1. ບົດນຳ
ການເກັບກ່ຽວພະລັງງານຄວາມຖີ່ວິທະຍຸ (RF) (RFEH) ແລະ ການໂອນພະລັງງານໄຮ້ສາຍແບບລັງສີ (WPT) ໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນຖານະເປັນວິທີການເພື່ອບັນລຸເຄືອຂ່າຍໄຮ້ສາຍແບບຍືນຍົງທີ່ບໍ່ມີແບັດເຕີຣີ. Rectennas ແມ່ນພື້ນຖານຂອງລະບົບ WPT ແລະ RFEH ແລະມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ພະລັງງານ DC ທີ່ສົ່ງໄປຫາການໂຫຼດ. ອົງປະກອບຂອງເສົາອາກາດຂອງ rectenna ສົ່ງຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ປະສິດທິພາບການເກັບກ່ຽວ, ເຊິ່ງສາມາດປ່ຽນແປງພະລັງງານທີ່ເກັບກ່ຽວໄດ້ຫຼາຍລຳດັບ. ເອກະສານນີ້ທົບທວນການອອກແບບເສົາອາກາດທີ່ໃຊ້ໃນການນຳໃຊ້ WPT ແລະ RFEH ອ້ອມຂ້າງ. Rectennas ທີ່ລາຍງານແມ່ນຈັດປະເພດຕາມສອງເງື່ອນໄຂຫຼັກຄື: ແບນວິດຄວາມຕ້ານທານການແກ້ໄຂເສົາອາກາດ ແລະ ຄຸນລັກສະນະລັງສີຂອງເສົາອາກາດ. ສຳລັບແຕ່ລະເງື່ອນໄຂ, ຕົວເລກຂອງຄຸນນະພາບ (FoM) ສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນຖືກກຳນົດ ແລະ ທົບທວນຄືນໂດຍປຽບທຽບ.
WPT ໄດ້ຖືກສະເໜີໂດຍ Tesla ໃນຕົ້ນສະຕະວັດທີ 20 ເປັນວິທີການສົ່ງກຳລັງຫຼາຍພັນແຮງມ້າ. ຄຳວ່າ rectenna, ເຊິ່ງອະທິບາຍເຖິງເສົາອາກາດທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບຕົວແກ້ໄຂເພື່ອເກັບກຳພະລັງງານ RF, ໄດ້ເກີດຂຶ້ນໃນຊຸມປີ 1950 ສຳລັບການນຳໃຊ້ການສົ່ງພະລັງງານໄມໂຄເວຟໃນອະວະກາດ ແລະ ເພື່ອສະໜອງພະລັງງານໃຫ້ໂດຣນອັດຕະໂນມັດ. WPT ໄລຍະໄກທີ່ມີທຸກທິດທາງແມ່ນຖືກຈຳກັດໂດຍຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບຂອງຕົວກາງການແຜ່ກະຈາຍ (ອາກາດ). ດັ່ງນັ້ນ, WPT ທາງການຄ້າສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຈຳກັດຕໍ່ການໂອນພະລັງງານທີ່ບໍ່ແມ່ນລັງສີໃນພາກສະໜາມໃກ້ສຳລັບການສາກໄຟເອເລັກໂຕຣນິກໄຮ້ສາຍ ຫຼື RFID.
ເນື່ອງຈາກການໃຊ້ພະລັງງານຂອງອຸປະກອນເຄິ່ງຕົວນຳ ແລະ ໂນດເຊັນເຊີໄຮ້ສາຍສືບຕໍ່ຫຼຸດລົງ, ມັນຈຶ່ງເປັນໄປໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນທີ່ຈະສະໜອງພະລັງງານໃຫ້ໂນດເຊັນເຊີໂດຍໃຊ້ RFEH ອ້ອມຂ້າງ ຫຼື ການໃຊ້ເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານທຸກທິດທາງພະລັງງານຕ່ຳແບບກະຈາຍ. ລະບົບພະລັງງານໄຮ້ສາຍພະລັງງານຕ່ຳຫຼາຍມັກຈະປະກອບດ້ວຍສ່ວນໜ້າຂອງການເກັບກຳ RF, ການຈັດການພະລັງງານ DC ແລະ ໜ່ວຍຄວາມຈຳ, ແລະ ໄມໂຄຣໂປເຊດເຊີ ແລະ ເຄື່ອງຮັບສົ່ງສັນຍານພະລັງງານຕ່ຳ.
