የአንቴና-ሪክተፊየር የጋራ ዲዛይን
በስእል 2 ላይ የEG ቶፖሎጂን ተከትሎ የሬክተናዎች ባህሪ አንቴናው በቀጥታ ከሪቴክተሩ ጋር የሚዛመድ መሆኑ ነው፣ ከ50Ω መስፈርት ይልቅ፣ ይህም ሪቴክተሩን ለማብራት የማዛመጃውን ዑደት መቀነስ ወይም ማስወገድ ይጠይቃል። ይህ ክፍል የSoA ሬክተናዎች ከ50Ω ያልሆኑ አንቴናዎች እና ሬክተናዎች ጋር የማዛመጃ አውታረ መረቦች የሌላቸውን ጥቅሞች ይገመግማል።
1. በኤሌክትሪክ የሚሰሩ ትናንሽ አንቴናዎች
የLC ሬዞናንት ሪንግ አንቴናዎች የስርዓት መጠን ወሳኝ በሆነባቸው አፕሊኬሽኖች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ውለዋል። ከ1 GHz በታች ባሉ ድግግሞሽዎች፣ የሞገድ ርዝመቱ መደበኛ የተከፋፈሉ ኤለመንት አንቴናዎች ከስርዓቱ አጠቃላይ መጠን የበለጠ ቦታ እንዲይዙ ሊያደርግ ይችላል፣ እና እንደ ሙሉ በሙሉ የተዋሃዱ ትራንስሲቨሮች ያሉ አፕሊኬሽኖች በተለይ ለWPT በኤሌክትሪክ የሚሰሩ ትናንሽ አንቴናዎችን ከመጠቀም ይጠቀማሉ።
የትንሿ አንቴና (በአቅራቢያ ሬዞናንስ) ከፍተኛ ኢንዳክቲቭ ኢምፔዳንስ ሬቲፋየርን በቀጥታ ለማያያዝ ወይም ተጨማሪ በቺፕ ላይ ካለው የካፓሲቲቭ ማዛመጃ አውታረ መረብ ጋር ሊያገለግል ይችላል። በኤሌክትሪክ የሚሰሩ ትናንሽ አንቴናዎች በWPT ውስጥ ከ LP እና ከ 1 GHz በታች በሆነ CP በመጠቀም ሪፖርት ተደርገዋል፣ ka=0.645፣ ka=5.91 ደግሞ በመደበኛ ዲፖል (ka=2πr/λ0)።
2. የሬክተር ኮንጁጌት አንቴና
የአንድ ዳዮድ የተለመደው የግቤት ኢምፔዳንስ ከፍተኛ አቅም ያለው በመሆኑ፣ የተጣመረ ኢምፔዳንስ ለማግኘት ኢንዳክቲቭ አንቴና ያስፈልጋል። በቺፑ capacitive ኢምፔዳንስ ምክንያት፣ ከፍተኛ ኢምፔዳንስ ኢንዳክቲቭ አንቴናዎች በRFID መለያዎች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ውለዋል። የዲፖል አንቴናዎች በቅርብ ጊዜ ውስብስብ ኢምፔዳንስ RFID አንቴናዎች አዝማሚያ ሆነዋል፣ ይህም ከፍተኛ ኢምፔዳንስ (መቋቋም እና ምላሽ መስጠት) ከሬዞናንት ድግግሞቻቸው ጋር ሲቃረኑ ያሳያሉ።
ኢንዳክቲቭ ዲፖል አንቴናዎች በፍላጎት ድግግሞሽ ባንድ ውስጥ ያለውን ከፍተኛ የሬክተፋየር አቅም ለማዛመድ ጥቅም ላይ ውለዋል። በተጣጠፈ ዲፖል አንቴና ውስጥ፣ ድርብ አጭር መስመር (ዲፖል ማጠፍ) እንደ ኢምፔዳንስ ትራንስፎርመር ሆኖ ያገለግላል፣ ይህም እጅግ በጣም ከፍተኛ የኢምፔዳንስ አንቴና ዲዛይን ያስችላል። በአማራጭ፣ አድልዎ መመገብ የኢንዳክቲቭ ሪአክታንስን እንዲሁም ትክክለኛውን ኢምፔዳንስ ለመጨመር ኃላፊነት አለበት። በርካታ አድልዎ ያላቸው ዲፖል ክፍሎችን ሚዛናዊ ካልሆኑ የቀስት-ታይ ራዲያል ስቶቦች ጋር ማጣመር ባለሁለት ብሮድባንድ ከፍተኛ ኢምፔዳንስ አንቴና ይፈጥራል። ምስል 4 አንዳንድ የተዘገቡ የሬክተፋየር ኮንጁጌት አንቴናዎችን ያሳያል።
