1.ບົດແນະນຳ
ການຂຸດຄົ້ນພະລັງງານຄວາມຖີ່ວິທະຍຸ (RF) (RFEH) ແລະການຖ່າຍທອດພະລັງງານໄຮ້ສາຍ radiative (WPT) ໄດ້ດຶງດູດຄວາມສົນໃຈອັນໃຫຍ່ຫຼວງເປັນວິທີການເພື່ອບັນລຸເຄືອຂ່າຍໄຮ້ສາຍແບບຍືນຍົງທີ່ບໍ່ມີຫມໍ້ໄຟ. Rectennas ແມ່ນພື້ນຖານຂອງລະບົບ WPT ແລະ RFEH ແລະມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ພະລັງງານ DC ທີ່ສົ່ງໄປຫາການໂຫຼດ. ອົງປະກອບເສົາອາກາດຂອງ rectenna ມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ປະສິດທິພາບການຂຸດຄົ້ນ, ເຊິ່ງສາມາດແຕກຕ່າງກັນພະລັງງານການຂຸດຄົ້ນໂດຍຄໍາສັ່ງຫຼາຍຂະຫນາດ. ເອກະສານສະບັບນີ້ທົບທວນຄືນການອອກແບບເສົາອາກາດທີ່ໃຊ້ໃນ WPT ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ RFEH ສະພາບແວດລ້ອມ. rectennas ລາຍງານໄດ້ຖືກຈັດປະເພດຕາມສອງເງື່ອນໄຂຕົ້ນຕໍ: ເສົາອາກາດ rectifying impedance bandwidth ແລະລັກສະນະ radiation ຂອງເສົາອາກາດ. ສໍາລັບແຕ່ລະເງື່ອນໄຂ, ຕົວເລກຂອງຄຸນງາມຄວາມດີ (FoM) ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນຖືກກໍານົດແລະທົບທວນການປຽບທຽບ.
WPT ໄດ້ຖືກສະເຫນີໂດຍ Tesla ໃນຕົ້ນສະຕະວັດທີ 20 ເປັນວິທີການສົ່ງຕໍ່ພັນມ້າ. ຄຳສັບ rectenna, ເຊິ່ງອະທິບາຍເຖິງເສົາອາກາດທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຄື່ອງຕັດຕໍ່ເພື່ອເກັບກຳພະລັງງານ RF, ໄດ້ປະກົດຕົວໃນຊຸມປີ 1950 ສຳລັບການສົ່ງພະລັງງານໄມໂຄຣເວບໃນອາວະກາດ ແລະ ນຳໃຊ້ drones ອັດຕະໂນມັດ. Omnidirectional, WPT ໄລຍະຍາວແມ່ນຈໍາກັດໂດຍຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບຂອງຂະຫນາດກາງຂະຫຍາຍພັນ (ອາກາດ). ດັ່ງນັ້ນ, WPT ການຄ້າສ່ວນຫຼາຍແມ່ນຈໍາກັດພຽງແຕ່ການຖ່າຍທອດພະລັງງານທີ່ບໍ່ແມ່ນລັງສີຢູ່ໃກ້ກັບພາກສະຫນາມສໍາລັບການສາກໄຟເອເລັກໂຕຣນິກຜູ້ບໍລິໂພກໄຮ້ສາຍຫຼື RFID.
ເນື່ອງຈາກການບໍລິໂພກພະລັງງານຂອງອຸປະກອນ semiconductor ແລະ nodes sensor ໄຮ້ສາຍຍັງສືບຕໍ່ຫຼຸດລົງ, ມັນຈະກາຍເປັນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຫຼາຍຕໍ່ກັບ nodes sensor ພະລັງງານໂດຍໃຊ້ RFEH ອາກາດລ້ອມຮອບຫຼືການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານ omnidirectional ທີ່ມີພະລັງງານຕ່ໍາທີ່ແຈກຢາຍ. ລະບົບພະລັງງານໄຮ້ສາຍທີ່ມີພະລັງງານຕ່ໍາສຸດໂດຍປົກກະຕິແລ້ວປະກອບດ້ວຍສ່ວນຫນ້າຂອງການຊື້ RF, ພະລັງງານ DC ແລະຄວາມຊົງຈໍາ, ແລະ microprocessor ແລະ transceiver ພະລັງງານຕ່ໍາ.
