اينٽينا-ريڪٽيفائر ڪو-ڊيزائن
شڪل 2 ۾ EG ٽوپولوجي جي پيروي ڪندڙ ريڪٽيناس جي خاصيت اها آهي ته اينٽينا سڌو سنئون ريڪٽيفائر سان ملائي وئي آهي، 50Ω معيار جي بدران، جنهن لاءِ ريڪٽيفائر کي طاقت ڏيڻ لاءِ ميچنگ سرڪٽ کي گھٽ ڪرڻ يا ختم ڪرڻ جي ضرورت آهي. هي سيڪشن غير 50Ω اينٽينا سان SoA ريڪٽيناس ۽ نيٽ ورڪ سان ميچنگ کان سواءِ ريڪٽيناس جي فائدن جو جائزو وٺندو آهي.
1. بجليءَ سان ننڍا اينٽينا
LC گونجندڙ رنگ اينٽينا وڏي پيماني تي ايپليڪيشنن ۾ استعمال ڪيا ويا آهن جتي سسٽم جي سائيز نازڪ آهي. 1 GHz کان گهٽ فريڪوئنسي تي، موج جي ڊيگهه معياري ورهايل عنصر اينٽينا کي سسٽم جي مجموعي سائيز کان وڌيڪ جڳهه تي قبضو ڪرڻ جو سبب بڻجي سگهي ٿي، ۽ جسم جي امپلانٽس لاءِ مڪمل طور تي مربوط ٽرانسيور جهڙيون ايپليڪيشنون خاص طور تي WPT لاءِ برقي طور تي ننڍي اينٽينا جي استعمال مان فائدو حاصل ڪن ٿيون.
ننڍي اينٽينا (ويجھو گونج) جي اعليٰ انڊڪٽو امپيڊنس کي سڌو سنئون ريڪٽيفائر کي ڳنڍڻ لاءِ يا اضافي آن-چپ ڪيپيسٽيو ميچنگ نيٽ ورڪ سان استعمال ڪري سگهجي ٿو. بجليءَ سان ننڍا اينٽينا WPT ۾ LP ۽ CP سان 1 GHz کان هيٺ Huygens dipole antennas استعمال ڪندي رپورٽ ڪيا ويا آهن، ka=0.645 سان، جڏهن ته عام dipoles ۾ ka=5.91 (ka=2πr/λ0).
2. ريڪٽيفائر ڪنجوگيٽ اينٽينا
هڪ ڊاءِڊ جو عام ان پٽ امپيڊنس تمام گهڻو ڪيپيسيٽو هوندو آهي، تنهن ڪري ڪنجوگيٽ امپيڊنس حاصل ڪرڻ لاءِ هڪ انڊڪٽو اينٽينا جي ضرورت پوندي آهي. چپ جي ڪيپيسيٽو امپيڊنس جي ڪري، هاءِ امپيڊنس انڊڪٽو اينٽينا کي آر ايف آءِ ڊي ٽيگ ۾ وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويو آهي. ڊائيپول اينٽينا تازو ئي پيچيده امپيڊنس آر ايف آءِ ڊي اينٽينا ۾ هڪ رجحان بڻجي ويا آهن، جيڪي انهن جي گونجندڙ فريڪوئنسي جي ويجهو اعليٰ امپيڊنس (مزاحمت ۽ رد عمل) جي نمائش ڪن ٿا.
انڊڪٽو ڊيپول اينٽينا کي دلچسپي جي فريڪوئنسي بينڊ ۾ ريڪٽيفائر جي اعليٰ ڪيپيسيٽينس سان ملائڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو آهي. فولڊ ٿيل ڊيپول اينٽينا ۾، ڊبل شارٽ لائن (ڊائپول فولڊنگ) هڪ امپيڊنس ٽرانسفارمر طور ڪم ڪري ٿي، جيڪا هڪ انتهائي اعليٰ امپيڊنس اينٽينا جي ڊيزائن کي اجازت ڏئي ٿي. متبادل طور تي، بائيس فيڊنگ انڊڪٽو ري ايڪٽنس ۽ اصل امپيڊنس کي وڌائڻ لاءِ ذميوار آهي. ڪيترن ئي بايسڊ ڊائپول عنصرن کي غير متوازن بو-ٽائي ريڊيل اسٽبس سان گڏ ڪرڻ هڪ ڊبل براڊ بينڊ هاءِ امپيڊنس اينٽينا ٺاهيندو آهي. شڪل 4 ڪجهه رپورٽ ٿيل ريڪٽيفائر ڪنجوگيٽ اينٽينا ڏيکاري ٿو.