ምስል 4
በ RFEH እና WPT ውስጥ የጨረር ባህሪያት
በፍሪይስ ሞዴል፣ ከአስተላላፊው ርቀት ላይ አንቴና የሚቀበለው የኃይል PRX የተቀባዩ እና የማስተላለፊያ ግኝቶች (GRX፣ GTX) ቀጥተኛ ተግባር ነው።
የአንቴናው ዋና ሎብ ቀጥተኛነት እና ፖላራይዜሽን ከክስተቱ ሞገድ የሚሰበሰበውን የኃይል መጠን በቀጥታ ይነካል። የአንቴና ጨረር ባህሪያት በአካባቢ RFEH እና WPT መካከል የሚለዩ ቁልፍ መለኪያዎች ናቸው (ምስል 5)። በሁለቱም አፕሊኬሽኖች የስርጭት መካከለኛው የማይታወቅ ሊሆን ቢችልም እና በተቀበለው ሞገድ ላይ ያለው ተጽእኖ ግምት ውስጥ መግባት ቢያስፈልግም፣ የማስተላለፊያ አንቴናውን እውቀት መጠቀም ይቻላል። ሠንጠረዥ 3 በዚህ ክፍል ውስጥ የተብራሩትን ቁልፍ መለኪያዎች እና ለ RFEH እና WPT ያላቸውን ተግባራዊነት ይለያል።
ምስል 5
1. ቀጥተኛነት እና ትርፍ
በአብዛኛዎቹ የ RFEH እና የWPT አፕሊኬሽኖች፣ ሰብሳቢው የተከሰተውን የጨረር አቅጣጫ እንደማያውቅ እና ምንም አይነት የእይታ መስመር (LoS) መንገድ እንደሌለ ይገመታል። በዚህ ሥራ፣ ከማስተላለፊያው እና ከተቀባዩ መካከል ካለው ዋናው የሎብ አቀማመጥ ሳይለይ፣ ከማይታወቅ ምንጭ የተገኘውን ኃይል ከፍ ለማድረግ በርካታ የአንቴና ዲዛይኖች እና አቀማመጦች ተመርምረዋል።
በአካባቢ RFEH ሬክታናዎች ውስጥ ኦምኒዳይሬክሽን አንቴናዎች በስፋት ጥቅም ላይ ውለዋል። በሥነ ጽሑፍ ውስጥ፣ PSD እንደ አንቴናው አቀማመጥ ይለያያል። ሆኖም፣ የኃይል ልዩነት አልተገለጸም፣ ስለዚህ ልዩነቱ የአንቴናውን የጨረር ንድፍ ወይም የፖላራይዜሽን አለመጣጣም ምክንያት መሆኑን ማወቅ አይቻልም።
ከ RFEH አፕሊኬሽኖች በተጨማሪ፣ ከፍተኛ ትርፍ አቅጣጫ ያላቸው አንቴናዎች እና ድርድሮች ማይክሮዌቭ WPT ዝቅተኛ የRF ኃይል ጥግግት የመሰብሰብ ቅልጥፍናን ለማሻሻል ወይም የስርጭት ኪሳራዎችን ለማሸነፍ በስፋት ሪፖርት ተደርገዋል። የያጊ-ኡዳ ሬክቴና ድርድሮች፣ የቦውቲ ድርድሮች፣ ስፒራል ድርድሮች፣ በጥብቅ የተጣመሩ የቪቫልዲ ድርድሮች፣ የCPW CP ድርድሮች እና የፓች ድርድሮች በተወሰነ አካባቢ ያለውን የክስተት ኃይል ጥግግት ከፍ ሊያደርጉ ከሚችሉ ሊለኩ ከሚችሉ የሬክቴና አተገባበሮች መካከል ናቸው። የአንቴና ትርፍን ለማሻሻል ሌሎች አቀራረቦች በማይክሮዌቭ እና ሚሊሜትር ሞገድ ባንዶች ውስጥ የንዑስ ክፍል የተቀናጀ የሞገድ መመሪያ (SIW) ቴክኖሎጂን ያካትታሉ፣ ለWPT የተወሰኑ። ሆኖም፣ ከፍተኛ ትርፍ ሬክቴናዎች በጠባብ የጨረር ስፋት ተለይተው ይታወቃሉ፣ ይህም ሞገዶችን በዘፈቀደ አቅጣጫዎች መቀበል ውጤታማ አይደለም። የአንቴና አባሎች እና ወደቦች ብዛት ላይ የተደረጉ ጥናቶች ከፍተኛ ቀጥተኛነት በአካባቢያዊ RFEH ውስጥ ካለው ከፍተኛ የመከር ኃይል ጋር እንደማይዛመድ ደምድመዋል፤ ይህ በከተማ አካባቢዎች በመስክ መለኪያዎች ተረጋግጧል። ከፍተኛ ትርፍ ድርድሮች በWPT አፕሊኬሽኖች ሊገደቡ ይችላሉ።
ከፍተኛ ትርፍ ያላቸውን አንቴናዎች ጥቅሞች ወደ የዘፈቀደ RFEHዎች ለማስተላለፍ፣ የማሸጊያ ወይም የአቀማመጥ መፍትሄዎች ቀጥተኛነትን ችግር ለመፍታት ጥቅም ላይ ይውላሉ። ከአካባቢው የWi-Fi RFEHዎች ኃይልን በሁለት አቅጣጫዎች ለመሰብሰብ ባለሁለት-ፓች አንቴና የእጅ አንጓ ማሰሪያ ቀርቧል። የአካባቢው ሴሉላር RFEH አንቴናዎች እንደ 3D ሳጥኖች የተነደፉ እና የስርዓት ቦታን ለመቀነስ እና ባለብዙ አቅጣጫ መሰብሰብን ለማስቻል ከውጭ ገጽታዎች ጋር የታተሙ ወይም የተጣበቁ ናቸው። ኩቢክ ሬክተን መዋቅሮች በአካባቢያዊ RFEHዎች ውስጥ የኃይል መቀበያ ከፍተኛ ዕድል ያሳያሉ።
የጨረር ስፋትን ለመጨመር የአንቴና ዲዛይን ላይ ማሻሻያዎች፣ ረዳት ጥገኛ ፓይች አባሎችን ጨምሮ፣ በ2.4 GHz፣ 4 × 1 ድርድሮች WPTን ለማሻሻል ተደርገዋል። እንዲሁም በርካታ የጨረር ክልሎች ያሉት የ6 GHz ሜሽ አንቴና ቀርቧል፣ ይህም በአንድ ወደብ በርካታ ጨረሮችን ያሳያል። ባለብዙ አቅጣጫዊ እና ባለብዙ ፖላራይዝድ RFEH ላይ ሁለገብ ወደብ፣ ባለብዙ ማስተካከያ ወለል ሬክታኖች እና የኃይል ማሰባሰብ አንቴናዎች ሁሉን አቀፍ የጨረር ቅጦች አሏቸው። ለከፍተኛ ትርፍ፣ ባለብዙ አቅጣጫዊ የኃይል ማሰባሰብ የቢምፎርሚንግ ማትሪክስ እና ባለብዙ ወደብ አንቴና ድርድሮች ያላቸው ባለብዙ ሬክተራይፈሮችም ለከፍተኛ ትርፍ፣ ባለብዙ አቅጣጫዊ የኃይል ማሰባሰብ ቀርበዋል።
ባጭሩ፣ ከፍተኛ ትርፍ አንቴናዎች ከዝቅተኛ የRF ጥግግት የሚሰበሰበውን ኃይል ለማሻሻል ቢመረጡም፣ ከፍተኛ አቅጣጫ ያላቸው ተቀባዮች የማስተላለፊያ አቅጣጫው በማይታወቅባቸው አፕሊኬሽኖች (ለምሳሌ፣ የአካባቢ RFEH ወይም WPT ባልታወቁ የማሰራጫ ቻናሎች በኩል) ተስማሚ ላይሆኑ ይችላሉ። በዚህ ሥራ፣ ለብዙ አቅጣጫዊ ከፍተኛ ትርፍ WPT እና RFEH በርካታ ባለብዙ ጨረር አቀራረቦች ቀርበዋል።
2. የአንቴና ፖላራይዜሽን