ຮູບທີ 1 ສະແດງໃຫ້ເຫັນສະຖາປັດຕະຍະກຳຂອງໂຫນດໄຮ້ສາຍ RFEH ແລະ ການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດ RF front-end ທີ່ລາຍງານທົ່ວໄປ. ປະສິດທິພາບແບບ end-to-end ຂອງລະບົບພະລັງງານໄຮ້ສາຍ ແລະ ສະຖາປັດຕະຍະກຳຂອງເຄືອຂ່າຍຂໍ້ມູນ ແລະ ການໂອນພະລັງງານແບບໄຮ້ສາຍທີ່ຊິ້ງຄ໌ແມ່ນຂຶ້ນກັບປະສິດທິພາບຂອງອົງປະກອບສ່ວນບຸກຄົນ, ເຊັ່ນ: ເສົາອາກາດ, ຕົວແກ້ໄຂ, ແລະ ວົງຈອນການຄຸ້ມຄອງພະລັງງານ. ການສຳຫຼວດເອກະສານຫຼາຍໆສະບັບໄດ້ຖືກດຳເນີນການສຳລັບພາກສ່ວນຕ່າງໆຂອງລະບົບ. ຕາຕະລາງທີ 1 ສະຫຼຸບຂັ້ນຕອນການປ່ຽນແປງພະລັງງານ, ອົງປະກອບຫຼັກສຳລັບການຫັນປ່ຽນພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບ, ແລະ ການສຳຫຼວດເອກະສານທີ່ກ່ຽວຂ້ອງສຳລັບແຕ່ລະພາກສ່ວນ. ເອກະສານທີ່ຜ່ານມາສຸມໃສ່ເຕັກໂນໂລຊີການປ່ຽນແປງພະລັງງານ, ໂທໂພໂລຢີຕົວແກ້ໄຂ, ຫຼື RFEH ທີ່ຮັບຮູ້ເຄືອຂ່າຍ.
ຮູບທີ 1
ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການອອກແບບເສົາອາກາດບໍ່ໄດ້ຖືກພິຈາລະນາວ່າເປັນອົງປະກອບທີ່ສຳຄັນໃນ RFEH. ເຖິງແມ່ນວ່າເອກະສານບາງສະບັບພິຈາລະນາແບນວິດ ແລະ ປະສິດທິພາບຂອງເສົາອາກາດຈາກທັດສະນະໂດຍລວມ ຫຼື ຈາກທັດສະນະການອອກແບບເສົາອາກາດສະເພາະ, ເຊັ່ນ: ເສົາອາກາດຂະໜາດນ້ອຍ ຫຼື ເສົາອາກາດທີ່ສວມໃສ່ໄດ້, ແຕ່ຜົນກະທົບຂອງພາລາມິເຕີເສົາອາກາດບາງຢ່າງຕໍ່ການຮັບພະລັງງານ ແລະ ປະສິດທິພາບການປ່ຽນສັນຍານບໍ່ໄດ້ຖືກວິເຄາະຢ່າງລະອຽດ.