شڪل 4
آر ايف اي ايڇ ۽ ڊبليو پي ٽي ۾ تابڪاري جون خاصيتون
فريس ماڊل ۾، ٽرانسميٽر کان هڪ فاصلي تي اينٽينا پاران حاصل ڪيل پاور PRX، رسيور ۽ ٽرانسميٽر حاصلات (GRX، GTX) جو سڌو ڪم آهي.
اينٽينا جي مکيه لوب ڊائريڪشن ۽ پولرائيزيشن سڌي طرح واقعي واري لهر مان گڏ ڪيل طاقت جي مقدار تي اثر انداز ٿين ٿا. اينٽينا ريڊيئيشن خاصيتون اهم پيرا ميٽر آهن جيڪي ايمبيئنٽ RFEH ۽ WPT جي وچ ۾ فرق ڪن ٿا (شڪل 5). جڏهن ته ٻنهي ايپليڪيشنن ۾ پروپيگيشن ميڊيم نامعلوم ٿي سگهي ٿو ۽ وصول ٿيل لهر تي ان جو اثر غور ڪرڻ جي ضرورت آهي، منتقل ڪندڙ اينٽينا جي ڄاڻ کي استعمال ڪري سگهجي ٿو. جدول 3 هن حصي ۾ بحث ڪيل اهم پيرا ميٽرز ۽ RFEH ۽ WPT تي انهن جي لاڳو ٿيڻ جي سڃاڻپ ڪري ٿو.
شڪل 5
1. هدايت ۽ فائدو
گھڻن RFEH ۽ WPT ايپليڪيشنن ۾، اهو فرض ڪيو ويندو آهي ته ڪليڪٽر واقعي جي تابڪاري جي هدايت کي نٿو ڄاڻي ۽ ڪو به لڪير جي نظر (LoS) رستو ناهي. هن ڪم ۾، ڪيترن ئي اينٽينا ڊيزائن ۽ جڳهن جي جاچ ڪئي وئي آهي ته جيئن اڻڄاتل ذريعن کان حاصل ٿيندڙ طاقت کي وڌ کان وڌ ڪري سگهجي، ٽرانسميٽر ۽ رسيور جي وچ ۾ مکيه لوب الائنمينٽ کان آزاد.
ماحولياتي RFEH ريڪٽيناس ۾ اومني ڊائريڪشنل اينٽينا وڏي پيماني تي استعمال ڪيا ويا آهن. ادب ۾، پي ايس ڊي اينٽينا جي رخ جي لحاظ کان مختلف هوندو آهي. بهرحال، طاقت ۾ تبديلي جي وضاحت نه ڪئي وئي آهي، تنهن ڪري اهو طئي ڪرڻ ممڪن ناهي ته تبديلي اينٽينا جي تابڪاري نموني جي ڪري آهي يا پولرائيزيشن جي بي ترتيبي جي ڪري.
RFEH ايپليڪيشنن کان علاوه، مائڪرو ويف WPT لاءِ هاءِ-گين ڊائريڪشنل اينٽينا ۽ ايري وڏي پيماني تي رپورٽ ڪيا ويا آهن ته جيئن گهٽ آر ايف پاور ڊينسٽٽي جي ڪليڪشن ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي سگهجي يا پروپيگيشن نقصانن تي قابو پائي سگهجي. يگي-اُدا ريڪٽينا ايري، بائوٽائي ايري، اسپائرل ايري، مضبوطيءَ سان جوڙيل ويولڊي ايري، CPW CP ايري، ۽ پيچ ايري اسڪيليبل ريڪٽينا لاڳو ڪرڻ مان آهن جيڪي هڪ خاص علائقي جي تحت واقعي جي طاقت جي کثافت کي وڌائي سگهن ٿا. اينٽينا جي حاصلات کي بهتر بڻائڻ لاءِ ٻيا طريقا مائڪرو ويف ۽ ملي ميٽر ويو بينڊ ۾ سبسٽريٽ انٽيگريٽڊ ويو گائيڊ (SIW) ٽيڪنالاجي شامل آهن، جيڪي WPT لاءِ مخصوص آهن. بهرحال، هاءِ-گين ريڪٽينا تنگ بيم ويڊٿ سان نمايان آهن، جيڪي من ماني هدايتن ۾ لهرن جي استقبال کي غير موثر بڻائين ٿا. اينٽينا عنصرن ۽ بندرگاهن جي تعداد ۾ جاچ اهو نتيجو ڪڍيو ته اعليٰ هدايت ايمبيئنٽ RFEH ۾ اعليٰ حاصل ڪيل طاقت سان مطابقت نٿي رکي، ٽن-dimensional من ماني واقعن کي فرض ڪندي؛ اهو شهري ماحول ۾ فيلڊ ماپن ذريعي تصديق ڪيو ويو. هاءِ-گين ايري WPT ايپليڪيشنن تائين محدود ٿي سگهن ٿيون.
