1.పరిచయం
బ్యాటరీ రహిత సుస్థిర వైర్లెస్ నెట్వర్క్లను సాధించే పద్ధతులుగా రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ (RF) ఎనర్జీ హార్వెస్టింగ్ (RFEH) మరియు రేడియేటివ్ వైర్లెస్ పవర్ ట్రాన్స్ఫర్ (WPT) గొప్ప ఆసక్తిని ఆకర్షించాయి. రెక్టెన్నాలు WPT మరియు RFEH వ్యవస్థలకు మూలస్తంభం మరియు లోడ్కు అందించబడిన DC పవర్పై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. రెక్టెన్నా యొక్క యాంటెన్నా ఎలిమెంట్స్ హార్వెస్టింగ్ సామర్థ్యాన్ని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తాయి, ఇది సేకరించిన శక్తిని అనేక పరిమాణ క్రమాలలో మార్చగలదు. ఈ పత్రం WPT మరియు యాంబియంట్ RFEH అనువర్తనాలలో ఉపయోగించే యాంటెన్నా డిజైన్లను సమీక్షిస్తుంది. నివేదించబడిన రెక్టెన్నాలు రెండు ప్రధాన ప్రమాణాల ప్రకారం వర్గీకరించబడ్డాయి: యాంటెన్నా రెక్టిఫైయింగ్ ఇంపిడెన్స్ బ్యాండ్విడ్త్ మరియు యాంటెన్నా యొక్క రేడియేషన్ లక్షణాలు. ప్రతి ప్రమాణానికి, విభిన్న అనువర్తనాల కోసం ఫిగర్ ఆఫ్ మెరిట్ (FoM) నిర్ణయించబడి, తులనాత్మకంగా సమీక్షించబడింది.
20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో టెస్లా వేల హార్స్పవర్ను ప్రసారం చేసే పద్ధతిగా WPTని ప్రతిపాదించారు. RF శక్తిని సేకరించడానికి రెక్టిఫైయర్కు అనుసంధానించబడిన యాంటెన్నాను వివరించే 'రెక్టెన్నా' అనే పదం, 1950లలో అంతరిక్ష మైక్రోవేవ్ శక్తి ప్రసార అనువర్తనాల కోసం మరియు స్వయంప్రతిపత్తి గల డ్రోన్లకు శక్తిని అందించడానికి ఉద్భవించింది. సర్వదిశల, సుదూర WPT ప్రసార మాధ్యమం (గాలి) యొక్క భౌతిక లక్షణాల వల్ల పరిమితం చేయబడింది. అందువల్ల, వాణిజ్య WPT ప్రధానంగా వైర్లెస్ వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్ ఛార్జింగ్ లేదా RFID కోసం సమీప-క్షేత్ర వికిరణరహిత శక్తి బదిలీకి పరిమితం చేయబడింది.
సెమీకండక్టర్ పరికరాలు మరియు వైర్లెస్ సెన్సార్ నోడ్ల విద్యుత్ వినియోగం నిరంతరం తగ్గుతున్నందున, యాంబియంట్ RFEH లేదా డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ తక్కువ-శక్తి ఓమ్నిడైరెక్షనల్ ట్రాన్స్మిటర్లను ఉపయోగించి సెన్సార్ నోడ్లకు శక్తిని అందించడం మరింత సాధ్యమవుతుంది. అల్ట్రా-లో-పవర్ వైర్లెస్ పవర్ సిస్టమ్లు సాధారణంగా ఒక RF అక్విజిషన్ ఫ్రంట్ ఎండ్, DC పవర్ మరియు మెమరీ మేనేజ్మెంట్, మరియు ఒక తక్కువ-శక్తి మైక్రోప్రాసెసర్ మరియు ట్రాన్స్సీవర్ను కలిగి ఉంటాయి.
