Antenna-Rectifier Co-design
شڪل 2 ۾ EG ٽوپولوجي جي پٺيان ريڪٽينا جي خصوصيت اها آهي ته اينٽينا 50Ω معيار جي بجاءِ سڌو سنئون ريڪٽيفائر سان مليل آهي، جنهن کي ريڪٽيفائر کي طاقت ڏيڻ لاءِ ملندڙ سرڪٽ کي گھٽائڻ يا ختم ڪرڻ جي ضرورت آهي. هي سيڪشن SoA ريڪٽينا جي فائدن جو جائزو وٺي ٿو غير 50Ω اينٽيننا ۽ ريڪٽينا سان گڏ نيٽ ورڪن کان سواءِ.
1. اليڪٽريڪل ننڍي اينٽيننا
LC گونج ڪندڙ انگوزي اينٽينن کي وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويو آهي ايپليڪيشنن ۾ جتي سسٽم سائيز نازڪ آهي. 1 GHz کان هيٺ فريڪوئنسيز تي، موج جي ڊيگهه سبب ٿي سگھي ٿي معياري ورهايل عنصر اينٽينن کي سسٽم جي مجموعي سائيز کان وڌيڪ جاء تي قبضو ڪرڻ، ۽ ايپليڪيشنون جهڙوڪ مڪمل طور تي مربوط ٽرانسيور جسماني امپلانٽس لاء خاص طور تي WPT لاء برقي طور تي ننڍي اينٽينن جي استعمال مان فائدو وٺن ٿيون.
ننڍي اينٽينا جي اعلي انسائيڪلوپيڊيا رڪاوٽ (ويجھو گونج) استعمال ڪري سگھجن ٿيون سڌو سنئون ريڪٽيفائر يا اضافي آن-چپ ڪيپيسيٽيو ميچنگ نيٽ ورڪ سان. اليڪٽرڪ طور تي ننڍا اينٽيننا رپورٽ ڪيا ويا آهن WPT سان LP ۽ CP هيٺان 1 GHz استعمال ڪندي Huygens dipole antennas سان، ka=0.645 سان، جڏهن ته ka=5.91 عام ڊپولس ۾ (ka=2πr/λ0).
2. Rectifier conjugate antenna
ڊاءِڊ جو عام انپٽ مائپيڊنس انتهائي ظرفيت وارو هوندو آهي، تنهنڪري ڪنجوگيٽ مائبادي کي حاصل ڪرڻ لاءِ هڪ انسٽيڪٽ انٽينا جي ضرورت هوندي آهي. چپ جي capacitive impedance جي ڪري، اعلي impedance inductive antennas وڏي پيماني تي RFID ٽيگ ۾ استعمال ڪيو ويو آهي. ڊيپول اينٽيننا تازو ئي پيچيده رڪاوٽ RFID اينٽينن ۾ هڪ رجحان بڻجي ويا آهن، انهن جي گونج واري تعدد جي ويجهو اعلي رڪاوٽ (مزاحمت ۽ رد عمل) جي نمائش.
Inductive dipole antennas استعمال ڪيا ويا آھن rectifier جي اعلي ظرفيت سان ملائڻ لاءِ دلچسپي جي فريڪوئنسي بينڊ ۾. فولڊ ٿيل ڊيپول اينٽينا ۾، ڊبل شارٽ لائين (ڊائپول فولڊنگ) هڪ اميپيڊينس ٽرانسفارمر جي طور تي ڪم ڪري ٿي، جيڪا انتهائي تيز اميپيڊنس اينٽينا جي ڊيزائن جي اجازت ڏئي ٿي. متبادل طور تي، تعصب کاڌ خوراڪ کي وڌائڻ لاء ذميوار آهي inductive reactance سان گڏو گڏ حقيقي رڪاوٽ. غير متوازن بو-ٽائي ريڊيل اسٽبس سان ڪيترن ئي طرفدار ڊيپول عناصر کي گڏ ڪرڻ هڪ ڊبل براڊ بينڊ هاءِ امپيڊنس اينٽينا ٺاهي ٿو. شڪل 4 ڏيکاري ٿو ڪجهه رپورٽ ٿيل ريڪٽيفير ڪنجوگيٽ اينٽيننا.
