Revision: Wireless Power Transfer Through Simultaneous Near-Field Focusing and Far-Field Synthesis

 Se propone una técnica para la síntesis de conjuntos de antenas que pueden representar simultáneamente el enfoque de campo cercano en uno o más puntos y las especificaciones de campo lejano, para abordar aplicaciones de transferencia inalámbrica de energía. 

La técnica se basa en la minimización de una función de costos adecuadamente definida que tiene en cuenta los requisitos de campo cercano y lejano al mismo tiempo, e incluye un parámetro de compensación para equilibrar cada especificación en el resultado final. Sintetizando los pesos que se deben aplicar a los elementos del conjunto que cumplen todas las especificaciones, se puede establecer de manera más eficiente un enlace inalámbrico entre el conjunto de antenas y diferentes dispositivos, ya que se puede reducir la potencia radiada en posiciones o direcciones no deseadas.

 Se presentan algunos ejemplos ilustrativos para mostrar la capacidad del método para resolver problemas con especificaciones independientes para distribuciones de campo cercano y lejano. Se ha realizado y caracterizado un prototipo de matriz plana de 16×16 que funciona a 16 GHz; Se ha demostrado que es capaz de enfocar simultáneamente dos puntos de campo cercano y una dirección de campo lejano asignada.

Este artículo está organizado de la siguiente manera.

 La Sección II establece la formulación y las principales características del problema. 

En la Sección III se discuten algunos ejemplos ilustrativos y resultados, incluyendo el diseño de un prototipo de un conjunto de antenas diseñado para manejar especificaciones NF y FF, además de un ejemplo en un posible escenario 5G. 

Finalmente, se describen algunas conclusiones.

estrcutura

Usos mensionados

hipertermia médica 

, inspección por microondas sin contacto

RFID

En esta sección se considera un posible escenario futuro de TIP a una frecuencia de trabajo de 28 GHz (un caso típico de 5G), donde se estudia un área NF ilustrativa que podría ser de interés en muchos casos

Parametros

e matriz plana de 16×16 que funciona a 16 GHz;

a directividad utilizando el enfoque propuesto es 5,13 (7,10 dB), mientras que utilizando la optimización solo NF es 5,58 (7,47 dB) y utilizando el método CP es 6,41 (8,06 dB). Al considerar que el parche único tiene una directividad igual a 6,3 dB, es evidente que el enfoque propuesto es capaz de obtener una directividad ligeramente superior a la directividad de una matriz de parches con un factor de matriz casi constante

m2 ), la potencia radiada total requerida por la solución propuesta es solo 1,31W, mientras que la optimización NF y la solución CP requieren 1,33W y 1,48W respectivamen

Prototipo. Parámetros simulados y medidos de los puntos focales

Bibliografia

[1] R. G. Ayestarán, G. León, M. R. Pino, and P. Nepa, “Wireless Power Transfer Through Simultaneous Near-Field Focusing and Far-Field Synthesis,” IEEE Trans Antennas Propag, vol. 67, 2019, doi: 10.1109/TAP.2019.2916677.