የአንቴና ፖላራይዜሽን የኤሌክትሪክ መስክ ቬክተርን ከአንቴና ስርጭት አቅጣጫ አንጻር እንቅስቃሴን ይገልፃል። የፖላራይዜሽን አለመጣጣሞች ዋና ዋና የሎብ አቅጣጫዎች ቢስተካከሉም እንኳ በአንቴናዎች መካከል ያለውን ስርጭት/መቀበያ መቀነስ ሊያስከትሉ ይችላሉ። ለምሳሌ፣ ቀጥ ያለ የLP አንቴና ለማስተላለፍ ጥቅም ላይ ከዋለ እና አግድም የLP አንቴና ለመቀበያ ጥቅም ላይ ከዋለ፣ ምንም ኃይል አይቀበልም። በዚህ ክፍል፣ የገመድ አልባ መቀበያ ቅልጥፍናን ከፍ ለማድረግ እና የፖላራይዜሽን አለመመጣጠን ኪሳራዎችን ለማስወገድ የተዘገቡ ዘዴዎች ተገምግመዋል። ከፖላራይዜሽን ጋር በተያያዘ የቀረበው የሬክቴና አርክቴክቸር ማጠቃለያ በስእል 6 ላይ ተሰጥቷል እና የSoA ምሳሌ በሰንጠረዥ 4 ላይ ተሰጥቷል።
ምስል 6
በሴሉላር ኮሙኒኬሽን፣ በመሠረት ጣቢያዎች እና በሞባይል ስልኮች መካከል መስመራዊ የፖላራይዜሽን አሰላለፍ ማሳካት የማይቻል ነው፣ ስለዚህ የመሠረት ጣቢያ አንቴናዎች የፖላራይዜሽን አለመመጣጠን ኪሳራዎችን ለማስወገድ ባለሁለት ፖላራይዜሽን ወይም ባለብዙ ፖላራይዜሽን እንዲሆኑ ተደርገው የተነደፉ ናቸው። ሆኖም፣ በብዙ መንገድ ተጽዕኖዎች ምክንያት የLP ሞገዶች የፖላራይዜሽን ልዩነት ያልተፈታ ችግር ሆኖ ቀጥሏል። ባለብዙ ፖላራይዜሽን የሞባይል ቤዝ ጣቢያዎች ግምት ላይ በመመስረት፣ የሴሉላር RFEH አንቴናዎች እንደ LP አንቴናዎች የተነደፉ ናቸው።
የሲፒ ሬክታኖች በዋናነት በWPT ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት አለመመጣጠንን በአንጻራዊነት ስለሚቋቋሙ ነው። የሲፒ አንቴናዎች ከሁሉም የLP ሞገዶች በተጨማሪ በተመሳሳይ የማዞሪያ አቅጣጫ (ግራ ወይም ቀኝ እጅ ሲፒ) የሲፒ ጨረር መቀበል ይችላሉ። ያም ሆነ ይህ የሲፒ አንቴና ያስተላልፋል እና የLP አንቴናው በ3 dB ኪሳራ (50% የኃይል መጥፋት) ይቀበላል። የሲፒ ሬክታኖች ለ900 MHz እና 2.4 GHz እና 5.8 GHz የኢንዱስትሪ፣ የሳይንስ እና የህክምና ባንዶች እንዲሁም ሚሊሜትር ሞገዶች ተስማሚ እንደሆኑ ተዘግቧል። በዘፈቀደ ፖላራይዝድ ሞገዶች RFEH ውስጥ፣ የፖላራይዝድ ልዩነት ለፖላራይዝድ አለመመጣጠን ኪሳራዎች ሊሆን የሚችል መፍትሄን ይወክላል።
ሙሉ ፖላራይዜሽን፣ እንዲሁም ባለብዙ-ፖላራይዜሽን በመባልም የሚታወቀው፣ የፖላራይዜሽን አለመመጣጠን ኪሳራዎችን ሙሉ በሙሉ ለማሸነፍ ሀሳብ ቀርቧል፣ ይህም የሁለቱም የCP እና የLP ሞገዶች መሰብሰብ ያስችላል፣ ሁለት ባለሁለት ፖላራይዜድ ኦርቶጎናል LP አባሎች ሁሉንም የLP እና የCP ሞገዶችን በብቃት ይቀበላሉ። ይህንን ለማሳየት፣ ቀጥ ያሉ እና አግድም የተጣራ ቮልቴጅዎች (VV እና VH) የፖላራይዜሽን አንግል ምንም ይሁን ምን ቋሚ ሆነው ይቆያሉ፡
