Comhdhearadh Antenna-Rectifier
Is é an tréith a bhaineann le rectennas tar éis an topology EG i bhFíor 2 ná go ndéantar an t-antenna a mheaitseáil go díreach leis an gceartaitheoir, seachas an caighdeán 50Ω, a éilíonn an ciorcad meaitseála a íoslaghdú nó a dhíchur chun an ceartaitheoir a chumhachtú. Déanann an chuid seo athbhreithniú ar na buntáistí a bhaineann le rectennas SoA le antennas neamh-50Ω agus rectennas gan líonraí meaitseála.
1. Aintíní Beaga Leictreacha
Úsáideadh antennas fáinne athshondach LC go forleathan in iarratais a bhfuil méid an chórais ríthábhachtach. Ag minicíochtaí faoi bhun 1 GHz, d'fhéadfadh an tonnfhad a bheith ina chúis le antennas eilimint caighdeánach dáileadh níos mó spáis ná méid iomlán an chórais, agus baineann feidhmchláir ar nós trasghlacadóirí lán-chomhtháite le haghaidh ionchlannáin choirp leas go háirithe as úsáid a bhaint as antennas beaga leictreach le haghaidh WPT.
Is féidir impedance ard ionduchtach an antenna beag (in aice le hathshondas) a úsáid chun cúpláil díreach leis an ceartaitheoir nó le líonra breise capacitive ar-sliseanna meaitseála. Tuairiscíodh antennas leictreacha beaga in WPT le LP agus CP faoi 1 GHz ag baint úsáide as aeróga dépholach Huygens, le ka=0.645, agus ka=5.91 i ngnáthdhéphoill (ka=2πr/λ0).
2. An coigeartóir comhchuingeach antenna
Tá impedance ionchuir tipiciúil dé-óid an-capacitive, mar sin tá antenna ionduchtach ag teastáil chun impedance comhchuingeach a bhaint amach. Mar gheall ar impedance capacitive an sliseanna, baineadh úsáid as antennas ionduchtaithe ard-impedance go forleathan i gclibeanna RFID. Tá antennas Dipole tar éis éirí le déanaí mar threocht in antennas RFID impedance casta, ag taispeáint impedance ard (friotaíocht agus imoibríocht) in aice lena minicíocht athshondach.
Baineadh úsáid as antennas dépholach ionduchtach chun toilleas ard an choigeartóra sa bhanda minicíochta spéise a mheaitseáil. In antenna dipole fillte, feidhmíonn an líne ghearr dhúbailte (fillte dipole) mar chlaochladán impedance, rud a ligeann do dhearadh antenna impedance thar a bheith ard. De rogha air sin, tá beathú claonta freagrach as an imoibríocht ionduchtach a mhéadú chomh maith leis an impedance iarbhír. Cruthaíonn aeróg ard-chosc ard-bhanna leathanbhanda trí ilghnéithe dépholach a chomhcheangal le stumpaí gathacha neamhchothromaithe bogha-cheangail. Léiríonn Fíor 4 roinnt antennas comhchuingeacha coigeartóirí tuairiscithe.
Fíor 4
Saintréithe radaíochta i RFEH agus WPT
I múnla Friis, tá an PRX cumhachta a fhaigheann antenna ag fad d ón tarchuradóir mar fheidhm dhíreach de ghnóthachain an ghlacadóra agus an tarchuradóra (GRX, GTX).
Bíonn tionchar díreach ag príomhthreocht agus polarú lobe an antenna ar an méid cumhachta a bhailítear ón tonn teagmhais. Is paraiméadair ríthábhachtacha iad saintréithe radaíochta antenna a dhéanann idirdhealú idir RFEH comhthimpeallach agus WPT (Fíor 5). Cé go bhféadfadh an meán iomadaithe a bheith anaithnid sa dá iarratas agus ní mór a éifeacht ar an tonn faighte a mheas, is féidir leas a bhaint as eolas ar an aeróg tarchuir. Aithníonn Tábla 3 na príomhpharaiméadair a pléadh sa chuid seo agus a n-infheidhmeacht do RFEH agus WPT.
Fíor 5
1. Directivity agus Gnóthachan
I bhformhór na n-iarratas RFEH agus WPT, glactar leis nach bhfuil a fhios ag an mbailitheoir treo na radaíochta teagmhais agus nach bhfuil cosán líne radhairc (LoS). San obair seo, rinneadh imscrúdú ar dhearaí agus socrúcháin antenna iolracha chun an chumhacht faighte a uasmhéadú ó fhoinse anaithnid, neamhspleách ar an bpríomh-ailíniú lobe idir an tarchuradóir agus an glacadóir.