ເອກະສານສະບັບນີ້ທົບທວນເຕັກນິກການອອກແບບເສົາອາກາດໃນ rectennas ໂດຍມີເປົ້າໝາຍເພື່ອຈຳແນກສິ່ງທ້າທາຍໃນການອອກແບບເສົາອາກາດສະເພາະຂອງ RFEH ແລະ WPT ຈາກການອອກແບບເສົາອາກາດການສື່ສານມາດຕະຖານ. ເສົາອາກາດຖືກປຽບທຽບຈາກສອງມຸມມອງຄື: ການຈັບຄູ່ຄວາມຕ້ານທານແບບຕົ້ນທາງຫາປາຍ ແລະ ຄຸນລັກສະນະຂອງລັງສີ; ໃນແຕ່ລະກໍລະນີ, FoM ຈະຖືກລະບຸ ແລະ ທົບທວນຄືນໃນເສົາອາກາດທີ່ທັນສະໄໝ (SoA).
2. ແບນວິດ ແລະ ການຈັບຄູ່: ເຄືອຂ່າຍ RF ທີ່ບໍ່ແມ່ນ 50Ω
ຄຸນລັກສະນະຄວາມຕ້ານທານຂອງ 50Ω ແມ່ນການພິຈາລະນາໃນຕອນຕົ້ນຂອງການປະນີປະນອມລະຫວ່າງການຫຼຸດຄວາມອ່ອນໄຫວ ແລະ ພະລັງງານໃນການນຳໃຊ້ວິສະວະກຳໄມໂຄເວຟ. ໃນແອນເຕນນາ, ແບນວິດຄວາມຕ້ານທານຖືກນິຍາມວ່າເປັນຊ່ວງຄວາມຖີ່ທີ່ພະລັງງານສະທ້ອນແມ່ນໜ້ອຍກວ່າ 10% (S11< − 10 dB). ເນື່ອງຈາກເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງລົບກວນຕ່ຳ (LNAs), ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ ແລະ ເຄື່ອງກວດຈັບໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວແມ່ນຖືກອອກແບບດ້ວຍການຈັບຄູ່ຄວາມຕ້ານທານຂາເຂົ້າ 50Ω, ແຫຼ່ງທີ່ມາ 50Ω ຈຶ່ງຖືກອ້າງອີງຕາມປະເພນີ.
ໃນ rectenna, ຜົນຜະລິດຂອງ antenna ຈະຖືກປ້ອນເຂົ້າ rectifier ໂດຍກົງ, ແລະ ຄວາມບໍ່ເປັນເສັ້ນຂອງ diode ເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນ impedance input, ໂດຍມີອົງປະກອບ capacitive ຄອບງຳ. ສົມມຸດວ່າ antenna 50Ω, ສິ່ງທ້າທາຍຫຼັກແມ່ນການອອກແບບເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ RF ເພີ່ມເຕີມເພື່ອປ່ຽນ impedance input ເປັນ impedance ຂອງ rectifier ທີ່ຄວາມຖີ່ທີ່ສົນໃຈ ແລະ ເພີ່ມປະສິດທິພາບມັນສຳລັບລະດັບພະລັງງານສະເພາະ. ໃນກໍລະນີນີ້, ຕ້ອງມີແບນວິດ impedance ຈາກຕົ້ນທາງຫາທ້າຍເພື່ອຮັບປະກັນການປ່ຽນ RF ເປັນ DC ທີ່ມີປະສິດທິພາບ. ດັ່ງນັ້ນ, ເຖິງແມ່ນວ່າ antenna ສາມາດບັນລຸແບນວິດທີ່ບໍ່ມີຂອບເຂດ ຫຼື ກວ້າງພິເສດໂດຍໃຊ້ອົງປະກອບທີ່ເປັນໄລຍະ ຫຼື ຮູບຮ່າງທີ່ສົມບູນດ້ວຍຕົນເອງ, ແບນວິດຂອງ rectenna ຈະຖືກກີດຂວາງໂດຍເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ rectifier.
