1. ആമുഖം
റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി (RF) ഊർജ്ജ വിളവെടുപ്പും (RFEH), റേഡിയേറ്റിവ് വയർലെസ് പവർ ട്രാൻസ്ഫർ (WPT) എന്നിവയും ബാറ്ററി രഹിത സുസ്ഥിര വയർലെസ് നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ നേടുന്നതിനുള്ള രീതികൾ എന്ന നിലയിൽ വലിയ താൽപ്പര്യം ആകർഷിച്ചു. WPT, RFEH സിസ്റ്റങ്ങളുടെ മൂലക്കല്ലാണ് റെക്റ്റെനകൾ, ലോഡിലേക്ക് വിതരണം ചെയ്യുന്ന ഡിസി പവറിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. റെക്റ്റെന്നയുടെ ആൻ്റിന ഘടകങ്ങൾ വിളവെടുപ്പ് കാര്യക്ഷമതയെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു, ഇത് വിളവെടുപ്പ് ശക്തിയെ പല ഓർഡറുകളാൽ വ്യത്യാസപ്പെടുത്താം. WPT, ആംബിയൻ്റ് RFEH ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ആൻ്റിന ഡിസൈനുകൾ ഈ പേപ്പർ അവലോകനം ചെയ്യുന്നു. റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ട റെക്റ്റനകളെ രണ്ട് പ്രധാന മാനദണ്ഡങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് തരം തിരിച്ചിരിക്കുന്നു: ആൻ്റിന റെക്റ്റിഫൈയിംഗ് ഇംപെഡൻസ് ബാൻഡ്വിഡ്ത്തും ആൻ്റിനയുടെ റേഡിയേഷൻ സവിശേഷതകളും. ഓരോ മാനദണ്ഡത്തിനും, വ്യത്യസ്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുള്ള മെറിറ്റ് (FoM) നിർണ്ണയിക്കുകയും താരതമ്യേന അവലോകനം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.
20-ാം നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ തുടക്കത്തിൽ ആയിരക്കണക്കിന് കുതിരശക്തി പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു മാർഗമായി ടെസ്‌ല നിർദ്ദേശിച്ചതാണ് WPT. RF പവർ വിളവെടുക്കാൻ ഒരു റക്റ്റിