experiments and modeling of 5.8GHz microwave wireless power transfer with multiple antennas

El sistema WPT de ondas EM con múltiples antenas utiliza un transmisor de múltiples placas de matriz en fase de 16 vías combinadas para implementar un sistema de 64 vías y un receptor en una matriz en fase de 16 vías para 5,8 GHz.  Puede controlar la fase y los estados de encendido/apagado, cada ruta de RF tiene un interruptor de RF (QPC6014), un desfasador ( FIMC1133LP5E) y un registro de desplazamiento (SN74FIC595B)

. El interruptor de RF permite los estados de encendido/apagado de cada ruta y el desfasador proporciona 360 grados de cobertura de fase, con un bit menos significativo (LSB) de 5,625 grados.

Mensiona la WPT basada en electro la onda electromagnética, Problema de la RFWPT es la alta atenuación de la onda EM,

cuanto mayor sea la frecuencia, mayores serán las pérdidas

proporcionamos un estudio experimental sobre el sistema de transferencia de energía inalámbrica (WPT) de ondas EM de múltiples antenas a múltiples antenas.

vestigamos una tecnología de enfoque de haz basada en el método de descomposición de valores singulares con valores de parámetros S medidos

Derivación de impedancia en puertos de antenas múltiples

MAtematicas

Hemos construido un prototipo de banco de pruebas de sistema WPT de múltiples antenas a múltiples antenas para la frecuencia de 5,8 GHz,  modelo de sistema de WPT de microondas de 5,8 GHz con múltiples antenas. 

Concepto de sistema de transferencia de energía inalámbrica multiantena a multiantena

Materiales

 interruptor de RF (Qorvo QPC6014)

desfasador (Analog Devices FIMC1133LP5E)

Registro de desplazamiento (Texas Instruments SN74FIC595B)

analizador de red (Anritsu MS46122).

Aporte

Sus sistema tiene multiples antenas

Con la antena CP en lugar de la antena polarizada linealmente (LP), podemos hacer una mejora importante para la alineación entre las partes del transmisor y el receptor.

Usos mencionados

como el suministro de energía a dispositivos de Internet de las cosas (IoT).

la antena CP puede transmitir y recibir señales incluso aunque no estén perfectamente alineadas

Estructura

Arquitectura de hardware del circuito de matriz en fase []

 Hemos construido un prototipo de transmisor y receptor con antenas de matriz en fase que es capaz de controlar la fase y los estados de encendido/apagado para cada ruta

Como una forma de optimizar la eficiencia de transferencia, hemos desarrollado un algoritmo basado en el método de descomposición en valores singulares ajustados (SVD) con valores de parámetros S medidos de patrones de entrenamiento diseñado

Hemos fabricado una placa de circuito de matriz en fase de 16 vías que emite 16 señales de RF con estados de fase y encendido/apagado controlables

divisor de potencia Wilkinson utilizando el sistema de diseño avanzado (ADS) y verificamos el rendimiento con las simulaciones agotadas. Cada ruta de RF tiene un interruptor de RF (Qorvo QPC6014), un desfasador (Analog Devices FIMC1133LP5E) y un registro de desplazamiento (Texas Instruments SN74FIC595B)

. El interruptor de RF permite los estados de encendido/apagado de cada ruta y el desfasador proporciona 360 grados de cobertura de fase, con un bit menos significativo (LSB) de 5,625 grados. El interruptor de RF y el desfasador están todos controlados digitalmente por un chip de registro de desplazamiento.

Placa fabricada: (a) Placa de circuito de matriz en fase

(b) Placa de matriz de antena polarizada circularmente

diseñado la antena de parche de microbanda polarizada circularmente (CP) para la frecuencia de 5,8 GHz utilizando CST Studio Suite.

PArametros

La frecuencia para el WPT de RF es de 5,8 GFIz y los componentes de hardware están diseñados para funcionar en esa frecuencia

Resultados del control de fase de la placa de circuito de matriz en fase

Bibliografia

J. H. Park, D. In Kim, and K. W. Choi, “Experiments and modeling of 5.8GHz microwave wireless power transfer with multiple antennas,” in 2020 IEEE Wireless Power Transfer Conference, WPTC 2020, Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., Nov. 2020, pp. 115–118. doi: 10.1109/WPTC48563.2020.9295530.