పటం 1 ఒక RFEH వైర్లెస్ నోడ్ యొక్క నిర్మాణాన్ని మరియు సాధారణంగా నివేదించబడిన RF ఫ్రంట్-ఎండ్ అమలులను చూపుతుంది. వైర్లెస్ పవర్ సిస్టమ్ యొక్క ఎండ్-టు-ఎండ్ సామర్థ్యం మరియు సమకాలీకరించబడిన వైర్లెస్ సమాచారం మరియు పవర్ బదిలీ నెట్వర్క్ యొక్క నిర్మాణం, యాంటెనాలు, రెక్టిఫైయర్లు మరియు పవర్ మేనేజ్మెంట్ సర్క్యూట్ల వంటి వ్యక్తిగత భాగాల పనితీరుపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సిస్టమ్లోని వివిధ భాగాల కోసం అనేక సాహిత్య సర్వేలు నిర్వహించబడ్డాయి. పట్టిక 1 పవర్ మార్పిడి దశ, సమర్థవంతమైన పవర్ మార్పిడికి కీలకమైన భాగాలు మరియు ప్రతి భాగానికి సంబంధించిన సాహిత్య సర్వేలను సంగ్రహిస్తుంది. ఇటీవలి సాహిత్యం పవర్ మార్పిడి సాంకేతికత, రెక్టిఫైయర్ టోపోలాజీలు లేదా నెట్వర్క్-అవేర్ RFEH పై దృష్టి పెడుతుంది.
చిత్రం 1
అయితే, RFEHలో యాంటెన్నా రూపకల్పన ఒక కీలకమైన అంశంగా పరిగణించబడదు. కొన్ని సాహిత్యాలు యాంటెన్నా బ్యాండ్విడ్త్ మరియు సామర్థ్యాన్ని మొత్తం దృక్కోణం నుండి లేదా సూక్ష్మీకరించిన లేదా ధరించగలిగే యాంటెన్నాల వంటి నిర్దిష్ట యాంటెన్నా రూపకల్పన దృక్కోణం నుండి పరిగణించినప్పటికీ, పవర్ రిసెప్షన్ మరియు మార్పిడి సామర్థ్యంపై కొన్ని యాంటెన్నా పారామితుల ప్రభావాన్ని వివరంగా విశ్లేషించలేదు.
ప్రామాణిక కమ్యూనికేషన్ యాంటెన్నా రూపకల్పన నుండి RFEH మరియు WPTకి ప్రత్యేకమైన యాంటెన్నా రూపకల్పన సవాళ్లను వేరుచేసే లక్ష్యంతో, ఈ పత్రం రెక్టెన్నాలలో యాంటెన్నా రూపకల్పన పద్ధతులను సమీక్షిస్తుంది. యాంటెన్నాలను రెండు కోణాల నుండి పోల్చడం జరిగింది: ఎండ్-టు-ఎండ్ ఇంపీడెన్స్ మ్యాచింగ్ మరియు రేడియేషన్ లక్షణాలు; ప్రతి సందర్భంలోనూ, అత్యాధునిక (SoA) యాంటెన్నాలలో FoMను గుర్తించి సమీక్షించడం జరిగింది.
2. బ్యాండ్విడ్త్ మరియు మ్యాచింగ్: 50Ω కాని RF నెట్వర్క్లు
మైక్రోవేవ్ ఇంజనీరింగ్ అనువర్తనాలలో క్షీణత మరియు శక్తి మధ్య రాజీ కోసం 50Ω యొక్క లక్షణ అవరోధం ఒక ప్రాథమిక పరిశీలన. యాంటెనాలలో, పరావర్తిత శక్తి 10% కంటే తక్కువగా ఉండే పౌనఃపున్య పరిధిని అవరోధ బ్యాండ్విడ్త్ అంటారు (S11< − 10 dB). తక్కువ శబ్దం గల యాంప్లిఫైయర్లు (LNAలు), పవర్ యాంప్లిఫైయర్లు మరియు డిటెక్టర్లు సాధారణంగా 50Ω ఇన్పుట్ అవరోధ సరిపోలికతో రూపొందించబడతాయి కాబట్టి, సాంప్రదాయకంగా 50Ω మూలాన్ని సూచనగా తీసుకుంటారు.
రెక్టెన్నాలో, యాంటెన్నా యొక్క అవుట్పుట్ నేరుగా రెక్టిఫైయర్లోకి పంపబడుతుంది, మరియు డయోడ్ యొక్క నాన్లీనియారిటీ ఇన్పుట్ ఇంపిడెన్స్లో పెద్ద వ్యత్యాసానికి కారణమవుతుంది, దీనిలో కెపాసిటివ్ కాంపోనెంట్ ఆధిపత్యం వహిస్తుంది. 50Ω యాంటెన్నాను తీసుకుంటే, కావలసిన ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద ఇన్పుట్ ఇంపిడెన్స్ను రెక్టిఫైయర్ ఇంపిడెన్స్గా మార్చడానికి మరియు దానిని ఒక నిర్దిష్ట పవర్ స్థాయికి ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి ఒక అదనపు RF మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్ను రూపొందించడమే ప్రధాన సవాలు. ఈ సందర్భంలో, సమర్థవంతమైన RF నుండి DC మార్పిడిని నిర్ధారించడానికి ఎండ్-టు-ఎండ్ ఇంపిడెన్స్ బ్యాండ్విడ్త్ అవసరం. అందువల్ల, యాంటెన్నాలు పీరియాడిక్ ఎలిమెంట్స్ లేదా సెల్ఫ్-కాంప్లిమెంటరీ జ్యామితిని ఉపయోగించి సైద్ధాంతికంగా అనంతమైన లేదా అల్ట్రా-వైడ్ బ్యాండ్విడ్త్ను సాధించగలిగినప్పటికీ, రెక్టెన్నా యొక్క బ్యాండ్విడ్త్ రెక్టిఫైయర్ మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్ ద్వారా పరిమితం చేయబడుతుంది.
యాంటెన్నా మరియు రెక్టిఫైయర్ మధ్య ప్రతిబింబాలను తగ్గించడం మరియు శక్తి బదిలీని పెంచడం ద్వారా సింగిల్-బ్యాండ్ మరియు మల్టీ-బ్యాండ్ హార్వెస్టింగ్ లేదా WPTని సాధించడానికి అనేక రెక్టెన్నా టోపోలాజీలు ప్రతిపాదించబడ్డాయి. పటం 2, నివేదించబడిన రెక్టెన్నా టోపోలాజీల నిర్మాణాలను, వాటి ఇంపీడెన్స్ మ్యాచింగ్ ఆర్కిటెక్చర్ ప్రకారం వర్గీకరించి చూపుతుంది. పట్టిక 2, ప్రతి వర్గానికి సంబంధించి ఎండ్-టు-ఎండ్ బ్యాండ్విడ్త్ (ఈ సందర్భంలో, FoM) పరంగా అధిక-పనితీరు గల రెక్టెన్నాల ఉదాహరణలను చూపుతుంది.
పటం 2 బ్యాండ్విడ్త్ మరియు ఇంపీడెన్స్ మ్యాచింగ్ దృక్కోణం నుండి రెక్టెన్నా టోపోలాజీలు. (ఎ) ప్రామాణిక యాంటెనాతో సింగిల్-బ్యాండ్ రెక్టెన్నా. (బి) ప్రతి బ్యాండ్కు ఒక రెక్టిఫైయర్ మరియు మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్తో కూడిన మల్టీబ్యాండ్ రెక్టెన్నా (అనేక పరస్పరం అనుసంధానించబడిన యాంటెనాలతో కూడి ఉంటుంది). (సి) బహుళ RF పోర్ట్లు మరియు ప్రతి బ్యాండ్కు ప్రత్యేక మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్లతో కూడిన బ్రాడ్బ్యాండ్ రెక్టెన్నా. (డి) బ్రాడ్బ్యాండ్ యాంటెనా మరియు బ్రాడ్బ్యాండ్ మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్తో కూడిన బ్రాడ్బ్యాండ్ రెక్టెన్నా. (ఇ) రెక్టిఫైయర్కు నేరుగా మ్యాచ్ చేయబడిన విద్యుత్ పరంగా చిన్న యాంటెనాను ఉపయోగించే సింగిల్-బ్యాండ్ రెక్టెన్నా. (ఎఫ్) రెక్టిఫైయర్తో కాంజుగేట్ చేయడానికి కాంప్లెక్స్ ఇంపీడెన్స్తో కూడిన సింగిల్-బ్యాండ్, విద్యుత్ పరంగా పెద్ద యాంటెనా. (జి) వివిధ ఫ్రీక్వెన్సీల పరిధిలో రెక్టిఫైయర్తో కాంజుగేట్ చేయడానికి కాంప్లెక్స్ ఇంపీడెన్స్తో కూడిన బ్రాడ్బ్యాండ్ రెక్టెన్నా.