ມີການສະເໜີໃຫ້ໃຊ້ໂທໂພໂລຢີ rectenna ຫຼາຍໆອັນເພື່ອບັນລຸການເກັບກ່ຽວແຖບດຽວ ແລະ ຫຼາຍແຖບ ຫຼື WPT ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນການສະທ້ອນ ແລະ ການເພີ່ມການໂອນພະລັງງານລະຫວ່າງເສົາອາກາດ ແລະ ເຄື່ອງແກ້ໄຂ. ຮູບທີ 2 ສະແດງໂຄງສ້າງຂອງໂທໂພໂລຢີ rectenna ທີ່ລາຍງານ, ຈັດປະເພດຕາມສະຖາປັດຕະຍະກຳການຈັບຄູ່ຄວາມຕ້ານທານຂອງພວກມັນ. ຕາຕະລາງທີ 2 ສະແດງຕົວຢ່າງຂອງ rectenna ປະສິດທິພາບສູງກ່ຽວກັບແບນວິດແບບ end-to-end (ໃນກໍລະນີນີ້, FoM) ສຳລັບແຕ່ລະປະເພດ.
ຮູບທີ 2 ໂທໂພໂລຢີຂອງ Rectenna ຈາກມຸມມອງຂອງການຈັບຄູ່ແບນວິດ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານ. (ກ) Rectenna ແຖບດ່ຽວທີ່ມີເສົາອາກາດມາດຕະຖານ. (ຂ) Rectenna ຫຼາຍແຖບ (ປະກອບດ້ວຍເສົາອາກາດຫຼາຍອັນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນ) ທີ່ມີຕົວແກ້ໄຂໜຶ່ງຕົວ ແລະ ເຄືອຂ່າຍທີ່ກົງກັນຕໍ່ແຖບ. (ຄ) Rectenna ບຣອດແບນທີ່ມີພອດ RF ຫຼາຍພອດ ແລະ ເຄືອຂ່າຍທີ່ກົງກັນແຍກຕ່າງຫາກສຳລັບແຕ່ລະແຖບ. (ງ) Rectenna ບຣອດແບນທີ່ມີເສົາອາກາດບຣອດແບນ ແລະ ເຄືອຂ່າຍທີ່ກົງກັນບຣອດແບນ. (ຈ) Rectenna ແຖບດ່ຽວທີ່ໃຊ້ເສົາອາກາດຂະໜາດນ້ອຍທາງໄຟຟ້າທີ່ກົງກັນໂດຍກົງກັບຕົວແກ້ໄຂ. (ສ) ເສົາອາກາດແຖບດ່ຽວ, ຂະໜາດໃຫຍ່ທາງໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານທີ່ສັບສົນເພື່ອເຊື່ອມຕໍ່ກັບຕົວແກ້ໄຂ. (ຊ) Rectenna ບຣອດແບນທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານທີ່ສັບສົນເພື່ອເຊື່ອມຕໍ່ກັບຕົວແກ້ໄຂໃນຊ່ວງຄວາມຖີ່.
ໃນຂະນະທີ່ WPT ແລະ RFEH ອ້ອມຂ້າງຈາກອາຫານທີ່ອຸທິດຕົນແມ່ນແອັບພລິເຄຊັນ rectenna ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ການບັນລຸການຈັບຄູ່ແບບຕົ້ນທາງຫາທ້າຍລະຫວ່າງເສົາອາກາດ, rectifier ແລະ load ແມ່ນພື້ນຖານເພື່ອບັນລຸປະສິດທິພາບການປ່ຽນແປງພະລັງງານສູງ (PCE) ຈາກທັດສະນະຂອງແບນວິດ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, rectennas WPT ສຸມໃສ່ການບັນລຸການຈັບຄູ່ປັດໄຈຄຸນນະພາບສູງກວ່າ (S11 ຕ່ຳກວ່າ) ເພື່ອປັບປຸງ PCE ແຖບດຽວໃນລະດັບພະລັງງານທີ່ແນ່ນອນ (topology a, e ແລະ f). ແບນວິດທີ່ກວ້າງຂວາງຂອງ WPT ແຖບດຽວປັບປຸງພູມຕ້ານທານຂອງລະບົບຕໍ່ກັບ detuning, ຂໍ້ບົກຜ່ອງໃນການຜະລິດ ແລະ parisitics ການຫຸ້ມຫໍ່. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, rectennas RFEH ໃຫ້ຄວາມສຳຄັນກັບການປະຕິບັດງານຫຼາຍແຖບ ແລະ ເປັນຂອງ topologies bd ແລະ g, ຍ້ອນວ່າຄວາມໜາແໜ້ນຂອງ spectral ພະລັງງານ (PSD) ຂອງແຖບດຽວໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຕ່ຳກວ່າ.