شڪل 4
RFEH ۽ WPT ۾ تابڪاري خاصيتون
فريس ماڊل ۾، ٽرانسميٽر کان فاصلي تي اينٽينا پاران حاصل ڪيل پاور PRX وصول ڪندڙ ۽ ٽرانسميٽر جي حاصلات (GRX، GTX) جو سڌو ڪم آهي.
اينٽينا جي مکيه لوب جي هدايت ۽ پولارائيزيشن سڌو سنئون اثر اندازي جي موج مان گڏ ڪيل طاقت جي مقدار تي. اينٽينا تابڪاري خاصيتون اھم پيٽرولر آھن جيڪي محيطي RFEH ۽ WPT جي وچ ۾ فرق ڪن ٿيون (شڪل 5). جڏهن ته ٻنهي ايپليڪيشنن ۾ پروپيگيشن وچولي اڻڄاتل ٿي سگهي ٿي ۽ وصول ٿيل موج تي ان جي اثر کي غور ڪرڻ جي ضرورت آهي، منتقلي اينٽينا جي ڄاڻ جو استحصال ڪري سگهجي ٿو. جدول 3 ھن سيڪشن ۾ بحث ڪيل اھم پيرا ميٽرن جي سڃاڻپ ڪري ٿو ۽ انھن جي RFEH ۽ WPT تي لاڳو ٿئي ٿي.
شڪل 5
1. هدايت ۽ حاصل
اڪثر RFEH ۽ WPT ايپليڪيشنن ۾، اهو فرض ڪيو ويو آهي ته ڪليڪٽر کي واقعي جي تابڪاري جي هدايت جي خبر ناهي ۽ نه ئي لائن آف نظر (LoS) رستو آهي. هن ڪم ۾، ڪيترن ئي اينٽينا ڊزائينز ۽ جڳهه جي تحقيق ڪئي وئي آهي ته اڻڄاتل ذريعن کان حاصل ڪيل طاقت کي وڌائڻ لاء، ٽرانسميٽر ۽ وصول ڪندڙ جي وچ ۾ مکيه لاب جي ترتيب کان آزاد.
Omnidirectional antennas وڏي پيماني تي ماحولياتي RFEH rectennas ۾ استعمال ڪيو ويو آهي. ادب ۾، پي ايس ڊي انٽينا جي واقفيت تي منحصر ڪري ٿو. بهرحال، طاقت ۾ تبديلي جي وضاحت نه ڪئي وئي آهي، تنهن ڪري اهو طئي ڪرڻ ممڪن ناهي ته ڇا تبديلي اينٽيننا جي تابڪاري نموني جي سبب آهي يا پولرائزيشن جي ميلاپ جي سبب.
RFEH ايپليڪيشنن کان علاوه، مائيڪرو ويو WPT لاءِ وڏي پئماني تي رپورٽ ڪئي وئي آهي RFEH ايپليڪيشنون، اعليٰ فائدن واري ڊائريڪشنل اينٽيناز ۽ آريز کي ٻڌايو ويو آهي ته جيئن گھٽ RF پاور ڊانسٽي جي ڪليڪشن جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي سگهجي يا پروپيگيشن نقصانات کي ختم ڪيو وڃي. Yagi-Uda rectenna arrays، bowtie arrays، spiral arrays، tightly coupled Vivaldi arrays، CPW CP arrays، ۽ patch arrays اسپيبلبل rectenna جي عملن مان آھن جيڪي ھڪ خاص علائقي جي ھيٺان واقعي جي طاقت جي کثافت کي وڌائي سگھن ٿا. اينٽينا جي حاصلات کي بهتر ڪرڻ لاءِ ٻيا طريقا شامل آهن سبسٽريٽ انٽيگريٽيڊ ويو گائيڊ (SIW) ٽيڪنالاجي مائڪرو ويڪرو ۽ مليميٽر موج بينڊ ۾، مخصوص WPT لاءِ. جڏهن ته، اعليٰ حاصل ڪرڻ وارا ريڪٽينا تنگ بيم ويڊٿن جي خصوصيت رکيا ويا آهن، جيڪي پنهنجي مرضيءَ واري طرفن ۾ لهرن جي استقبال کي غير موثر بڻائيندا آهن. اينٽينا عنصرن ۽ بندرگاهن جي تعداد ۾ تحقيق ان نتيجي تي پهتي آهي ته اعليٰ هدايتون آر ايف اي ايڇ جي محيطي ۾ اعليٰ حاصل ڪيل طاقت سان واسطو نه رکي ٿي، فرض ڪري ٽن طرفن واري خودمختاري واقعن کي؛ اها تصديق ڪئي وئي شهري ماحول ۾ فيلڊ جي ماپ ذريعي. اعلي حاصل ڪيل صفون WPT ايپليڪيشنن تائين محدود ٿي سگهن ٿيون.
