcalafort ar an gconclúid nach gcomhfhreagraíonn treoireacht níos airde do chumhacht níos airde buailte in RFEH comhthimpeallach ag glacadh leis go bhfuil teagmhas treallach tríthoiseach ann; fíoraíodh é seo le tomhais allamuigh i dtimpeallachtaí uirbeacha. Is féidir eagair ardghnóthachain a theorannú d'fheidhmchláir WPT.
Chun buntáistí antennas ardghnóthachain a aistriú chuig RFEHanna treallacha, úsáidtear réitigh phacáistithe nó leagan amach chun an cheist threorach a shárú. Moltar banda láimhe antenna dé-phaiste chun fuinneamh a bhailiú ó RFEHanna Wi-Fi comhthimpeallacha i ndá threo. Dearadh antennas ceallacha RFEH comhthimpeallacha mar bhoscaí 3T freisin agus priontáiltear nó greamaítear iad le dromchlaí seachtracha chun achar an chórais a laghdú agus chun fómhar ilthreorach a chumasú. Taispeánann struchtúir dronuilleogacha ciúbacha dóchúlacht níos airde glactha fuinnimh in RFEHanna comhthimpeallacha.
Rinneadh feabhsuithe ar dhearadh antenna chun leithead an bhíoma a mhéadú, lena n-áirítear eilimintí paiste seadánacha cúnta, chun WPT a fheabhsú ag eagair 2.4 GHz, 4 × 1. Moladh antenna mogalra 6 GHz le réigiúin il-bhíoma freisin, rud a léiríonn il-bhíomaí in aghaidh an chalafoirt. Moltar dronuilleoga dromchla il-cheartaitheoir il-chalafort agus antennas bailithe fuinnimh le patrúin radaíochta uilethreoracha le haghaidh RFEH ilthreorach agus ilpholaraithe. Moltar il-cheartaitheoirí le maitrísí foirmithe bhíoma agus eagair antenna il-chalafort freisin le haghaidh bailithe fuinnimh il-threorach, ardghnóthachain.
Mar achoimre, cé gur fearr antennas ardghnóthachain chun an chumhacht a bhaintear ó dhlúis RF ísle a fheabhsú, b'fhéidir nach mbeadh glacadóirí ardthreoracha oiriúnach in iarratais nach bhfuil treo an tarchuradóra ar eolas (m.sh., RFEH nó WPT comhthreorach trí bhealaí iomadúcháin anaithnide). Sa saothar seo, moltar cur chuige il-bhíoma le haghaidh WPT agus RFEH ilthreorach ardghnóthachain.
2. Polaraíocht Antenna
Déanann polaraíocht antenna cur síos ar ghluaiseacht veicteora an réimse leictrigh i gcoibhneas le treo iomadúcháin antenna. Is féidir le neamh-mheaitseálacha polaraíochta tarchur/fáiltiú laghdaithe idir antennas a bheith mar thoradh air fiú nuair a bhíonn treoracha na bpríomhlóib ailínithe. Mar shampla, má úsáidtear antenna LP ingearach le haghaidh tarchuir agus antenna LP cothrománach le haghaidh glactha, ní gheofar aon chumhacht. Sa chuid seo, déantar athbhreithniú ar mhodhanna tuairiscithe chun éifeachtúlacht glactha gan sreang a uasmhéadú agus caillteanais neamh-mheaitseála polaraíochta a sheachaint. Tugtar achoimre ar an ailtireacht rectenna atá beartaithe maidir le polaraíocht i bhFíor 6 agus tugtar sampla de SoA i dTábla 4.
Fíor 6
I gcumarsáid cheallacha, ní dócha go mbainfear ailíniú líneach polaraíochta amach idir stáisiúin bhunáite agus fóin phóca, mar sin déantar antennas stáisiún bonn a dhearadh le bheith dépholaraithe nó ilpholaraithe chun caillteanais neamh-mheaitseála polaraíochta a sheachaint. Mar sin féin, is fadhb gan réiteach í an t-athrú polaraíochta i dtonnta LP mar gheall ar éifeachtaí ilchonair. Bunaithe ar an toimhde go bhfuil stáisiúin bhunáite soghluaiste ilpholaraithe, déantar antennas RFEH ceallacha a dhearadh mar antennas LP.