ຮູບທີ 1 ສະແດງໃຫ້ເຫັນສະຖາປັດຕະຍະກໍາຂອງ node ໄຮ້ສາຍ RFEH ແລະການລາຍງານທົ່ວໄປຂອງການປະຕິບັດດ້ານຫນ້າຂອງ RF. ປະສິດທິພາບໃນຕອນທ້າຍຂອງລະບົບພະລັງງານໄຮ້ສາຍແລະສະຖາປັດຕະຂອງຂໍ້ມູນໄຮ້ສາຍ synchronized ແລະເຄືອຂ່າຍການໂອນພະລັງງານແມ່ນຂຶ້ນກັບການປະຕິບັດຂອງອົງປະກອບສ່ວນບຸກຄົນ, ເຊັ່ນ: ເສົາອາກາດ, rectifiers, ແລະວົງຈອນການຄຸ້ມຄອງພະລັງງານ. ການສໍາຫຼວດວັນນະຄະດີຈໍານວນຫນຶ່ງໄດ້ຖືກດໍາເນີນສໍາລັບພາກສ່ວນຕ່າງໆຂອງລະບົບ. ຕາຕະລາງ 1 ສະຫຼຸບຂັ້ນຕອນການປ່ຽນພະລັງງານ, ອົງປະກອບຫຼັກສໍາລັບການປ່ຽນພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບ, ແລະການສໍາຫຼວດວັນນະຄະດີທີ່ກ່ຽວຂ້ອງສໍາລັບແຕ່ລະພາກສ່ວນ. ວັນນະຄະດີທີ່ຜ່ານມາເນັ້ນໃສ່ເທັກໂນໂລຍີການປ່ຽນພະລັງງານ, ເທັກໂນໂລຢີ rectifier, ຫຼື RFEH ທີ່ຮູ້ຈັກເຄືອຂ່າຍ.
ຮູບທີ 1
ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການອອກແບບເສົາອາກາດບໍ່ໄດ້ຖືກພິຈາລະນາເປັນອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນໃນ RFEH. ເຖິງແມ່ນວ່າບາງວັນນະຄະດີພິຈາລະນາແບນວິດຂອງເສົາອາກາດແລະປະສິດທິພາບຈາກທັດສະນະໂດຍລວມຫຼືຈາກທັດສະນະການອອກແບບເສົາອາກາດສະເພາະ, ເຊັ່ນ: ເສົາອາກາດ miniaturized ຫຼື wearable, ຜົນກະທົບຂອງຕົວກໍານົດການເສົາອາກາດທີ່ແນ່ນອນກ່ຽວກັບການຮັບພະລັງງານແລະປະສິດທິພາບການແປງບໍ່ໄດ້ຖືກວິເຄາະຢ່າງລະອຽດ.
ເອກະສານສະບັບນີ້ທົບທວນເຕັກນິກການອອກແບບເສົາອາກາດໃນ rectennas ດ້ວຍເປົ້າຫມາຍຂອງການຈໍາແນກ RFEH ແລະ WPT ສິ່ງທ້າທາຍການອອກແບບເສົາອາກາດສະເພາະຈາກການອອກແບບເສົາອາກາດການສື່ສານມາດຕະຖານ. ເສົາອາກາດຖືກປຽບທຽບຈາກສອງທັດສະນະ: ການຈັບຄູ່ impedance end-to-end ແລະລັກສະນະ radiation; ໃນແຕ່ລະກໍລະນີ, FoM ໄດ້ຖືກກໍານົດແລະການທົບທວນຄືນໃນສະຖານະພາບ (SoA) ເສົາອາກາດ.