اعليٰ فائدن واري اينٽينن جي فائدن کي آر ايف اي ايڇز کي منتقل ڪرڻ لاءِ، پيڪنگنگ يا لي آئوٽ حل استعمال ڪيا ويندا آهن هدايت جي مسئلي کي ختم ڪرڻ لاءِ. هڪ ٻٽي-پيچ اينٽينا کلائي ٻن طرفن ۾ وسيع وائي فائي RFEHs مان توانائي حاصل ڪرڻ لاءِ تجويز ڪيل آهي. محيطي سيلولر RFEH اينٽيننا پڻ 3D باڪس طور ٺهيل آهن ۽ سسٽم جي ايراضي کي گهٽائڻ ۽ گهڻ طرفي فصلن کي فعال ڪرڻ لاءِ خارجي سطحن تي ڇپيل يا ان تي عمل ڪيو ويو آهي. ڪعبي ريڪٽينا ڍانچو نمائش ڪري ٿو توانائي جي استقبال جي اعلي امڪاني ماحوليات RFEHs ۾.
بيم ويڊٿ کي وڌائڻ لاءِ اينٽينا ڊيزائن ۾ بهتري، بشمول معاون پارسيٽڪ پيچ عناصر، 2.4 GHz، 4 × 1 صفن تي WPT کي بهتر ڪرڻ لاءِ ڪيون ويون. هڪ 6 GHz ميش اينٽينا ڪيترن ئي بيم علائقن سان پڻ تجويز ڪيو ويو، هر بندرگاهن تي ڪيترن ئي بيم جو مظاهرو ڪيو. ملٽي-پورٽ، ملٽي ريڪٽائيئر مٿاڇري ريڪٽينا ۽ انرجي هارويسٽنگ اينٽينا جن سان omnidirectional تابڪاري جي نمونن لاءِ تجويز ڪيا ويا آهن ملٽي-ڊائريڪشنل ۽ ملٽي پولرائزڊ RFEH لاءِ. بيمفارمنگ ميٽرڪس ۽ ملٽي پورٽ اينٽينا آري سان ملٽي ريڪٽيفائر پڻ پيش ڪيا ويا آهن اعليٰ حاصلات لاءِ، گهڻ طرفي توانائي جي حاصلات لاءِ.
خلاصو، جڏهن ته اعليٰ فائدن واري اينٽينن کي ترجيح ڏني ويندي آهي ته جيئن گهٽ آر ايف جي کثافت مان حاصل ڪيل طاقت کي بهتر بڻائي سگهجي، انتهائي هدايتي رسيور شايد انهن ايپليڪيشنن ۾ مثالي نه هجن جتي ٽرانسميٽر جو رخ نامعلوم هجي (مثال طور، ايمبيئنٽ RFEH يا WPT اڻڄاتل پروپيگيشن چينلز ذريعي). ھن ڪم ۾، گھڻن ملٽي-بيم طريقا پيش ڪيا ويا آھن گھڻن طرفي ھاء فائين WPT ۽ RFEH لاءِ.