3. ການອອກແບບເສົາອາກາດຮູບສີ່ແຈສາກ
1. ຮູຮັບຄວາມຖີ່ດຽວ
ການອອກແບບແອນເຕນນາຂອງຊ່ອງສັນຍານຄວາມຖີ່ດຽວ (ໂທໂພໂລຊີ A) ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນອີງໃສ່ການອອກແບບແອນເຕນນາມາດຕະຖານ, ເຊັ່ນ: ແຜ່ນແຜ່ກະຈາຍໂພລາໄຣເຊຊັນເສັ້ນຊື່ (LP) ຫຼື ແຜ່ນແຜ່ກະຈາຍໂພລາໄຣເຊຊັນວົງກົມ (CP) ເທິງພື້ນດິນ, ແອນເຕນນາໄດໂພລ ແລະ ແອນເຕນນາ F ກັບຫົວໜ່ວຍ. ຊ່ອງສັນຍານແບບດິຟເຟີເຣນຊຽລແບນແມ່ນອີງໃສ່ອາເຣປະສົມປະສານ DC ທີ່ຕັ້ງຄ່າດ້ວຍໜ່ວຍແອນເຕນນາຫຼາຍໜ່ວຍ ຫຼື ການປະສົມປະສານ DC ແລະ RF ຂອງໜ່ວຍແພລັດຫຼາຍໜ່ວຍ.
ເນື່ອງຈາກເສົາອາກາດຫຼາຍອັນທີ່ສະເໜີມານັ້ນແມ່ນເສົາອາກາດຄວາມຖີ່ດຽວ ແລະ ຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການຂອງ WPT ຄວາມຖີ່ດຽວ, ເມື່ອຊອກຫາ RFEH ຫຼາຍຄວາມຖີ່ດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ, ເສົາອາກາດຄວາມຖີ່ດຽວຫຼາຍອັນຈະຖືກລວມເຂົ້າກັນເປັນ rectennas ຫຼາຍແຖບຄວາມຖີ່ (topology B) ດ້ວຍການສະກັດກັ້ນການເຊື່ອມຕໍ່ເຊິ່ງກັນແລະກັນ ແລະ ການລວມຕົວ DC ເອກະລາດຫຼັງຈາກວົງຈອນການຈັດການພະລັງງານເພື່ອແຍກພວກມັນອອກຈາກວົງຈອນການຮັບ ແລະ ການປ່ຽນແປງ RF ຢ່າງສົມບູນ. ສິ່ງນີ້ຕ້ອງການວົງຈອນການຈັດການພະລັງງານຫຼາຍອັນສຳລັບແຕ່ລະແຖບຄວາມຖີ່, ເຊິ່ງອາດຈະຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບຂອງຕົວແປງ boost ເນື່ອງຈາກພະລັງງານ DC ຂອງແຖບຄວາມຖີ່ດຽວຕໍ່າ.
