Shathya Duobiene1,*, Karolis Ratautas1

4.4. O'rim-yig'im antennasi

2,4 gigagertsli va 5,0 gigagertsli Wi-Fi tarmog'idan energiya yig'ish uchun fraktal antenna dizayni o'rganildi. Rasm11S ni simulyatsiya qilish va o'lchash natijalarini ko'rsatadi11dizayn fraktal antenna.

Sensorlar2022,22, 5343	13 / 17

11-rasm.S.ni simulyatsiya qilish va oʻlchash natijalari11ishlab chiqarilgan fraktal antenna.


Antennaning S ning simulyatsiya qilingan va o'lchangan spektrlarini taqqoslash11xarakteristikasi shaklda ko'rsatilgan11. Qora chiziq o'lchov natijalariga mos keladi, yashil chiziq simulyatsiya natijalarini va kulrang maydon 2,4 gigagertsli va 5 gigagertsli Wi-Fi chastota diapazonlarini ko'rsatadi. Rasmdan11, 2,43 gigagertsli simulyatsiya va o'lchash natijalari o'rtasida mukammal moslik mavjudligini ko'rish mumkin. O'lchangan tarmoqli kengligi (da−10 dB darajasi) 2,40 gigagertsdan 2,49 gigagertsgacha. Ushbu tarmoqli kengligi pastki Wi-Fi chastota diapazonini to'liq qoplaydi. Yuqori chastotalarda bunday yaxshi kelishuv topilmaydi. 5,78 gigagertsli kutilgan nazariy aks ettirish minimali 5,95 gigagertsga o'tkazildi va yuqori Wi-Fi chastota diapazoni uchun o'lchangan tarmoqli kengligi 5,8 gigagertsdan 6,04 gigagertsgacha edi. Rasmdan11, yuqori Wi-Fi chastota diapazonining faqat kichik bir qismidan foydalanish mumkinligini ko'rish mumkin. Shunga qaramay, kamida to'qqizta Wi-Fi kanali ushbu chastota diapazoniga mos kelishi kerak. Antennalarning spektral xususiyatlarini Wi-Fi tomonidan ishlatiladigan chastotalarga moslashtirish uchun substratlarda ishlatiladigan polimer materiallarning dielektrik xususiyatlarini hisobga olish kerak.


Fraktal antennaning ish chastotalari uning ikkita asosiy parametriga - eng katta uchburchakning o'lchamiga va boshqa uchburchaklarning chekka nisbatiga qanday bog'liqligi haqida qo'shimcha tadqiqotlar o'tkazildi. Parametrlar maydonining yuqori chegarasi PPE440 substratining o'lchami bilan cheklangan. Boshqa barcha parametrlar o'rnatiladi. Simulyatsiya natijalari rasmda keltirilgan12-uchburchaklar o'lchamining ortishi yoki uchburchak qirralari orasidagi nisbat ikkala diapazondagi antenna rezonans chastotasini pasaytiradi. Bog'liqliklar lineerga yaqin. Ikki chastota diapazoni o'rtasidagi nisbat 2,24 dan 2,41 gacha ko'tariladiA ortadi va uchburchak qirralari orasidagi nisbat oshganda 2,29 dan 2,53 gacha. Bu bizga antennaning to'g'ri o'lchamlarini tanlash va ikkala rezonans chastotasini biroz alohida sozlash orqali ikkala diapazonning rezonans chastotalarini aniqroq boshqarish imkonini beradi.


Mikroto'lqinli pechni to'g'rilash uchun Skyworks kompaniyasining Schottky diodlari SMS7630 qo'llanildi. Optimal yuk qarshiligida rektifikator pallasining chiqishida taxminan 0,5 V kuchlanishni kutish mumkin edi. Mikrokontrollerlarni quvvatlantirish uchun kuchlanish juda past (3-5 V kerak) va batareyani zaryad qilish uchun quvvat manbaiga qo'shimcha quvvatni boshqarish moduli ulanishi kerak. Texas Instruments tomonidan ishlab chiqarilgan quvvatni boshqarish moduli BQ25570 tanlangan, chunki u past kirish kuchlanishiga ega va u yuqori samaradorlik omiliga ega. Kutish mumkinki, energiya yig'ish davri maksimal ruxsat etilgan mikroto'lqinli quvvat zichligi 10 Vt / m bilan nurlantirilganda2, ishlab chiqarilgan energiya kombaynining chiqishi 5 mVt muvozanatli quvvatni ta'minlashi mumkin edi. Boshqa spektr diapazonlari uchun energiya yig'uvchilarni loyihalash davom etmoqda. Biroq, atrof-muhitda mavjud bo'lgan elektromagnit to'lqinlardan energiya yig'ish bo'yicha dastlabki natijalar istiqbolli. Boshqa turdagi energiyadan (quyosh, shamol va boshqalar) WSN da ajratilgan sensorli tugunlarni quvvatlantirish uchun foydalanish mumkin. SSAIL texnologiyasi ushbu turdagi energiya yig'ish antennalarining har qandayini talablarga mos keladigan mos dizayndan foydalangan holda Wi-Fi moduli bilan birlashtirish uchun ishlatilishi mumkin.