2. Antenna Polarization
اينٽينا پولارائيزيشن بيان ڪري ٿي برقي فيلڊ ویکٹر جي حرڪت کي اينٽينا جي پروپيگيشن هدايت جي نسبت سان. پولرائيزيشن جي بي ميلاپ سبب ٿي سگھي ٿي گھٽ ٽرانسميشن/استقبال اينٽينن جي وچ ۾ جيتوڻيڪ جڏهن مکيه لوب جي هدايتن کي ترتيب ڏنو وڃي. مثال طور، جيڪڏهن هڪ عمودي LP اينٽينا ٽرانسميشن لاءِ استعمال ٿئي ٿي ۽ افقي LP اينٽينا استقبال لاءِ استعمال ٿئي ٿي، ڪابه طاقت حاصل نه ٿيندي. هن حصي ۾، وائرليس استقبال جي ڪارڪردگي کي وڌائڻ ۽ پولرائيزيشن بي ميل نقصان کان بچڻ لاء ڄاڻايل طريقن جو جائزو ورتو ويو آهي. پولرائزيشن جي حوالي سان تجويز ڪيل ريڪٽينا آرڪيٽيڪچر جو خلاصو شڪل 6 ۾ ڏنو ويو آهي ۽ هڪ مثال SoA جدول 4 ۾ ڏنو ويو آهي.
تصوير 6
سيلولر ڪميونيڪيشن ۾، بيس اسٽيشنن ۽ موبائيل فونن جي وچ ۾ لڪير پولرائزيشن الائنمينٽ حاصل ٿيڻ ممڪن ناهي، ان ڪري بيس اسٽيشن اينٽينن کي ڊبل پولرائز يا ملٽي پولرائز ڪرڻ لاءِ ٺاهيو ويو آهي ته جيئن پولرائيزيشن جي ميلاپ جي نقصان کان بچڻ لاءِ. بهرحال، ملٽي پاٿ اثرات جي ڪري ايل پي لهرن جي پولارائيزيشن تبديلي هڪ حل ٿيل مسئلو رهي ٿي. ملٽي پولرائزڊ موبائيل بيس اسٽيشنن جي مفروضي جي بنياد تي، سيلولر آر ايف اي ايڇ اينٽينن کي ايل پي اينٽينن جي طور تي ٺاهيو ويو آهي.
سي پي ريڪٽينا خاص طور تي WPT ۾ استعمال ڪيا ويا آهن ڇاڪاڻ ته اهي نسبتا مزاحمتي آهن بي ميل. سي پي اينٽينا طاقت جي نقصان کان سواءِ سڀني LP لهرن کان علاوه ساڳي گردش جي هدايت (کاٻي هٿ يا ساڄي هٿ واري CP) سان CP تابڪاري حاصل ڪرڻ جي قابل آهن. ڪنهن به صورت ۾، سي پي اينٽينا منتقل ڪري ٿي ۽ ايل پي اينٽينا 3 ڊي بي نقصان (50٪ پاور نقصان) سان حاصل ڪري ٿي. سي پي ريڪٽيناس کي 900 ميگا هرٽز ۽ 2.4 گيگا هرٽز ۽ 5.8 گيگا هرٽز صنعتي، سائنسي ۽ طبي بينڊز سان گڏوگڏ مليمٽر موجن لاءِ موزون قرار ڏنو ويو آهي. آر ايف اي ايڇ آر بي ترتيبي طور تي پولرائزڊ لهرن جي، پولرائيزيشن تنوع پولرائيزيشن بي ميل نقصانات جي امڪاني حل جي نمائندگي ڪري ٿو.