2. ເສົາອາກາດ RFEH ຫຼາຍແຖບຄວາມຖີ່ ແລະ ບຣອດແບນ
RFEH ສິ່ງແວດລ້ອມມັກຈະກ່ຽວຂ້ອງກັບການໄດ້ຮັບຫຼາຍແຖບຄວາມຖີ່; ດັ່ງນັ້ນ, ເຕັກນິກທີ່ຫຼາກຫຼາຍໄດ້ຖືກສະເໜີມາເພື່ອປັບປຸງແບນວິດຂອງການອອກແບບເສົາອາກາດມາດຕະຖານ ແລະ ວິທີການສຳລັບການສ້າງອາເຣເສົາອາກາດແຖບຄວາມຖີ່ຄູ່ ຫຼື ແຖບຄວາມຖີ່. ໃນພາກນີ້, ພວກເຮົາທົບທວນການອອກແບບເສົາອາກາດທີ່ກຳນົດເອງສຳລັບ RFEHs, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບເສົາອາກາດຫຼາຍແຖບຄວາມຖີ່ແບບຄລາສສິກທີ່ມີທ່າແຮງທີ່ຈະໃຊ້ເປັນ rectennas.
ສາຍອາກາດ monopole ແບບ coplanar waveguide (CPW) ໃຊ້ພື້ນທີ່ໜ້ອຍກວ່າສາຍອາກາດແບບ microstrip patch ທີ່ມີຄວາມຖີ່ດຽວກັນ ແລະ ຜະລິດຄື້ນ LP ຫຼື CP, ແລະ ມັກຖືກໃຊ້ສຳລັບ rectennas ສະພາບແວດລ້ອມ broadband. ລະນາບສະທ້ອນຖືກໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມຄວາມໂດດດ່ຽວ ແລະ ປັບປຸງ gain, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ຮູບແບບລັງສີຄ້າຍຄືກັບສາຍອາກາດແບບ patch. ສາຍອາກາດແບບ slotted coplanar waveguide ຖືກໃຊ້ເພື່ອປັບປຸງແບນວິດ impedance ສຳລັບຄື້ນຄວາມຖີ່ຫຼາຍຄື້ນ, ເຊັ່ນ 1.8–2.7 GHz ຫຼື 1–3 GHz. ສາຍອາກາດແບບ slot-fed ແລະ ສາຍອາກາດແບບ patch ຍັງຖືກນຳໃຊ້ທົ່ວໄປໃນການອອກແບບ rectenna ຫຼາຍແຖບຄວາມຖີ່. ຮູບທີ 3 ສະແດງໃຫ້ເຫັນສາຍອາກາດຫຼາຍແຖບຄວາມຖີ່ທີ່ລາຍງານບາງອັນທີ່ໃຊ້ເຕັກນິກການປັບປຸງແບນວິດຫຼາຍກວ່າໜຶ່ງເຕັກນິກ.
ຮູບທີ 3
ການຈັບຄູ່ຄວາມຕ້ານທານຂອງເສົາອາກາດ-ຕົວແກ້ໄຂ
ການຈັບຄູ່ເສົາອາກາດ 50Ω ກັບຕົວແກ້ໄຂແບບບໍ່ເປັນເສັ້ນແມ່ນເປັນສິ່ງທ້າທາຍ ເພາະວ່າຄວາມຕ້ານທານຂອງອິນພຸດຂອງມັນແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕາມຄວາມຖີ່. ໃນໂທໂພໂລຢີ A ແລະ B (ຮູບທີ 2), ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ທົ່ວໄປແມ່ນການຈັບຄູ່ LC ໂດຍໃຊ້ອົງປະກອບທີ່ລວມກັນ; ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ແບນວິດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງມັກຈະຕ່ຳກວ່າແຖບການສື່ສານສ່ວນໃຫຍ່. ການຈັບຄູ່ stub ແຖບດຽວມັກຖືກນຳໃຊ້ທົ່ວໄປໃນແຖບໄມໂຄເວຟ ແລະ ຄື້ນມິນລິແມັດຕ່ຳກວ່າ 6 GHz, ແລະ rectennas ຄື້ນມິນລິແມັດທີ່ລາຍງານມີແບນວິດແຄບໂດຍທຳມະຊາດ ເພາະວ່າແບນວິດ PCE ຂອງພວກມັນຖືກຈຳກັດໂດຍການສະກັດກັ້ນຮາໂມນິກຜົນຜະລິດ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ພວກມັນເໝາະສົມໂດຍສະເພາະສຳລັບການນຳໃຊ້ WPT ແຖບດຽວໃນແຖບທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບອະນຸຍາດ 24 GHz.