የሲፒ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ “ኢ” የኤሌክትሪክ መስክ፣ ኃይል ሁለት ጊዜ (በአንድ አሃድ አንድ ጊዜ) የሚሰበሰብበት፣ በዚህም የሲፒ ክፍሉን ሙሉ በሙሉ የሚቀበል እና የ3 dB የፖላራይዜሽን አለመመጣጠን ኪሳራን የሚያሸንፍበት
በመጨረሻም፣ በዲሲ ጥምረት፣ የዘፈቀደ ፖላራይዜሽን ክስተቶች ሞገዶችን ማግኘት ይቻላል። ምስል 7 የተዘገበው ሙሉ በሙሉ ፖላራይዝድ ሪክቴና ጂኦሜትሪ ያሳያል።
ምስል 7
ባጭሩ፣ የተወሰነ የኃይል አቅርቦት ባላቸው የWPT አፕሊኬሽኖች ውስጥ፣ የአንቴናውን የፖላራይዜሽን አንግል ሳይለይ የWPT ቅልጥፍናን ስለሚያሻሽል ሲፒ ይመረጣል። በሌላ በኩል፣ ባለብዙ ምንጭ ማግኛ፣ በተለይም ከአካባቢ ምንጮች፣ ሙሉ በሙሉ ፖላራይዝድ አንቴናዎች የተሻለ አጠቃላይ መቀበያ እና ከፍተኛ ተንቀሳቃሽነት ሊያገኙ ይችላሉ፤ በRF ወይም DC ላይ ሙሉ በሙሉ ፖላራይዝድ ኃይልን ለማጣመር ባለብዙ-ፖርት/ባለብዙ-ማስተካከያ አርክቴክቸሮች ያስፈልጋሉ።
ማጠቃለያ
ይህ ጽሑፍ በቅርብ ጊዜ ለ RFEH እና WPT የአንቴና ዲዛይን እድገትን ይገመግማል፣ እና በቀደሙት ጽሑፎች ውስጥ ያልቀረበውን ለ RFEH እና WPT የአንቴና ዲዛይን መደበኛ ምደባ ያቀርባል። ከፍተኛ የ RF-to-DC ቅልጥፍናን ለማግኘት ሶስት መሰረታዊ የአንቴና መስፈርቶች ተለይተዋል፡
1. የፍላጎት ባንዶችን ለማግኘት የአንቴና ሬክቲፋየር ኢምፔዳንስ ባንድዊድዝ፤
2. ከተወሰነ ምግብ በ WPT ውስጥ በማስተላለፊያ እና በተቀባዩ መካከል ያለው ዋና የሎብ አሰላለፍ፤
3. አንግል እና አቀማመጥ ምንም ይሁን ምን በሬክተና እና በክስተቱ ሞገድ መካከል የፖላራይዜሽን ማመሳሰል።
በኢምፔዳንስ ላይ በመመስረት፣ ሬክታናዎች በ50Ω እና ሬክታፋየር ኮንጁጌት ሬክታናዎች ይመደባሉ፣ ይህም በተለያዩ ባንዶች እና ጭነቶች መካከል ባለው የኢምፔዳንስ ማመሳሰል እና የእያንዳንዱ የማዛመጃ ዘዴ ውጤታማነት ላይ ያተኩራል።
የSoA ሬክተናዎች የጨረር ባህሪያት ከቀጥታ እና ከፖላራይዜሽን አንፃር ተገምግመዋል። ጠባብ የቢም ስፋትን ለማሸነፍ በቢምፎርሚንግ እና በማሸግ ትርፍን ለማሻሻል የሚረዱ ዘዴዎች ተብራርተዋል። በመጨረሻም፣ ለWPT እና RFEH ከፖላራይዜሽን-ነጻ የሆነ አቀባበል ለማግኘት የተለያዩ አተገባበሮችን ጨምሮ ለWPT የሲፒ ሬክተናዎች ተገምግመዋል።
ስለ አንቴናዎች የበለጠ ለማወቅ፣ እባክዎን የሚከተለውን ይጎብኙ፦
የፖስታ ሰዓት፡ ኦገስት-16-2024
