Tri-Band Antenna and Rectifier Design for RF Energy Harvesting Applications

Abstract

Çok bantlı RF enerji hasadı, aynı anda birden fazla radyo frekansı (RF) bandından enerji hasadını içeren bir tekniktir. Bu yaklaşım, daha yüksek enerji hasadı verimliliğine ve daha geniş bir RF kaynağından enerji yakalama yeteneğine sahiptir. Bu çalışmada GSM900, GSM1800 ve UMTS2100 hücresel sistem frekanslarında enerji hasatlama için kullanılmak üzere anten ve doğrultucu tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan anten 0,94, 1,8 ve 2,15 GHz orta frekanslarında çalışmakta olup bu frekanslarındaki geri dönüş kayıpları sırasıyla -18 dB, -27 dB ve -31dB’dir. Tasarlanan antenin bu frekanslardaki kazançları ise yine sırasıyla 3,74 dBi, 2,3 dBi ve 1,76 dBi’dır. Antenin 0,94 GHz’deki en yüksek verimi %78 iken, 1,8 GHz ve 2.15 GHz’deki en yüksek verim değerleri sırasıyla %79 ve %75’tir. Anten tasarımından sonra GSM900, GSM1800 ve UMTS2100 frekanslarındaki tüm sinyal güçlerini toplamak için T tipi eşleme kullanılarak bir doğrultucu tasarımı yapılmıştır. Gerilim doğrultucu çıkışında maksimum 5.6 V değeri 3 dBm giriş gücünde elde edilmiştir.