ເສັ້ນ rectenna ໃນ topologies C ແລະ D ມີເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ທີ່ສັບສົນກວ່າ. ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ສາຍທີ່ແຈກຢາຍຢ່າງເຕັມທີ່ໄດ້ຖືກສະເໜີໃຫ້ສຳລັບການຈັບຄູ່ບຣອດແບນ, ໂດຍມີວົງຈອນສັ້ນ RF block/DC (ຕົວກອງຜ່ານ) ຢູ່ທີ່ພອດອອກ ຫຼື ຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າບລັອກ DC ເປັນເສັ້ນທາງກັບຄືນສຳລັບຮາໂມນິກໄດໂອດ. ອົງປະກອບ rectifier ສາມາດຖືກທົດແທນດ້ວຍຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າ interdigitated ກະດານວົງຈອນພິມ (PCB), ເຊິ່ງຖືກສັງເຄາະໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງມືອັດຕະໂນມັດການອອກແບບເອເລັກໂຕຣນິກທາງການຄ້າ. ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ເສັ້ນ rectenna ບຣອດແບນອື່ນໆທີ່ລາຍງານລວມອົງປະກອບລວມກັນສຳລັບການຈັບຄູ່ກັບຄວາມຖີ່ຕ່ຳ ແລະ ອົງປະກອບແຈກຢາຍສຳລັບການສ້າງ RF short ຢູ່ທີ່ອິນພຸດ.
ການປ່ຽນແປງຄວາມຕ້ານທານຂອງອິນພຸດທີ່ສັງເກດເຫັນໂດຍການໂຫຼດຜ່ານແຫຼ່ງ (ທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມເຕັກນິກການດຶງແຫຼ່ງ) ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອອອກແບບຕົວແກ້ໄຂບຣອດແບນທີ່ມີແບນວິດທຽບເທົ່າ 57% (1.25–2.25 GHz) ແລະ PCE ສູງກວ່າ 10% ເມື່ອທຽບກັບວົງຈອນລວມ ຫຼື ວົງຈອນແບບກະຈາຍ. ເຖິງແມ່ນວ່າເຄືອຂ່າຍທີ່ກົງກັນໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຖືກອອກແບບມາເພື່ອຈັບຄູ່ເສົາອາກາດໃນທົ່ວແບນວິດ 50Ω ທັງໝົດ, ແຕ່ມີລາຍງານໃນເອກະສານທີ່ເສົາອາກາດບຣອດແບນໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັບຕົວແກ້ໄຂແບນວິດແຄບ.
ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ອົງປະກອບລວມແບບປະສົມ ແລະ ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ອົງປະກອບແບບແຈກຢາຍໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນໂທໂພໂລຊີ C ແລະ D, ໂດຍມີຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າແບບອະນຸກົມ ແລະ ຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າເປັນອົງປະກອບລວມທີ່ໃຊ້ກັນຫຼາຍທີ່ສຸດ. ສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ຫຼີກລ່ຽງໂຄງສ້າງທີ່ສັບສົນເຊັ່ນ: ຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ມີຕົວເລກລະຫວ່າງຕົວ, ເຊິ່ງຕ້ອງການການສ້າງແບບຈຳລອງ ແລະ ການຜະລິດທີ່ຖືກຕ້ອງກວ່າສາຍໄມໂຄຣສະຕຣິບມາດຕະຖານ.