Baineadh úsáid go forleathan as antennas omnitreoracha i rectennas 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 neamhréiriú polaraithe.
Chomh maith le hiarratais RFEH, tuairiscíodh go forleathan antennas ard-ghnóthachain treo agus eagair do WPT micreathonn chun feabhas a chur ar éifeachtúlacht bailithe dlús cumhachta RF íseal nó chun caillteanais iomadaithe a shárú. Tá eagair rectenna Yagi-Uda, eagair bowtie, eagair bíseach, eagair Vivaldi atá cúpláilte go docht, eagair CPW CP, agus eagair paiste i measc na bhfeidhmithe rectenna inscálaithe ar féidir leo an dlús cumhachta teagmhais a uasmhéadú faoi réimse áirithe. I measc na gcur chuige eile chun gnóthachan antenna a fheabhsú tá teicneolaíocht tonntreoraithe comhtháite tsubstráit (SIW) i mbandaí tonn micreathonn agus milliméadar, a bhaineann go sonrach le WPT. Mar sin féin, is sainairíonna iad rectennas ardghnóthachan ag léasleithid caola, rud a fhágann nach bhfuil glacadh tonnta i dtreonna treallacha éifeachtach. Baineadh de thátal as imscrúduithe ar líon na n-eilimintí aeróige agus na gcalafort nach ionann treoracht níos airde agus cumhacht bainte níos airde i RFEH comhthimpeallach ag glacadh leis go bhfuil treallach tríthoiseach ann; fíoraíodh é seo le tomhais allamuigh i dtimpeallachtaí uirbeacha. Is féidir eagair ardghnóthachain a theorannú d’fheidhmchláir WPT.
Chun na buntáistí a bhaineann le haeróga ardghnóthachain a aistriú chuig RFEHanna treallach, úsáidtear réitigh phacáistithe nó leagan amach chun an tsaincheist dhíreachachta a shárú. Tá wristband antenna dé-phaiste beartaithe chun fuinneamh a bhaint as RFEHanna Wi-Fi comhthimpeallach i dhá threo. Dearadh antennas RFEH ceallacha comhthimpeallacha freisin mar bhoscaí 3D agus clóite nó cloítear le dromchlaí seachtracha chun achar an chórais a laghdú agus chun baint iltreoch a chumasú. Léiríonn struchtúir rectenna ciúbach dóchúlacht níos airde glactha fuinnimh i RFEHanna comhthimpeallacha.
Rinneadh feabhsuithe ar dhearadh antenna chun beamwidth a mhéadú, lena n-áirítear eilimintí paiste seadánacha cúnta, chun feabhas a chur ar WPT ag 2.4 GHz, arrays 4 × 1. Moladh freisin aeróg mhogall 6 GHz le réigiúin léasacha iolracha, rud a thaispeánann léasanna iolracha in aghaidh an chalafoirt. Tá rectennas dromchla ilphort, il-coigeartóirí agus antennas buainte fuinnimh le patrúin radaíochta omnidirectional molta do RFEH iltreoch agus il-polarized. Tá il-coigeartóirí le maitrísí bíomaí agus eagair d'aeróga ilphoirt molta freisin chun fuinneamh ardghnóthachan agus iltreoch a bhaint amach.
Go hachomair, cé gur fearr antennas ardghnóthachan chun an chumhacht a bhaintear as dlús íseal RF a fheabhsú, d'fhéadfadh sé nach mbeadh glacadóirí ardtreoch oiriúnach in iarratais nach bhfuil treo an tarchuradóra anaithnid (m.sh., RFEH comhthimpeallach nó WPT trí bhealaí iomadaithe anaithnide). San obair seo, moltar cineálacha cur chuige il-léasa iolracha le haghaidh WPT ardghnóthachan iltreoracha agus RFEH.
2. Polarú Antenna
Déanann polarú antenna cur síos ar ghluaiseacht an veicteora réimse leictrigh i gcoibhneas le treo iomadaithe antenna. Is féidir le neamhréireanna polarúcháin a bheith mar thoradh ar tharchur/fáiltiú laghdaithe idir aeróga fiú nuair a bhíonn na príomhthreoracha lobe ailínithe. Mar shampla, má úsáidtear antenna LP ingearach le haghaidh tarchurtha agus má úsáidtear antenna LP cothrománach le haghaidh glactha, ní bhfaighfear aon chumhacht. Sa chuid seo, déantar athbhreithniú ar mhodhanna tuairiscithe chun éifeachtúlacht glactha gan sreang a uasmhéadú agus chun caillteanais neamhréire polaraithe a sheachaint. Tugtar achoimre ar ailtireacht na réamhlinne a bheartaítear maidir le polarú i bhFíor 6 agus tugtar sampla SoA i dTábla 4.
