Compact rectenna design for RF energy harvesting applications
RF enerji hasatlama uygulamaları için kompakt doğrultuculu anten (rectenna) tasarımı
- Tez No: 553129
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MERİH PALANDÖKEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Bu çalışmada, radyo frekans enerji toplama sistemleri hakkında detaylı bir literatür çalışması gerçekleştirilmiş ve iki farklı bantta çalışmak üzere tasarlanan iki farklı RF enerji toplama sistemi tasarımı sunulmuştur. RF enerji hasatlama sistemleri elli yıldan uzun bir süredir hayatımızda yer almaktadır. Bu sistemler ile ilgili yürütülen çalışmaların sayısı özellikle son yıllarda gelişen teknoloji ile birlikte kullanımı artan düşük güç tüketimi olan cihazların güç ihtiyacını karşılamak amacıyla artmıştır. Literatürde bulunan RF enerji hasatlama sistem tasarımları genellikle ultra yüksek frekans bandında çalışmaktadır. Bu amaçla bu frekans bandında çalışan iki adet farklı RF enerji hasatlama sistem tasarımı oluşturulmuştur. Önerilen sistemlerin çalışma frekansları belirlenirken ise kullanımları oldukça yaygın olan GSM ve ISM bantları tercih edilmiştir. RF enerji hasatlama sistemi alıcı anten, RF sinyalleri DC sinyallere dönüştüren doğrultucu devre ve anten ile doğrultucu devre arasında bulunan empedans eşleştirme devresinden oluşmaktadır. Anten tasarımları Rogers RO4003 alttaş malzemesi kullanılarak CST Studio Suite programında tasarlanmış, nümerik olarak hesaplanmış ve fabrike edilen prototip ile doğrulanmıştır. RF - DC doğrultucu devre tasarımları ile empedans eşleştirme devresi ile birlikte Ansoft Designer ve Ansys Electronics Desktop programlarında nonlineer olarak tasarlanmış ve nümerik olarak hesaplanmıştır. Önerilen sistem tasarımları başarılı sonuçlara ulaşmıştır: 900 MHz de çalışan sistem tasarımı ile -11 dBm giriş gücünde % 75 RF-DC dönüşüm verimiyle 1.7 V DC çıkış voltajı elde edilmiştir. 2.4 GHz de çalışan sistem tasarımı ile -11 dBm giriş gücünde % 49 RF-DC dönüşüm verimiyle 0.75 V DC çıkış voltajı elde edilmiştir. Sonuç olarak, yürütülen çalışmada RF enerji hasatlama sistemleri ile önemli bilgiler sunulmuş ve tasarımları gerçekleştirilen sistemlerde başarılı performans verileri elde edilmiştir. Ayrıca çıkış voltaj değerini arttırmak üzerine bazı öneriler de bu çalışmada sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this study, a detailed literature study has been conducted about radio frequency energy harvesting systems, and two different RF energy harvesting system designs are presented operated two different bands. RF energy harvesting systems have been in our lives for more than fifty years. The number of studies carried out on these systems has increased, especially in order to meet the power requirements of low power consumption devices whose usage is increasing with the developing technology in recent years. In the literature, RF energy harvesting systems have been generally designed to operate in the ultra-high-frequency band. For this purpose, two different RF energy harvesting systems operating in this frequency band have been designed. While determining the operating frequencies of the proposed systems, GSM and ISM bands widely used have been preferred. The RF energy harvesting system consists of a receiving antenna, a rectifier circuit that converts RF signals into DC signals, and an impedance matching circuit between the antenna and rectifier circuit. Antennas have been designed, numerically calculated in CST Studio Suite using the Rogers RO4003 substrate, and verified by the fabricated prototype. RF to DC rectifying and impedance matching circuits have been designed and numerically calculated as a nonlinear in Ansoft Designer and Ansys Electronics Desktop. The proposed system designs have achieved successful performance parameters: The system design operating at 900 MHz has been yielded 1.7 V DC output voltage with 75 % RF-DC conversion efficiency at -11 dBm input power. The system design operating at 2.4 GHz has been yielded 0.75 V DC output voltage with 49 % RF-DC conversion efficiency at -11 dBm input power. As a result, essential information about RF energy harvesting systems has been presented, and successful performance parameters have been obtained in the designed systems. Also, suggestions on increasing output DC voltage are presented in this study.
Benzer Tezler
- RF energy harvesting in S band in wireless communication systems
Kablosuz haberleşme sistemlerinde S bandında RF enerji hasatlama
EMRE İŞCEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEBAHATTİN EKER
- Solenoidal uzaylar üzerindeki kompakt grup etkileri
Compact group acti̇ons on solenoi̇dal spaces
SEDA EREN
- Innovative standalone massive channel temperature monitoring system for CMS detector
CMS algıcı için yenilikçi bağımsız çok kanallı sıcaklık izleme sistemi
HATİCE TEKİŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKTO Karatay ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMİH YUMUŞAK
DR. ANDROMACHİ TSIROU
- Kompakt-açık topoloji ve homeomorfizm grupları üzerinde kompakt-açık topoloji yapısı
Compact-open topology and its structure on homeomorphism groups
İLKER AKKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
MatematikKırıkkale ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. HAKAN ŞİMŞEK
- Genetik algoritma ile bir kompakt ısı değiştirici dizaynı
Compact heat exchanger design via genetic algorithm
SERHAT ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM ÖZKOL