డెడికేటెడ్ ఫీడ్ నుండి వచ్చే WPT మరియు యాంబియంట్ RFEH అనేవి వేర్వేరు రెక్టెన్నా అప్లికేషన్లు అయినప్పటికీ, బ్యాండ్విడ్త్ దృక్కోణం నుండి అధిక పవర్ కన్వర్షన్ ఎఫిషియెన్సీ (PCE)ని సాధించడానికి యాంటెన్నా, రెక్టిఫైయర్ మరియు లోడ్ మధ్య ఎండ్-టు-ఎండ్ మ్యాచింగ్ సాధించడం ప్రాథమికమైనది. అయినప్పటికీ, WPT రెక్టెన్నాలు నిర్దిష్ట పవర్ స్థాయిలలో (టోపాలజీలు a, e మరియు f) సింగిల్-బ్యాండ్ PCEని మెరుగుపరచడానికి అధిక క్వాలిటీ ఫ్యాక్టర్ మ్యాచింగ్ (తక్కువ S11) సాధించడంపై ఎక్కువగా దృష్టి పెడతాయి. సింగిల్-బ్యాండ్ WPT యొక్క విస్తృత బ్యాండ్విడ్త్, డిట్యూనింగ్, తయారీ లోపాలు మరియు ప్యాకేజింగ్ పారాసిటిక్స్కు సిస్టమ్ యొక్క నిరోధకతను మెరుగుపరుస్తుంది. మరోవైపు, RFEH రెక్టెన్నాలు మల్టీ-బ్యాండ్ ఆపరేషన్కు ప్రాధాన్యతనిస్తాయి మరియు టోపాలజీలు bd మరియు gకి చెందినవి, ఎందుకంటే సింగిల్ బ్యాండ్ యొక్క పవర్ స్పెక్ట్రల్ డెన్సిటీ (PSD) సాధారణంగా తక్కువగా ఉంటుంది.
3. దీర్ఘచతురస్రాకార యాంటెన్నా రూపకల్పన
1. సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ రెక్టెన్నా
సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ రెక్టెన్నా (టోపాలజీ A) యొక్క యాంటెన్నా డిజైన్ ప్రధానంగా ప్రామాణిక యాంటెన్నా డిజైన్పై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఉదాహరణకు గ్రౌండ్ ప్లేన్పై లీనియర్ పోలరైజేషన్ (LP) లేదా సర్క్యులర్ పోలరైజేషన్ (CP) రేడియేటింగ్ ప్యాచ్, డైపోల్ యాంటెన్నా మరియు ఇన్వర్టెడ్ F యాంటెన్నా. డిఫరెన్షియల్ బ్యాండ్ రెక్టెన్నా అనేది బహుళ యాంటెన్నా యూనిట్లతో కాన్ఫిగర్ చేయబడిన DC కాంబినేషన్ అర్రే లేదా బహుళ ప్యాచ్ యూనిట్ల యొక్క మిశ్రమ DC మరియు RF కాంబినేషన్పై ఆధారపడి ఉంటుంది.
ప్రతిపాదించబడిన అనేక యాంటెనాలు సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ యాంటెనాలు మరియు సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ WPT యొక్క అవసరాలను తీరుస్తాయి కాబట్టి, పర్యావరణ మల్టీ-ఫ్రీక్వెన్సీ RFEHను కోరుకున్నప్పుడు, వాటిని RF సముపార్జన మరియు మార్పిడి సర్క్యూట్ నుండి పూర్తిగా వేరుచేయడానికి, పవర్ మేనేజ్మెంట్ సర్క్యూట్ తర్వాత పరస్పర కప్లింగ్ అణచివేత మరియు స్వతంత్ర DC కలయికతో బహుళ సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ యాంటెనాలను మల్టీ-బ్యాండ్ రెక్టెన్నాలుగా (టోపాలజీ B) కలుపుతారు. దీనికి ప్రతి బ్యాండ్కు బహుళ పవర్ మేనేజ్మెంట్ సర్క్యూట్లు అవసరం, ఇది బూస్ట్ కన్వర్టర్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని తగ్గించవచ్చు ఎందుకంటే ఒకే బ్యాండ్ యొక్క DC పవర్ తక్కువగా ఉంటుంది.
