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Efficiency-Enhancement of 2.45-GHz Energy Harvesting Circuit Using Integrated CPW-MS Structure at Low RF Input Power Aumento da eficiência do circuito de coleta de energia de 2.45 GHz usando estrutura CPW-MS integrada com baixa potência de entrada de RF

Mohamed M. MANSOUR, Haruichi KANAYA

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Resumo:

Este artigo analisa os problemas subjacentes de captação de energia de RF em níveis de potência ambiente de entrada abaixo de 0 dBm, onde a degradação da eficiência é severa. O projeto proposto visa melhorar a sensibilidade da retena, a eficiência e a potência CC de saída. Da mesma maneira, estamos usando um design de retena simples e de tamanho compacto. A antena receptora é uma antena monopolo de slot de guia de onda coplanar (CPW) com propriedade de supressão de harmônicos e um ganho de pico medido de 3 dBi. Além disso, são observadas características melhoradas de radiação da antena, por exemplo, padrão de radiação e ganho cobrindo a banda operacional desejada (ISM 2.45 GHz). O retificador é um circuito duplicador de tensão baseado na estrutura microstrip (MS). Duas arquiteturas de retena foram cuidadosamente projetadas, fabricadas e testadas. O primeiro layout; antena e retificador foram fabricados separadamente e depois conectados por meio de um conector. A eficiência máxima (40% a -5 dBm) alcançada é inferior ao esperado. Para melhorar a eficiência, uma alta compacidade e integração simples entre antena e retificador são alcançadas usando uma transição suave de CPW-MS. Este projeto mostra resultados de medição de eficiência de conversão aprimorados que normalmente concordam com os resultados da simulação. A eficiência de conversão de pico medida é de 72% no nível de potência de RF de -7 dBm e uma resistência de carga de 2 kΩ.

Publicação
IEICE TRANSACTIONS on Electronics Vol.E102-C No.5 pp.399-407
Data de publicação
2019/05/01
Publicitada
ISSN online
1745-1353
DOI
10.1587/transele.2018ECP5065
Tipo de Manuscrito
PAPER
Categoria
Circuitos eletrônicos

autores

Mohamed M. MANSOUR
  Electronics Research Institute, Microelectronics Department,Kyushu University
Haruichi KANAYA
  Kyushu University

Palavra-chave