Úsáidtear dronuilleoga CP den chuid is mó i WPT toisc go bhfuil siad réasúnta frithsheasmhach in aghaidh mí-oiriúnaithe. Tá antennas CP in ann radaíocht CP a fháil leis an treo rothlaithe céanna (CP clé nó deas) chomh maith le gach tonn LP gan caillteanas cumhachta. Ar aon nós, tarchuireann an t-antenna CP agus faigheann an t-antenna LP le caillteanas 3 dB (caillteanas cumhachta 50%). Tuairiscítear go bhfuil dronuilleoga CP oiriúnach do bhandaí tionsclaíocha, eolaíochta agus leighis 900 MHz agus 2.4 GHz agus 5.8 GHz chomh maith le tonnta milliméadair. I RFEH de thonnta polaraithe treallacha, is ionann éagsúlacht polaraithe agus réiteach féideartha ar chaillteanais mí-oiriúnaithe polaraithe.
Moltar polarú iomlán, ar a dtugtar ilpholarú freisin, chun caillteanais neamh-mheaitseála polaraithe a shárú go hiomlán, rud a chuireann ar chumas bailiú tonnta CP agus LP araon, áit a bhfaigheann dhá eilimint LP ortagónacha dépholaraithe na tonnta LP agus CP go léir go héifeachtach. Chun seo a léiriú, fanann na voltais ghlana ingearacha agus cothrománacha (VV agus VH) tairiseach beag beann ar an uillinn pholaraithe:
Réimse leictreach tonn leictreamaighnéadach CP “E”, áit a mbailítear cumhacht faoi dhó (uair amháin in aghaidh an aonaid), rud a fhaigheann an chomhpháirt CP go hiomlán agus a sháraíonn an caillteanas mí-oiriúnachta polaraithe 3 dB:
Ar deireadh, trí chomhcheangal DC, is féidir tonnta teagmhais de pholairiú treallach a fháil. Taispeánann Fíor 7 geoiméadracht an rectenna lánpholaraithe a tuairiscíodh.
Fíor 7
Mar achoimre, in iarratais WPT le soláthairtí cumhachta tiomnaithe, is fearr CP toisc go bhfeabhsaíonn sé éifeachtúlacht WPT beag beann ar uillinn pholaraithe an aeróige. Ar an láimh eile, i bhfáil ilfhoinsí, go háirithe ó fhoinsí comhthimpeallacha, is féidir le haeróga lánpholaraithe glacadh foriomlán níos fearr agus iniomparthacht uasta a bhaint amach; tá ailtireachtaí ilchalafort/il-cheartaitheoir ag teastáil chun cumhacht lánpholaraithe a chomhcheangal ag RF nó DC.
Achoimre
Déanann an páipéar seo athbhreithniú ar an dul chun cinn le déanaí i ndearadh antenna do RFEH agus WPT, agus molann sé aicmiú caighdeánach ar dhearadh antenna do RFEH agus WPT nár moladh i litríocht roimhe seo. Aithníodh trí riachtanas bhunúsacha antenna chun ardéifeachtúlacht RF-go-DC a bhaint amach mar:
1. Bandaleithead impedance ceartaitheoir antenna do na bandaí RFEH agus WPT atá i gceist;
2. Ailíniú an phríomhlóib idir an tarchuradóir agus an glacadóir i WPT ó bheatha tiomnaithe;
3. Meaitseáil polaraithe idir an rectenna agus an tonn teagmhais beag beann ar uillinn agus suíomh.
Bunaithe ar an impedance, aicmítear rectéiní ina rectéiní 50Ω agus comhchuingeacha ceartaitheora, agus béim á leagan ar mheaitseáil impedance idir bandaí agus ualaí éagsúla agus éifeachtúlacht gach modh meaitseála.
Rinneadh athbhreithniú ar shaintréithe radaíochta dronuilleog SoA ó thaobh na treorach agus na polaraíochta de. Pléitear modhanna chun gnóthachan a fheabhsú trí bhíoma-fhoirmiú agus pacáistiú chun dul i ngleic le leithead caol bhíoma. Ar deireadh, déantar athbhreithniú ar dronuilleog CP le haghaidh WPT, mar aon le cur i bhfeidhm éagsúla chun glacadh neamhspleách ar pholaraíocht a bhaint amach le haghaidh WPT agus RFEH.
Chun tuilleadh eolais a fháil faoi antennas, tabhair cuairt ar:
Am an phoist: 16 Lúnasa 2024