2. మల్టీ-బ్యాండ్ మరియు బ్రాడ్బ్యాండ్ RFEH యాంటెనాలు
పర్యావరణ RFEH తరచుగా మల్టీ-బ్యాండ్ అక్విజిషన్తో ముడిపడి ఉంటుంది; అందువల్ల, ప్రామాణిక యాంటెన్నా డిజైన్ల బ్యాండ్విడ్త్ను మెరుగుపరచడానికి మరియు డ్యూయల్-బ్యాండ్ లేదా బ్యాండ్ యాంటెన్నా శ్రేణులను రూపొందించడానికి అనేక రకాల టెక్నిక్లు ప్రతిపాదించబడ్డాయి. ఈ విభాగంలో, మేము RFEHల కోసం కస్టమ్ యాంటెన్నా డిజైన్లను, అలాగే రెక్టెన్నాలుగా ఉపయోగించగల సామర్థ్యం ఉన్న క్లాసిక్ మల్టీ-బ్యాండ్ యాంటెన్నాలను సమీక్షిస్తాము.
కోప్లానార్ వేవ్గైడ్ (CPW) మోనోపోల్ యాంటెనాలు, ఒకే ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద మైక్రోస్ట్రిప్ ప్యాచ్ యాంటెనాల కంటే తక్కువ వైశాల్యాన్ని ఆక్రమిస్తాయి మరియు LP లేదా CP తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. వీటిని తరచుగా బ్రాడ్బ్యాండ్ ఎన్విరాన్మెంటల్ రెక్టెన్నాల కోసం ఉపయోగిస్తారు. ఐసోలేషన్ను పెంచడానికి మరియు గెయిన్ను మెరుగుపరచడానికి రిఫ్లెక్షన్ ప్లేన్లు ఉపయోగించబడతాయి, దీని ఫలితంగా ప్యాచ్ యాంటెనాల మాదిరిగానే రేడియేషన్ ప్యాటర్న్లు ఏర్పడతాయి. 1.8–2.7 GHz లేదా 1–3 GHz వంటి బహుళ ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్ల కోసం ఇంపీడెన్స్ బ్యాండ్విడ్త్లను మెరుగుపరచడానికి స్లాటెడ్ కోప్లానార్ వేవ్గైడ్ యాంటెనాలను ఉపయోగిస్తారు. కపుల్డ్-ఫెడ్ స్లాట్ యాంటెనాలు మరియు ప్యాచ్ యాంటెనాలు కూడా మల్టీ-బ్యాండ్ రెక్టెన్నా డిజైన్లలో సాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి. ఒకటి కంటే ఎక్కువ బ్యాండ్విడ్త్ మెరుగుదల పద్ధతులను ఉపయోగించే కొన్ని నివేదించబడిన మల్టీ-బ్యాండ్ యాంటెనాలను పటం 3 చూపిస్తుంది.