هاءِ-گين اينٽينن جي فائدن کي صوابديدي آر ايف اي ايڇ ڏانهن منتقل ڪرڻ لاءِ، ڊائريڪشن جي مسئلي کي ختم ڪرڻ لاءِ پيڪنگنگ يا لي آئوٽ حل استعمال ڪيا ويندا آهن. هڪ ڊبل پيچ اينٽينا رِسٽ بينڊ تجويز ڪيو ويو آهي ته جيئن ايمبيئنٽ وائي فائي آر ايف اي ايڇ مان ٻن طرفن ۾ توانائي حاصل ڪري سگهجي. ايمبيئنٽ سيلولر آر ايف اي ايڇ اينٽينن کي 3D باڪس جي طور تي پڻ ٺاهيو ويو آهي ۽ سسٽم ايريا کي گهٽائڻ ۽ ملٽي ڊائريڪشنل هارويسٽنگ کي فعال ڪرڻ لاءِ ٻاهرين سطحن تي پرنٽ يا چپڪايو وڃي ٿو. ڪيوبڪ ريڪٽينا ڍانچي ايمبيئنٽ آر ايف اي ايڇ ۾ توانائي جي استقبال جي وڌيڪ امڪان کي ظاهر ڪن ٿا.
بيم ويٿ وڌائڻ لاءِ اينٽينا ڊيزائن ۾ بهتري، جنهن ۾ معاون پيراسائيٽڪ پيچ عنصر شامل آهن، 2.4 GHz، 4 × 1 ايري تي WPT کي بهتر بڻائڻ لاءِ ڪيون ويون. هڪ 6 GHz ميش اينٽينا ڪيترن ئي بيم علائقن سان پڻ تجويز ڪيو ويو، جيڪو هر پورٽ ۾ ڪيترن ئي بيم جو مظاهرو ڪري ٿو. ملٽي پورٽ، ملٽي ريڪٽيفائر مٿاڇري ريڪٽينا ۽ توانائي هارويسٽنگ اينٽينا اومني ڊائريڪشنل ريڊيئيشن پيٽرن سان گڏ ملٽي ڊائريڪشنل ۽ ملٽي پولرائزڊ RFEH لاءِ تجويز ڪيا ويا آهن. بيمفارمنگ ميٽرڪس ۽ ملٽي پورٽ اينٽينا ايري سان ملٽي ريڪٽيفائر پڻ هاءِ-گين، ملٽي ڊائريڪشنل انرجي هارويسٽنگ لاءِ تجويز ڪيا ويا آهن.
خلاصو، جڏهن ته گهٽ آر ايف کثافت مان حاصل ڪيل طاقت کي بهتر بڻائڻ لاءِ هاءِ گين اينٽينن کي ترجيح ڏني ويندي آهي، انتهائي هدايتي رسيور شايد انهن ايپليڪيشنن ۾ مثالي نه هجن جتي ٽرانسميٽر جي هدايت نامعلوم هجي (مثال طور، اڻڄاتل پروپيگيشن چينلز ذريعي ايمبيئنٽ آر ايف اي ايڇ يا ڊبليو پي ٽي). هن ڪم ۾، ملٽي ڊائريڪشنل هاءِ گين ڊبليو پي ٽي ۽ آر ايف اي ايڇ لاءِ ڪيترائي ملٽي بيم طريقا تجويز ڪيا ويا آهن.
