jueves, 17 de abril de 2025

Low-Power Far-Field Wireless Powering for Wireless Sensors

 


  • Comparación entre patrones de radiación de antenas y patrones de salida de rectenas: Se compara la eficiencia de la rectena con la eficiencia del patrón de radiación de la antena. Se muestra cómo la eficiencia de la rectena disminuye a medida que la potencia incidente disminuye, con un patrón de rectena que es aproximadamente 3 dB por debajo del patrón de la antena, con una eficiencia máxima medida de 54% en el plano de orientación del haz a una densidad de potencia de 200 W/cm² .

  • Comparación de la eficiencia en diferentes configuraciones de polarización: Se presenta una comparación entre una rectena de polarización lineal simple y una rectena de polarización dual. Se demuestra que la rectena de polarización dual, que rectifica independientemente la energía de ondas polarizadas ortogonalmente, tiene una eficiencia superior y menos variación en el tiempo, comparado con una rectena de polarización lineal .

  • Comparación de impedancias y rendimiento de los rectificadores: Se comparan las impedancias de los rectificadores en diferentes frecuencias y se analiza cómo el diseño de la circuitería afecta la eficiencia. Se menciona que la optimización de la impedancia a través de un diseño adecuado puede mejorar significativamente el rendimiento de la rectena .



  • Patrón de eficiencia de la rectena (rectenna efficiency pattern): Se menciona cómo la eficiencia de la rectena disminuye a medida que disminuye la potencia de entrada. Este patrón se puede predecir usando la no linealidad del proceso de rectificación.

  • Polarización dual en el diseño de rectenas: Este es un concepto importante que trata sobre la recepción de ondas polarizadas de manera lineal y cómo el uso de una rectena de polarización dual puede mejorar la eficiencia en la recolección de energía RF. Al utilizar dos polarizaciones ortogonales, la rectena puede capturar más energía y minimizar la variación con el tiempo en comparación con una rectena de polarización lineal.

  • Impedancia óptima y emparejamiento de impedancia: La eficiencia de la rectena depende de cómo se hace coincidir la impedancia de la rectena con la impedancia de la fuente de energía. Se menciona la necesidad de un emparejamiento adecuado entre la rectena y los circuitos de conversión de energía, de modo que se maximice la eficiencia.

  • Análisis en el dominio del tiempo y armónicos: Se habla sobre cómo los rectificadores deben manejar las ondas de RF, tomando en cuenta las formas de onda de voltaje y corriente en el diodo, especialmente a frecuencias armónicas superiores. La técnica de "matching multiharmónico" busca reducir la disipación al minimizar la superposición de las ondas de voltaje y corriente.

  • Modelo equivalente de Thevenin: Se utiliza el concepto de modelo de Thevenin para representar la rectena como una fuente de energía de corriente continua (DC) con una resistencia equivalente, lo que facilita el análisis y la optimización de la conversión de energía.

  • Control de máxima potencia (MPPT): Se menciona el uso de algoritmos de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) en los circuitos de conversión de energía para optimizar la eficiencia, especialmente cuando las condiciones de la fuente de energía son cambiantes (por ejemplo, en la recolección de energía de torres de base de estaciones celulares).

  • Diseño de convertidores de potencia ultrabaja: Se presentan diseños de circuitos integrados (IC) de baja potencia que permiten convertir la energía RF en energía útil incluso a niveles de potencia muy bajos, con un enfoque en la eficiencia y la reducción de pérdidas de corriente de reposo.

  • Modos de operación de convertidores (DCM y CRM): Se explican los modos de conducción discontinuos (DCM) y críticos (CRM) en los convertidores de potencia, y cómo estos afectan la eficiencia del sistema. En el modo DCM, el convertidor emula una resistencia que puede ser controlada ajustando ciertos parámetros de tiempo.

  • Tecnologías de diseño en subumbral: Para lograr eficiencia a niveles de potencia muy bajos, se mencionan técnicas de diseño en subumbral para los circuitos de control, que permiten que el consumo de corriente de reposo sea extremadamente bajo.

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