2. ແບນວິດແລະການຈັບຄູ່: ເຄືອຂ່າຍ RF ທີ່ບໍ່ແມ່ນ 50Ω
impedance ລັກສະນະ 50Ω ແມ່ນການພິຈາລະນາເບື້ອງຕົ້ນຂອງການປະນີປະນອມລະຫວ່າງການຫຼຸດຫນ້ອຍລົງແລະພະລັງງານໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກວິສະວະກໍາໄມໂຄເວຟ. ໃນເສົາອາກາດ, ແບນວິດ impedance ຖືກກໍານົດເປັນຊ່ວງຄວາມຖີ່ທີ່ພະລັງງານສະທ້ອນແມ່ນຫນ້ອຍກວ່າ 10% (S11< − 10 dB). ເນື່ອງຈາກເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງລົບກວນຕໍ່າ (LNAs), ເຄື່ອງຂະຫຍາຍພະລັງງານ, ແລະເຄື່ອງກວດຈັບໄດ້ຖືກອອກແບບໂດຍປົກກະຕິດ້ວຍການຈັບຄູ່ impedance input 50Ω, ແຫຼ່ງ 50Ω ແມ່ນອ້າງອີງຕາມປະເພນີ.
ໃນ rectenna, ຜົນຜະລິດຂອງເສົາອາກາດໄດ້ຖືກປ້ອນໂດຍກົງເຂົ້າໄປໃນ rectifier, ແລະຄວາມບໍ່ມີເສັ້ນຂອງ diode ເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງຂະຫນາດໃຫຍ່ໃນ impedance ຂາເຂົ້າ, ກັບອົງປະກອບ capacitive ເດັ່ນ. ສົມມຸດວ່າເສົາອາກາດ 50Ω, ສິ່ງທ້າທາຍຕົ້ນຕໍແມ່ນການອອກແບບເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ RF ເພີ່ມເຕີມເພື່ອຫັນປ່ຽນ impedance ຂາເຂົ້າກັບ impedance ຂອງ rectifier ໃນຄວາມຖີ່ຂອງຄວາມສົນໃຈແລະ optimize ມັນສໍາລັບລະດັບພະລັງງານສະເພາະໃດຫນຶ່ງ. ໃນກໍລະນີນີ້, end-to-end impedance bandwidth ແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອຮັບປະກັນປະສິດທິພາບການແປງ RF ເປັນ DC. ດັ່ງນັ້ນ, ເຖິງແມ່ນວ່າເສົາອາກາດສາມາດບັນລຸແບນວິດທີ່ບໍ່ມີຂອບເຂດທາງທິດສະດີຫຼື ultra-wide ໂດຍໃຊ້ອົງປະກອບແຕ່ລະໄລຍະຫຼືເລຂາຄະນິດທີ່ປະກອບດ້ວຍຕົນເອງ, ແບນວິດຂອງ rectenna ຈະຖືກຂັດຂວາງໂດຍເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ rectifier.
topologies rectenna ຫຼາຍໄດ້ຖືກສະເຫນີເພື່ອບັນລຸການຂຸດຄົ້ນແຖບດຽວແລະຫຼາຍແຖບຫຼື WPT ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນການສະທ້ອນແລະການສົ່ງພະລັງງານສູງສຸດລະຫວ່າງເສົາອາກາດແລະ rectifier. ຮູບທີ 2 ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂຄງສ້າງຂອງ topologies rectenna ທີ່ໄດ້ລາຍງານ, ຈັດປະເພດໂດຍສະຖາປັດຕະຍະກໍາການຈັບຄູ່ impedance. ຕາຕະລາງ 2 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຕົວຢ່າງຂອງ rectennas ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງກ່ຽວກັບແບນວິດຈາກປາຍຫາທ້າຍ (ໃນກໍລະນີນີ້, FoM) ສໍາລັບແຕ່ລະປະເພດ.