Fíor 6
I gcumarsáid cheallacha, ní dócha go mbainfear amach ailíniú polaraithe líneach idir stáisiúin bonn agus fóin phóca, agus mar sin déantar antennas bunstáisiúin a dhearadh le bheith dé-polaraithe nó ilpholach chun caillteanais neamhréire polaraithe a sheachaint. Mar sin féin, tá an t-athrú polarúcháin ar thonnta LP mar gheall ar éifeachtaí ilchosán ina fhadhb gan réiteach. Bunaithe ar an toimhde de stáisiúin bonn soghluaiste il-polarized, tá antennas cheallacha RFEH deartha mar antennas LP.
Úsáidtear rectennas CP go príomha i WPT toisc go bhfuil siad sách frithsheasmhach in aghaidh easaontais. Tá antennas CP in ann radaíocht CP a fháil leis an treo uainíochta céanna (CP ar chlé nó ar dheis) i dteannta le gach tonnta LP gan aon chaillteanas cumhachta. In aon chás, tarchuireann an t-antenna CP agus faigheann an t-antenna LP le caillteanas 3 dB (caillteanas cumhachta 50%). Tuairiscítear go bhfuil rectennas CP oiriúnach do bhannaí tionsclaíocha, eolaíocha agus leighis 900 MHz agus 2.4 GHz agus 5.8 GHz chomh maith le tonnta milliméadar. In RFEH de thonnta polaraithe treallach, is ionann éagsúlacht polaraithe agus réiteach féideartha ar chaillteanais neamhréire polaraithe.
Tá polarú iomlán, ar a dtugtar il-polarúchán, molta chun caillteanais neamhréitithe polaraithe a shárú go hiomlán, rud a chuir ar chumas na dtonnta CP agus LP araon a bhailiú, áit a bhfaigheann dhá eilimint LP orthogonal dé-polaraithe go héifeachtach gach tonn LP agus CP. Chun é seo a léiriú, fanann na glanvoltais ingearacha agus cothrománacha (VV agus VH) tairiseach beag beann ar an uillinn polaraithe:
Réimse leictreach tonn leictreamaighnéadach CP “E”, áit a mbailítear an chumhacht faoi dhó (uair amháin in aghaidh an aonaid), ag fáil an chomhpháirt CP go hiomlán agus ag sárú an chaillteanais neamhréire polaraithe 3 dB:
Ar deireadh, trí chomhcheangal DC, is féidir tonnta teagmhais de polarú treallach a fháil. Taispeánann Figiúr 7 céimseata na rectenna lán-pholaraithe tuairiscithe.
Fíor 7
Go hachomair, in iarratais WPT le soláthairtí cumhachta tiomnaithe, is fearr le CP toisc go bhfeabhsaíonn sé éifeachtúlacht WPT beag beann ar uillinn polaraithe an antenna. Ar an láimh eile, i bhfáil ilfhoinse, go háirithe ó fhoinsí comhthimpeallacha, is féidir le antennas lán-pholaraithe fáiltiú iomlán níos fearr agus iniomparthacht uasta a bhaint amach; tá gá le hailtireachtaí ilphort/coigeartóirí chun cumhacht iomlán polaraithe 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 de dhearadh antenna do RFEH agus WPT nach bhfuil molta sa litríocht roimhe seo. Aithníodh trí bhunriachtanas antenna chun éifeachtacht ard RF-go-DC a bhaint amach:
1. Bandaleithead impedance coigeartóir antenna do na bannaí spéise RFEH agus WPT;
2. Príomh-ailíniú lobe idir an tarchuradóir agus an glacadóir in WPT ó fhotha tiomnaithe;
3. Meaitseáil polaraithe idir an rectenna agus an tonn teagmhais beag beann ar uillinn agus suíomh.
Bunaithe ar impedance, déantar rectennas a rangú i 50Ω agus rectennas comhchuingeach coigeartóirí, ag díriú ar mheaitseáil impedance idir bannaí agus ualaí éagsúla agus éifeachtacht gach modh meaitseála.
Tá athbhreithniú déanta ar shaintréithe radaíochta na rectennas SoA ó thaobh na díreachachta agus na polaraithe de. Pléitear modhanna chun gnóthachan beamforming agus pacáistiú a fheabhsú chun leithead beam caol a shárú. Ar deireadh, déantar athbhreithniú ar rectennas CP do WPT, mar aon le feidhmiúcháin éagsúla chun fáiltiú neamhspleách polaraithe a bhaint amach do WPT agus RFEH.
Chun tuilleadh a fhoghlaim faoi antennas, tabhair cuairt le do thoil:
Am postála: Lúnasa-16-2024