చిత్రం 3
యాంటెన్నా-రెక్టిఫైయర్ ఇంపెడెన్స్ మ్యాచింగ్
50Ω యాంటెన్నాను ఒక నాన్లీనియర్ రెక్టిఫైయర్కు మ్యాచింగ్ చేయడం సవాలుతో కూడుకున్నది, ఎందుకంటే దాని ఇన్పుట్ ఇంపిడెన్స్ ఫ్రీక్వెన్సీతో పాటు బాగా మారుతుంది. టోపోలాజీలు A మరియు B (పటం 2) లలో, సాధారణ మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్ అనేది లంప్డ్ ఎలిమెంట్స్ను ఉపయోగించే ఒక LC మ్యాచ్; అయితే, దీని సాపేక్ష బ్యాండ్విడ్త్ సాధారణంగా చాలా కమ్యూనికేషన్ బ్యాండ్ల కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. 6 GHz కంటే తక్కువ ఉన్న మైక్రోవేవ్ మరియు మిల్లీమీటర్-వేవ్ బ్యాండ్లలో సింగిల్-బ్యాండ్ స్టబ్ మ్యాచింగ్ సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది, మరియు నివేదించబడిన మిల్లీమీటర్-వేవ్ రెక్టెన్నాలు సహజంగానే ఇరుకైన బ్యాండ్విడ్త్ను కలిగి ఉంటాయి, ఎందుకంటే వాటి PCE బ్యాండ్విడ్త్ అవుట్పుట్ హార్మోనిక్ సప్రెషన్ ద్వారా నిరోధించబడుతుంది. ఇది వాటిని 24 GHz అన్లైసెన్స్డ్ బ్యాండ్లోని సింగిల్-బ్యాండ్ WPT అప్లికేషన్లకు ప్రత్యేకంగా అనుకూలంగా చేస్తుంది.
టోపోలాజీలు C మరియు D లలోని రెక్టెన్నాలు మరింత సంక్లిష్టమైన మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్లను కలిగి ఉంటాయి. బ్రాడ్బ్యాండ్ మ్యాచింగ్ కోసం, పూర్తిగా డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ లైన్ మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్లు ప్రతిపాదించబడ్డాయి. వీటిలో అవుట్పుట్ పోర్ట్ వద్ద ఒక RF బ్లాక్/DC షార్ట్ సర్క్యూట్ (పాస్ ఫిల్టర్) లేదా డయోడ్ హార్మోనిక్ల కోసం రిటర్న్ పాత్గా ఒక DC బ్లాకింగ్ కెపాసిటర్ ఉంటుంది. రెక్టిఫైయర్ భాగాలను ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్ (PCB) ఇంటర్డిజిటేటెడ్ కెపాసిటర్లతో భర్తీ చేయవచ్చు, వీటిని వాణిజ్య ఎలక్ట్రానిక్ డిజైన్ ఆటోమేషన్ టూల్స్ ఉపయోగించి తయారు చేస్తారు. నివేదించబడిన ఇతర బ్రాడ్బ్యాండ్ రెక్టెన్నా మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్లు, తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీలకు మ్యాచింగ్ కోసం లంప్డ్ ఎలిమెంట్స్ను మరియు ఇన్పుట్ వద్ద RF షార్ట్ను సృష్టించడానికి డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ ఎలిమెంట్స్ను మిళితం చేస్తాయి.
ఒక సోర్స్ ద్వారా లోడ్కు అందే ఇన్పుట్ ఇంపిడెన్స్ను మార్చడం (దీనిని సోర్స్-పుల్ టెక్నిక్ అంటారు) ద్వారా, లంప్డ్ లేదా డిస్ట్రిబ్యూటెడ్ సర్క్యూట్లతో పోలిస్తే 57% సాపేక్ష బ్యాండ్విడ్త్ (1.25–2.25 GHz) మరియు 10% అధిక PCE కలిగిన బ్రాడ్బ్యాండ్ రెక్టిఫైయర్ను రూపొందించారు. సాధారణంగా మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్లను మొత్తం 50Ω బ్యాండ్విడ్త్లో యాంటెనాలను మ్యాచ్ చేయడానికి రూపొందించినప్పటికీ, బ్రాడ్బ్యాండ్ యాంటెనాలను నారోబ్యాండ్ రెక్టిఫైయర్లకు అనుసంధానించినట్లు సాహిత్యంలో నివేదికలు ఉన్నాయి.