ຮູບທີ 2 Rectenna topologies ຈາກທັດສະນະຂອງການຈັບຄູ່ແບນວິດ ແລະ impedance. (a) ເສົາອາກາດວົງດຽວກັບເສົາອາກາດມາດຕະຖານ. (b) Multiband rectenna (ປະກອບດ້ວຍເສົາອາກາດທີ່ປະສົມປະສານກັນຫຼາຍສາຍ) ທີ່ມີຫນຶ່ງ rectifier ແລະເຄືອຂ່າຍທີ່ກົງກັນຕໍ່ແຖບ. (c) Broadband rectenna ທີ່ມີພອດ RF ຫຼາຍແລະເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ແຍກຕ່າງຫາກສໍາລັບແຕ່ລະແຖບ. (d) Broadband rectenna ກັບ broadband antenna ແລະ broadband matching network. (e) ເສົາອາກາດວົງດຽວໂດຍໃຊ້ເສົາອາກາດຂະໜາດນ້ອຍຈັບຄູ່ໂດຍກົງກັບເຄື່ອງປັບ. (f) ແຖບດຽວ, ເສົາອາກາດຂະຫນາດໃຫຍ່ທາງໄຟຟ້າທີ່ມີ impedance ສະລັບສັບຊ້ອນເພື່ອ conjugate ກັບ rectifier ໄດ້. (g) Broadband rectenna ທີ່ມີ impedance ສະລັບສັບຊ້ອນເພື່ອ conjugate ກັບ rectifier ໃນໄລຍະຄວາມຖີ່ຂອງ.
ໃນຂະນະທີ່ WPT ແລະ RFEH ອາກາດລ້ອມຮອບຈາກອາຫານທີ່ອຸທິດຕົນແມ່ນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ rectenna ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ການບັນລຸການຈັບຄູ່ລະຫວ່າງເສົາອາກາດ, rectifier ແລະການໂຫຼດແມ່ນພື້ນຖານເພື່ອບັນລຸປະສິດທິພາບການແປງພະລັງງານສູງ (PCE) ຈາກທັດສະນະຂອງແບນວິດ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, WPT rectennas ສຸມໃສ່ການບັນລຸການຈັບຄູ່ປັດໄຈທີ່ມີຄຸນນະພາບທີ່ສູງຂຶ້ນ (ຕ່ໍາກວ່າ S11) ເພື່ອປັບປຸງ PCE ແຖບດຽວໃນລະດັບພະລັງງານສະເພາະໃດຫນຶ່ງ (topologies a, e ແລະ f). ແບນວິດກວ້າງຂອງ WPT ແຖບດຽວປັບປຸງພູມຕ້ານທານຂອງລະບົບຕໍ່ກັບການກວດພົບ, ຄວາມບົກຜ່ອງດ້ານການຜະລິດແລະການຫຸ້ມຫໍ່ parasitics. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, RFEH rectennas ບູລິມະສິດການດໍາເນີນງານຫຼາຍແຖບແລະຂຶ້ນກັບ topologies bd ແລະ g, ເນື່ອງຈາກວ່າຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ (PSD) ຂອງແຖບດຽວໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຕ່ໍາກວ່າ.
3. ການອອກແບບເສົາອາກາດຮູບສີ່ຫລ່ຽມ
1. ຄື້ນຄວາມຖີ່ດຽວ
ການອອກແບບເສົາອາກາດຂອງ rectenna ຄວາມຖີ່ດຽວ (topology A) ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນອີງໃສ່ການອອກແບບເສົາອາກາດມາດຕະຖານເຊັ່ນ: linear polarization (LP) ຫຼື circular polarization (CP) patch radiating ໃນຍົນດິນ, ເສົາອາກາດ dipole ແລະ inverted F ເສົາອາກາດ. Differential band rectenna ແມ່ນອີງໃສ່ DC array ປະສົມປະສານ configured ກັບຫຼາຍຫນ່ວຍ antenna ຫຼືປະສົມ DC ແລະ RF ປະສົມປະສານຂອງຫຼາຍຫນ່ວຍ patch.
