Diseño Primario de Rectificador RF-a-DC de Triple Banda de Alta Eficiencia para Sistemas de Captación de Energía RF
Autores: Papadopoulou, Maria S.; Boursianis, Achilles D.; Volos, Christos K.; Stouboulos, Ioannis N.; Nikolaidis, Spyridon; Goudos, Sotirios K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Diseño Primario de Rectificador RF-a-DC de Triple Banda de Alta Eficiencia para Sistemas de Captación de Energía RF
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Telecomunicaciones
Palabras clave
Cosecha de energía de RF
Redes de sensores inalámbricos
Rectificador de triple banda
Circuito de adaptación de impedancia
Algoritmo genético
Eficiencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
La recolección de energía de radiofrecuencia (RF) ha surgido como un método potencialmente confiable para reemplazar la costosa y difícil de mantener fuente de redes de sensores inalámbricos de bajo consumo. Se ha propuesto en la literatura una plétora de diseños de rectificadores de doble banda que operan en varias bandas de frecuencia. En este artículo, se presenta un rectificador RF a DC de triple banda que opera en las bandas de frecuencia de LoRaWAN, GSM-900 y WiFi 2.4 GHz. El sistema está compuesto por un circuito de adaptación de impedancia, un rectificador RF a DC, que convierte la energía RF ambiental en voltaje DC capaz de alimentar dispositivos de bajo consumo, y una carga de salida. El sistema propuesto resuena en tres frecuencias diferentes de 866 MHz, 948 MHz y 2423 MHz, que caen dentro de las bandas de frecuencia de interés mencionadas. La solución factible del sistema propuesto se basó en un rectificador de doble banda que opera en las bandas de frecuencia de LoRaWAN y GSM-900. Se utilizó una serie de stub de derivación en el diseño inicial para formar la solución factible del sistema propuesto. El rectificador de triple banda propuesto fue optimizado utilizando un potente algoritmo de optimización, es decir, el algoritmo genético. El sistema en general mostró características mejoradas en comparación con el diseño inicial en términos de su resonancia. Los resultados numéricos demostraron que el sistema en general exhibió una eficiencia del 81% con 3.23 V de voltaje de salida, para una potencia de entrada de 0 dBm y una carga de 13 kOhm.
Descripción
La recolección de energía de radiofrecuencia (RF) ha surgido como un método potencialmente confiable para reemplazar la costosa y difícil de mantener fuente de redes de sensores inalámbricos de bajo consumo. Se ha propuesto en la literatura una plétora de diseños de rectificadores de doble banda que operan en varias bandas de frecuencia. En este artículo, se presenta un rectificador RF a DC de triple banda que opera en las bandas de frecuencia de LoRaWAN, GSM-900 y WiFi 2.4 GHz. El sistema está compuesto por un circuito de adaptación de impedancia, un rectificador RF a DC, que convierte la energía RF ambiental en voltaje DC capaz de alimentar dispositivos de bajo consumo, y una carga de salida. El sistema propuesto resuena en tres frecuencias diferentes de 866 MHz, 948 MHz y 2423 MHz, que caen dentro de las bandas de frecuencia de interés mencionadas. La solución factible del sistema propuesto se basó en un rectificador de doble banda que opera en las bandas de frecuencia de LoRaWAN y GSM-900. Se utilizó una serie de stub de derivación en el diseño inicial para formar la solución factible del sistema propuesto. El rectificador de triple banda propuesto fue optimizado utilizando un potente algoritmo de optimización, es decir, el algoritmo genético. El sistema en general mostró características mejoradas en comparación con el diseño inicial en términos de su resonancia. Los resultados numéricos demostraron que el sistema en general exhibió una eficiencia del 81% con 3.23 V de voltaje de salida, para una potencia de entrada de 0 dBm y una carga de 13 kOhm.