హైబ్రిడ్ లంప్డ్-ఎలిమెంట్ మరియు డిస్ట్రిబ్యూటెడ్-ఎలిమెంట్ మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్లు టోపోలాజీలు C మరియు D లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడ్డాయి, వీటిలో సిరీస్ ఇండక్టర్లు మరియు కెపాసిటర్లు అత్యంత సాధారణంగా ఉపయోగించే లంప్డ్ ఎలిమెంట్స్గా ఉన్నాయి. ఇవి ఇంటర్డిజిటేటెడ్ కెపాసిటర్ల వంటి సంక్లిష్ట నిర్మాణాలను నివారిస్తాయి, వీటికి ప్రామాణిక మైక్రోస్ట్రిప్ లైన్ల కంటే మరింత కచ్చితమైన మోడలింగ్ మరియు ఫ్యాబ్రికేషన్ అవసరం.
డయోడ్ యొక్క నాన్-లీనియారిటీ కారణంగా, రెక్టిఫైయర్కు ఇచ్చే ఇన్పుట్ పవర్, ఇన్పుట్ ఇంపిడెన్స్ను ప్రభావితం చేస్తుంది. అందువల్ల, ఒక నిర్దిష్ట ఇన్పుట్ పవర్ స్థాయికి మరియు లోడ్ ఇంపిడెన్స్కు PCEని గరిష్ఠం చేయడానికి రెక్టెన్నాను రూపొందిస్తారు. 3 GHz కంటే తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద డయోడ్లు ప్రధానంగా కెపాసిటివ్ హై ఇంపిడెన్స్ను కలిగి ఉంటాయి కాబట్టి, మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్లను తొలగించే లేదా సరళీకృత మ్యాచింగ్ సర్క్యూట్లను తగ్గించే బ్రాడ్బ్యాండ్ రెక్టెన్నాలు Prf>0 dBm మరియు 1 GHz కంటే ఎక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీలపై దృష్టి సారించాయి. ఎందుకంటే ఈ ఫ్రీక్వెన్సీలలో డయోడ్లు తక్కువ కెపాసిటివ్ ఇంపిడెన్స్ను కలిగి ఉండి, యాంటెన్నాకు చక్కగా మ్యాచ్ చేయబడతాయి. తద్వారా >1,000Ω ఇన్పుట్ రియాక్టెన్స్లు గల యాంటెన్నాల రూపకల్పనను నివారించవచ్చు.
CMOS రెక్టెన్నాలలో అడాప్టివ్ లేదా రీకాన్ఫిగర్ చేయగల ఇంపీడెన్స్ మ్యాచింగ్ను గమనించారు, ఇక్కడ మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్ ఆన్-చిప్ కెపాసిటర్ బ్యాంకులు మరియు ఇండక్టర్లను కలిగి ఉంటుంది. ప్రామాణిక 50Ω యాంటెన్నాల కోసం, అలాగే కో-డిజైన్డ్ లూప్ యాంటెన్నాల కోసం స్టాటిక్ CMOS మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్లు కూడా ప్రతిపాదించబడ్డాయి. అందుబాటులో ఉన్న పవర్ను బట్టి యాంటెన్నా అవుట్పుట్ను వివిధ రెక్టిఫైయర్లు మరియు మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్లకు మళ్లించే స్విచ్లను నియంత్రించడానికి పాసివ్ CMOS పవర్ డిటెక్టర్లను ఉపయోగిస్తారని నివేదించబడింది. లంప్డ్ ట్యూనబుల్ కెపాసిటర్లను ఉపయోగించి ఒక రీకాన్ఫిగర్ చేయగల మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్ ప్రతిపాదించబడింది, దీనిని వెక్టర్ నెట్వర్క్ అనలైజర్ను ఉపయోగించి ఇన్పుట్ ఇంపీడెన్స్ను కొలుస్తూ ఫైన్-ట్యూనింగ్ ద్వారా ట్యూన్ చేస్తారు. రీకాన్ఫిగర్ చేయగల మైక్రోస్ట్రిప్ మ్యాచింగ్ నెట్వర్క్లలో, డ్యూయల్-బ్యాండ్ లక్షణాలను సాధించడానికి మ్యాచింగ్ స్టబ్లను సర్దుబాటు చేయడానికి ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ స్విచ్లను ఉపయోగించారు.
యాంటెన్నాల గురించి మరింత తెలుసుకోవడానికి, దయచేసి సందర్శించండి:
పోస్ట్ సమయం: ఆగస్టు-09-2024