ເນື່ອງຈາກຫຼາຍເສົາອາກາດທີ່ສະເຫນີແມ່ນສາຍອາກາດຄວາມຖີ່ດຽວແລະຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງ WPT ຄວາມຖີ່ດຽວ, ໃນເວລາທີ່ຊອກຫາ RFEH ສະພາບແວດລ້ອມຫຼາຍຄວາມຖີ່, ຫຼາຍສາຍອາກາດຄວາມຖີ່ດຽວໄດ້ຖືກລວມເຂົ້າກັນເປັນຫຼາຍແຖບ rectennas (topology B) ມີການສະກັດກັ້ນການເຊື່ອມຮ່ວມກັນແລະ. ການປະສົມປະສານ DC ເອກະລາດຫຼັງຈາກວົງຈອນການຄຸ້ມຄອງພະລັງງານເພື່ອແຍກພວກມັນຢ່າງສົມບູນຈາກວົງຈອນ RF ທີ່ໄດ້ມາແລະການປ່ຽນແປງ. ນີ້ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີວົງຈອນການຄຸ້ມຄອງພະລັງງານຫຼາຍສໍາລັບແຕ່ລະແຖບ, ເຊິ່ງອາດຈະຫຼຸດລົງປະສິດທິພາບຂອງຕົວແປງສັນຍານເພີ່ມຂຶ້ນເນື່ອງຈາກວ່າພະລັງງານ DC ຂອງແຖບດຽວແມ່ນຕ່ໍາ.
2. ເສົາອາກາດຫຼາຍແຖບ ແລະບໍລະອົດແບນ RFEH
RFEH ສິ່ງແວດລ້ອມມັກຈະກ່ຽວຂ້ອງກັບການຊື້ຫຼາຍແຖບ; ດັ່ງນັ້ນ, ຫຼາຍໆເຕັກນິກໄດ້ຖືກສະເຫນີສໍາລັບການປັບປຸງແບນວິດຂອງການອອກແບບເສົາອາກາດມາດຕະຖານແລະວິທີການປະກອບເປັນສອງແຖບຫຼືແຖບເສົາອາກາດ. ໃນພາກນີ້, ພວກເຮົາທົບທວນການອອກແບບເສົາອາກາດແບບກຳນົດເອງສໍາລັບ RFEHs, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບເສົາອາກາດຫຼາຍແຖບແບບຄລາສສິກທີ່ມີທ່າແຮງທີ່ຈະໃຊ້ເປັນ rectennas.
Coplanar waveguide (CPW) ເສົາອາກາດ monopole ໃຊ້ພື້ນທີ່ຫນ້ອຍກວ່າສາຍອາກາດ microstrip patch ໃນຄວາມຖີ່ດຽວກັນແລະຜະລິດຄື້ນ LP ຫຼື CP, ແລະມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບ rectennas ສະພາບແວດລ້ອມຄວາມຖີ່ກ້ວາງ. ຍົນສະທ້ອນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມຄວາມໂດດດ່ຽວແລະປັບປຸງການໄດ້ຮັບ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ຮູບແບບການຮັງສີທີ່ຄ້າຍຄືກັບສາຍອາກາດ patch. ເສົາອາກາດທາງຄື້ນ coplanar ແບບສະລັອດຕິງຖືກໃຊ້ເພື່ອປັບປຸງແບນວິດ impedance ສໍາລັບຫຼາຍແຖບຄວາມຖີ່, ເຊັ່ນ: 1.8–2.7 GHz ຫຼື 1–3 GHz. ເສົາອາກາດສະລັອດຕິງແບບຄູ່ແລະເສົາອາກາດ patch ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປໃນການອອກແບບ rectenna ຫຼາຍແຖບ. ຮູບທີ 3 ສະແດງໃຫ້ເຫັນບາງສາຍອາກາດຫຼາຍແຖບທີ່ໄດ້ລາຍງານທີ່ໃຊ້ເຕັກນິກການປັບປຸງແບນວິດຫຼາຍກວ່າໜຶ່ງອັນ.