ພະລັງງານປ້ອນເຂົ້າທີ່ໄປຫາຕົວແກ້ໄຂມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຕ້ານທານການປ້ອນຂໍ້ມູນເນື່ອງຈາກຄວາມບໍ່ເປັນເສັ້ນຂອງໄດໂອດ. ດັ່ງນັ້ນ, ຕົວແກ້ໄຂຈຶ່ງຖືກອອກແບບມາເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບ PCE ສຳລັບລະດັບພະລັງງານປ້ອນຂໍ້ມູນສະເພາະ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານການໂຫຼດ. ເນື່ອງຈາກໄດໂອດສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຄວາມຕ້ານທານຄວາມຕ້ານທານສູງທີ່ຄວາມຖີ່ຕ່ຳກວ່າ 3 GHz, ຕົວແກ້ໄຂບຣອດແບນທີ່ກຳຈັດເຄືອຂ່າຍທີ່ກົງກັນ ຫຼື ຫຼຸດຜ່ອນວົງຈອນການຈັບຄູ່ທີ່ງ່າຍດາຍໄດ້ຖືກສຸມໃສ່ຄວາມຖີ່ Prf>0 dBm ແລະ ສູງກວ່າ 1 GHz, ເນື່ອງຈາກໄດໂອດມີຄວາມຕ້ານທານຄວາມຕ້ານທານຕ່ຳ ແລະ ສາມາດຈັບຄູ່ກັບເສົາອາກາດໄດ້ດີ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຫຼີກລ່ຽງການອອກແບບເສົາອາກາດທີ່ມີປະຕິກິລິຍາການປ້ອນຂໍ້ມູນ >1,000Ω.
ການຈັບຄູ່ຄວາມຕ້ານທານແບບປັບຕົວ ຫຼື ການຕັ້ງຄ່າໃໝ່ໄດ້ຖືກເຫັນໃນ CMOS rectennas, ບ່ອນທີ່ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ປະກອບດ້ວຍທະນາຄານຕົວເກັບປະຈຸໄຟຟ້າ ແລະ ຕົວນຳໄຟຟ້າໃນຊິບ. ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ CMOS ແບບຄົງທີ່ຍັງໄດ້ຖືກສະເໜີສຳລັບເສົາອາກາດ 50Ω ມາດຕະຖານ ເຊັ່ນດຽວກັນກັບເສົາອາກາດວົງແຫວນທີ່ອອກແບບຮ່ວມກັນ. ມີລາຍງານວ່າເຄື່ອງກວດຈັບພະລັງງານ CMOS ແບບ passive ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອຄວບຄຸມສະວິດທີ່ສົ່ງຜົນຜະລິດຂອງເສົາອາກາດໄປຫາຕົວແກ້ໄຂ ແລະ ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ທີ່ແຕກຕ່າງກັນໂດຍຂຶ້ນກັບພະລັງງານທີ່ມີຢູ່. ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ທີ່ສາມາດຕັ້ງຄ່າໃໝ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ຕົວເກັບປະຈຸທີ່ສາມາດປັບແຕ່ງໄດ້ແບບລວມໄດ້ຖືກສະເໜີ, ເຊິ່ງຖືກປັບແຕ່ງໂດຍການປັບແຕ່ງຢ່າງລະອຽດໃນຂະນະທີ່ວັດແທກຄວາມຕ້ານທານອິນພຸດໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງວິເຄາະເຄືອຂ່າຍເວັກເຕີ. ໃນເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ແບບ microstrip ທີ່ສາມາດຕັ້ງຄ່າໃໝ່ໄດ້, ສະວິດທຣານຊິສເຕີຜົນກະທົບພາກສະໜາມໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອປັບ stubs ການຈັບຄູ່ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຄຸນລັກສະນະສອງແຖບ.
ກະລຸນາເຂົ້າເບິ່ງທີ່: ເພື່ອຮຽນຮູ້ເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບແອນເຕນນາ
ເວລາໂພສ: ສິງຫາ-09-2024