2. اينٽينا پولرائيزيشن
اينٽينا پولرائيزيشن اينٽينا جي پروپيگيشن جي هدايت جي نسبت برقي فيلڊ ویکٹر جي حرڪت کي بيان ڪري ٿي. پولرائيزيشن جي بي ترتيبي اينٽينا جي وچ ۾ ٽرانسميشن/رسيپشن کي گهٽائي سگھي ٿي جيتوڻيڪ مکيه لوب هدايتون هڪجهڙيون هجن. مثال طور، جيڪڏهن ٽرانسميشن لاءِ عمودي ايل پي اينٽينا استعمال ڪيو وڃي ۽ استقبال لاءِ افقي ايل پي اينٽينا استعمال ڪيو وڃي، ته ڪا به طاقت نه ملندي. هن حصي ۾، وائرليس استقبال جي ڪارڪردگي کي وڌائڻ ۽ پولرائيزيشن بي ترتيبي نقصانن کان بچڻ لاءِ رپورٽ ڪيل طريقن جو جائزو ورتو ويو آهي. پولرائيزيشن جي حوالي سان تجويز ڪيل ريڪٽينا آرڪيٽيڪچر جو خلاصو شڪل 6 ۾ ڏنو ويو آهي ۽ ٽيبل 4 ۾ هڪ مثال SoA ڏنو ويو آهي.
شڪل 6
سيلولر ڪميونيڪيشن ۾، بيس اسٽيشنن ۽ موبائل فونن جي وچ ۾ لڪير واري پولرائيزيشن الائنمينٽ حاصل ڪرڻ ممڪن ناهي، تنهن ڪري بيس اسٽيشن اينٽينن کي ڊبل پولرائيزيشن يا ملٽي پولرائيزيشن ڪرڻ لاءِ ٺاهيو ويو آهي ته جيئن پولرائيزيشن جي بي ترتيب نقصانن کان بچي سگهجي. بهرحال، ملٽي پاٿ اثرات جي ڪري ايل پي لهرن جي پولرائيزيشن تبديلي هڪ حل نه ٿيل مسئلو رهي ٿي. ملٽي پولرائيزيشن موبائل 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 بنيادي طور تي WPT ۾ استعمال ڪيا ويندا آهن ڇاڪاڻ ته اهي بي ترتيبي جي نسبتاً مزاحمتي هوندا آهن. سي پي اينٽينا بجلي جي نقصان کان سواءِ سڀني ايل پي لهرن کان علاوه ساڳئي گردش جي هدايت (کاٻي هٿ يا ساڄي هٿ واري سي پي) سان سي پي تابڪاري حاصل ڪرڻ جي قابل آهن. ڪنهن به صورت ۾، سي پي اينٽينا منتقل ٿئي ٿو ۽ ايل پي اينٽينا 3 ڊي بي نقصان (50٪ بجلي جي نقصان) سان وصول ڪري ٿو. سي پي ريڪٽينا کي 900 ميگا هرٽز ۽ 2.4 گيگا هرٽز ۽ 5.8 گيگا هرٽز صنعتي، سائنسي، ۽ طبي بينڊ سان گڏوگڏ مليميٽر لهرن لاءِ مناسب قرار ڏنو ويو آهي. من ماني طور تي پولرائزڊ لهرن جي آر ايف اي ايڇ ۾، پولرائزيشن تنوع پولرائزيشن بي ترتيبي نقصانن لاءِ هڪ امڪاني حل جي نمائندگي ڪري ٿو.