ຮູບ 3
Antenna-Rectifier Impedance Matching
ການຈັບຄູ່ເສົາອາກາດ 50Ω ກັບເຄື່ອງປັບປ່ຽນທີ່ບໍ່ແມ່ນເສັ້ນແມ່ນເປັນສິ່ງທ້າທາຍເພາະວ່າຄວາມດັນຂາເຂົ້າຂອງມັນແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍກັບຄວາມຖີ່. ໃນ topologies A ແລະ B (ຮູບ 2), ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ທົ່ວໄປແມ່ນການຈັບຄູ່ LC ໂດຍໃຊ້ອົງປະກອບ lumped; ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ແບນວິດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຕ່ໍາກວ່າແຖບການສື່ສານສ່ວນໃຫຍ່. ການຈັບຄູ່ stub ແຖບດຽວແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປໃນ microwave ແລະ millimeter-wave bands ຕ່ໍາກວ່າ 6 GHz, ແລະ rectennas millimeter-wave ລາຍງານມີແບນວິດແຄບໂດຍພື້ນຖານແລ້ວເນື່ອງຈາກວ່າແບນວິດ PCE ຂອງເຂົາເຈົ້າແມ່ນ bottlenecked ໂດຍການສະກັດກັ້ນການປະສົມກົມກຽວຜົນຜະລິດ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາເຫມາະສົມໂດຍສະເພາະສໍາລັບການດຽວ. ແອັບພລິເຄຊັນ WPT ໃນແຖບ 24 GHz ທີ່ບໍ່ມີໃບອະນຸຍາດ.
rectennas ໃນ topologies C ແລະ D ມີເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ທີ່ສັບສົນຫຼາຍ. ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ເສັ້ນທີ່ແຈກຢາຍຢ່າງເຕັມທີ່ໄດ້ຖືກສະເຫນີສໍາລັບການຈັບຄູ່ຄວາມຖີ່ຂອງຄວາມຖີ່, ໂດຍມີ RF block / DC short circuit (pass filter) ຢູ່ທີ່ຜອດຜົນຜະລິດຫຼືຕົວເກັບປະຈຸຕັນ DC ເປັນເສັ້ນທາງກັບຄືນສໍາລັບ diode harmonics. ອົງປະກອບຂອງ rectifier ສາມາດຖືກທົດແທນໂດຍແຜ່ນວົງຈອນພິມ (PCB) capacitors interdigitated, ເຊິ່ງຖືກສັງເຄາະໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງມືອັດຕະໂນມັດການອອກແບບເອເລັກໂຕຣນິກການຄ້າ. ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ rectenna broadband ອື່ນ ໆ ໄດ້ສົມທົບອົງປະກອບ lumped ສໍາລັບການຈັບຄູ່ກັບຄວາມຖີ່ຕ່ໍາແລະອົງປະກອບທີ່ແຈກຢາຍສໍາລັບການສ້າງ RF ສັ້ນຢູ່ໃນວັດສະດຸປ້ອນ.
ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງ impedance ວັດສະດຸປ້ອນທີ່ສັງເກດເຫັນໂດຍການໂຫຼດຜ່ານແຫຼ່ງ (ເອີ້ນວ່າເຕັກນິກການດຶງແຫຼ່ງ) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນການອອກແບບ rectifier broadband ກັບ 57% ແບນວິດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ (1.25-2.25 GHz) ແລະ 10% PCE ສູງກວ່າເມື່ອທຽບກັບວົງຈອນທີ່ມີກ້ອນຫຼືແຈກຢາຍ. . ເຖິງແມ່ນວ່າເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ຖືກອອກແບບໂດຍປົກກະຕິເພື່ອໃຫ້ກົງກັບເສົາອາກາດໃນທົ່ວແບນວິດ 50Ω, ມີບົດລາຍງານໃນວັນນະຄະດີບ່ອນທີ່ເສົາອາກາດບໍລະອົດແບນຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຄື່ອງປັບສັນຍານແຄບ.
ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ອົງປະກອບແບບລູກປະສົມ ແລະອົງປະກອບທີ່ແຈກຢາຍໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນ topologies C ແລະ D, ດ້ວຍຊຸດ inductors ແລະ capacitors ເປັນອົງປະກອບທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ. ເຫຼົ່ານີ້ຫຼີກເວັ້ນໂຄງສ້າງທີ່ສັບສົນເຊັ່ນ: ຕົວເກັບປະຈຸ interdigitated, ເຊິ່ງຕ້ອງການການສ້າງແບບຈໍາລອງແລະການຜະລິດທີ່ຖືກຕ້ອງກວ່າສາຍ microstrip ມາດຕະຖານ.
ພະລັງງານ input ກັບ rectifier ຜົນກະທົບຕໍ່ input impedance ເນື່ອງຈາກ nonlinearity ຂອງ diode ໄດ້. ດັ່ງນັ້ນ, rectenna ຖືກອອກແບບມາເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບ PCE ສໍາລັບລະດັບພະລັງງານການປ້ອນຂໍ້ມູນສະເພາະແລະການໂຫຼດ impedance. ເນື່ອງຈາກ diodes ຕົ້ນຕໍແມ່ນ impedance ສູງ capacitive ຢູ່ຄວາມຖີ່ຕ່ໍາກວ່າ 3 GHz, rectennas broadband ທີ່ກໍາຈັດເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ຫຼືຫຼຸດຜ່ອນວົງຈອນການຈັບຄູ່ແບບງ່າຍດາຍໄດ້ຖືກສຸມໃສ່ຄວາມຖີ່ Prf> 0 dBm ແລະສູງກວ່າ 1 GHz, ເນື່ອງຈາກວ່າ diodes ມີ impedance capacitive ຕ່ໍາແລະສາມາດຈັບຄູ່ກັນໄດ້ດີ. ຕໍ່ກັບເສົາອາກາດ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຫຼີກເວັ້ນການອອກແບບເສົາອາກາດທີ່ມີປະຕິກິລິຍາປ້ອນຂໍ້ມູນ > 1,000Ω.
ການຈັບຄູ່ impedance ທີ່ສາມາດປັບຕົວໄດ້ ຫຼືສາມາດປັບຕັ້ງຄ່າຄືນໃໝ່ໄດ້ເຫັນໄດ້ໃນ CMOS rectennas, ບ່ອນທີ່ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ປະກອບດ້ວຍທະນາຄານ capacitor ເທິງຊິບ ແລະ inductors. ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ CMOS ແບບຄົງທີ່ຍັງໄດ້ຖືກສະເຫນີສໍາລັບເສົາອາກາດ 50Ω ມາດຕະຖານເຊັ່ນດຽວກັນກັບເສົາອາກາດທີ່ມີການອອກແບບຮ່ວມກັນ. ມັນໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າເຄື່ອງກວດຈັບພະລັງງານ CMOS ຕົວຕັ້ງຕົວຕີໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຄວບຄຸມສະຫວິດທີ່ນໍາຜົນອອກຂອງເສົາອາກາດໄປຫາເຄື່ອງ rectifiers ທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະເຄືອຂ່າຍທີ່ກົງກັນໂດຍອີງຕາມພະລັງງານທີ່ມີຢູ່. ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ທີ່ສາມາດປັບຕັ້ງຄ່າໄດ້ໂດຍໃຊ້ຕົວເກັບປະຈຸທີ່ສາມາດປັບໄດ້ lumped ໄດ້ຖືກສະເຫນີ, ເຊິ່ງຖືກປັບໂດຍການປັບລະອຽດໃນຂະນະທີ່ການວັດແທກ impedance ວັດສະດຸປ້ອນໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງວິເຄາະເຄືອຂ່າຍ vector. ໃນເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ microstrip ທີ່ສາມາດປັບຕັ້ງຄ່າໄດ້, ສະວິດ transistor ຜົນກະທົບພາກສະຫນາມໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປັບ stubs ການຈັບຄູ່ເພື່ອບັນລຸລັກສະນະສອງແຖບ.
ເພື່ອສຶກສາເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບເສົາອາກາດ, ກະລຸນາເຂົ້າໄປທີ່:
ເວລາປະກາດ: ສິງຫາ-09-2024