مڪمل پولرائيزيشن، جنهن کي ملٽي پولرائيزيشن جي نالي سان پڻ سڃاتو وڃي ٿو، مڪمل طور تي پولرائيزيشن جي غلط ميلاپ جي نقصانن کي ختم ڪرڻ لاءِ تجويز ڪيو ويو آهي، ٻنهي CP ۽ LP لهرن کي گڏ ڪرڻ جي قابل بڻائي، جتي ٻه ٻٽي-پولرائزڊ آرٿوگونل ايل پي عناصر تمام LP ۽ CP لهرن کي مؤثر طريقي سان حاصل ڪن ٿا. هن کي واضع ڪرڻ لاء، عمودي ۽ افقي خالص وولٽيز (VV ۽ VH) مسلسل رهي ٿو، قطع نظر پولرائزيشن زاويه:
CP برقياتي مقناطيسي موج "E" برقي ميدان، جتي طاقت ٻه ڀيرا گڏ ڪئي وئي آهي (هڪ ڀيرو في يونٽ)، ان ڪري مڪمل طور تي CP جزو حاصل ڪري ٿو ۽ 3 dB پولرائزيشن بي ميل نقصان تي قابو پائي ٿو:
آخرڪار، ڊي سي ميلاپ ذريعي، خودمختاري پولرائزيشن جي واقعن جي موج حاصل ڪري سگهجي ٿي. شڪل 7 ڏيکاري ٿو جيوميٽري رپورٽ ڪيل پوري پولرائزڊ ريڪٽينا جي.
تصوير 7
خلاصو، WPT ايپليڪيشنن ۾ وقف ٿيل بجلي جي فراهمي سان، سي پي کي ترجيح ڏني وئي آهي ڇاڪاڻ ته اها اينٽينا جي پولرائزيشن زاوي کان سواء WPT ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي ٿي. ٻئي طرف، گھڻن ذريعن جي حصول ۾، خاص طور تي محيطي ذريعن کان، مڪمل طور تي پولر ٿيل اينٽينن کي بهتر مجموعي استقبال ۽ وڌ ۾ وڌ پورائيبلٽي حاصل ڪري سگھن ٿا؛ ملٽي پورٽ/ملٽي ريڪٽيفير آرڪيٽيڪچرز کي آر ايف يا ڊي سي تي مڪمل طور تي پولرائزڊ پاور کي گڏ ڪرڻ جي ضرورت آهي.
خلاصو
هي پيپر RFEH ۽ WPT لاءِ اينٽينا ڊيزائن ۾ تازي پيش رفت جو جائزو وٺي ٿو، ۽ RFEH ۽ WPT لاءِ اينٽينا ڊيزائن جي معياري درجي بندي جو تجويز ڪري ٿو جيڪو اڳئين ادب ۾ پيش نه ڪيو ويو آهي. اعليٰ آر ايف کان ڊي سي ڪارڪردگي حاصل ڪرڻ لاءِ ٽي بنيادي اينٽينا گهرجن جي نشاندهي ڪئي وئي آهي:
1. دلچسپي جي RFEH ۽ WPT بينڊن لاءِ اينٽينا ريڪٽيائير امپيڊنس بينڊوڊٿ؛
2. هڪ وقف فيڊ مان WPT ۾ ٽرانسميٽر ۽ وصول ڪندڙ جي وچ ۾ مکيه لوب جي ترتيب؛
3. زاويه ۽ پوزيشن کان سواءِ ريڪٽينا ۽ واقعي واري لهر جي وچ ۾ پولرائزيشن جو ميلاپ.
رڪاوٽ جي بنياد تي، ريڪٽينا کي 50Ω ۽ ريڪٽيفير ڪنجوگيٽ ريڪٽيناس ۾ ورهايو ويو آهي، مختلف بينڊن ۽ لوڊن جي وچ ۾ رڪاوٽ جي ميلاپ تي ڌيان ڏيڻ ۽ هر ملائڻ واري طريقي جي ڪارڪردگي تي.
SoA ريڪٽيناس جي تابڪاري خاصيتن جو جائزو ورتو ويو آهي هدايت ۽ پولرائزيشن جي نقطه نظر کان. بيم فارمنگ ۽ پيڪنگنگ ذريعي حاصلات کي بهتر ڪرڻ جا طريقا تنگ بيم ويڊٿ کي ختم ڪرڻ لاءِ بحث ڪيو ويو آهي. آخرڪار، WPT لاءِ CP rectennas جو جائزو ورتو ويو، WPT ۽ RFEH لاءِ پولرائزيشن-آزاد استقبال حاصل ڪرڻ لاءِ مختلف عملن سان گڏ.
antennas بابت وڌيڪ ڄاڻڻ لاء، مهرباني ڪري دورو ڪريو:
پوسٽ جو وقت: آگسٽ-16-2024