مڪمل پولرائيزيشن، جنهن کي ملٽي پولرائيزيشن پڻ چيو ويندو آهي، پولرائيزيشن جي بي ترتيب نقصانن کي مڪمل طور تي ختم ڪرڻ لاءِ تجويز ڪيو ويو آهي، جيڪو CP ۽ LP ٻنهي لهرن جي گڏ ڪرڻ کي فعال بڻائي ٿو، جتي ٻه ڊبل پولرائيزڊ آرٿوگونل LP عنصر مؤثر طريقي سان سڀني LP ۽ CP لهرن کي وصول ڪن ٿا. هن کي واضح ڪرڻ لاءِ، عمودي ۽ افقي نيٽ وولٽيج (VV ۽ VH) پولرائيزيشن زاويه جي پرواهه ڪرڻ کان سواءِ مستقل رهن ٿا:
سي پي برقي مقناطيسي لهر "اي" برقي ميدان، جتي بجلي ٻه ڀيرا گڏ ڪئي ويندي آهي (في يونٽ هڪ ڀيرو)، انهي ڪري سي پي جزو مڪمل طور تي حاصل ڪري ٿي ۽ 3 ڊي بي پولرائيزيشن بي ترتيب نقصان تي قابو پائي ٿي:
آخرڪار، ڊي سي ميلاپ ذريعي، من ماني پولرائيزيشن جي واقعن واري لهرن کي حاصل ڪري سگهجي ٿو. شڪل 7 رپورٽ ٿيل مڪمل طور تي پولرائيزڊ ريڪٽينا جي جاميٽري ڏيکاري ٿي.
شڪل 7
خلاصو، وقف ٿيل پاور سپلاءِ سان WPT ايپليڪيشنن ۾، CP کي ترجيح ڏني ويندي آهي ڇاڪاڻ ته اهو اينٽينا جي پولرائيزيشن اينگل جي پرواهه ڪرڻ کان سواءِ WPT ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي ٿو. ٻئي طرف، ملٽي سورس حاصل ڪرڻ ۾، خاص طور تي ايمبيئنٽ ذريعن کان، مڪمل طور تي پولرائيزڊ اينٽينا بهتر مجموعي استقبال ۽ وڌ ۾ وڌ پورٽيبلٽي حاصل ڪري سگهن ٿا؛ آر ايف يا ڊي سي تي مڪمل طور تي پولرائيزڊ پاور کي گڏ ڪرڻ لاءِ ملٽي پورٽ/ملٽي ريڪٽيفائر آرڪيٽيڪچر جي ضرورت هوندي آهي.
خلاصو
هي پيپر RFEH ۽ WPT لاءِ اينٽينا ڊيزائن ۾ تازي ترقي جو جائزو وٺندو آهي، ۽ RFEH ۽ WPT لاءِ اينٽينا ڊيزائن جي هڪ معياري درجه بندي پيش ڪندو آهي جيڪو اڳئين ادب ۾ تجويز نه ڪيو ويو آهي. اعليٰ RF-to-DC ڪارڪردگي حاصل ڪرڻ لاءِ ٽي بنيادي اينٽينا گهرجن جي سڃاڻپ ڪئي وئي آهي:
1. دلچسپي جي RFEH ۽ WPT بينڊز لاءِ اينٽينا ريڪٽيفائر امپيڊنس بينڊوڊٿ؛
2. هڪ وقف ٿيل فيڊ مان WPT ۾ ٽرانسميٽر ۽ رسيور جي وچ ۾ مکيه لوب جي ترتيب؛
3. زاويه ۽ پوزيشن کان سواءِ ريڪٽينا ۽ واقعن واري لهر جي وچ ۾ پولرائيزيشن ميچنگ.
امپيڊنس جي بنياد تي، ريڪٽينا کي 50Ω ۽ ريڪٽيفائر ڪنجوگيٽ ريڪٽينا ۾ ورهايو ويو آهي، مختلف بينڊ ۽ لوڊ جي وچ ۾ امپيڊنس ميچنگ ۽ هر ميچنگ طريقي جي ڪارڪردگي تي ڌيان ڏيڻ سان.
SoA ريڪٽينا جي تابڪاري خاصيتن جو جائزو هدايت ۽ پولرائيزيشن جي نقطه نظر کان ورتو ويو آهي. تنگ بيم ويڊٿ کي ختم ڪرڻ لاءِ بيمفارمنگ ۽ پيڪنگنگ ذريعي حاصلات کي بهتر بڻائڻ جا طريقا بحث هيٺ آهن. آخر ۾، WPT لاءِ CP ريڪٽينا جو جائزو ورتو ويو آهي، WPT ۽ RFEH لاءِ پولرائيزيشن-آزاد استقبال حاصل ڪرڻ لاءِ مختلف عمل درآمد سان گڏ.
اينٽينن بابت وڌيڪ ڄاڻڻ لاءِ، مهرباني ڪري دورو ڪريو:
پوسٽ جو وقت: آگسٽ-16-2024
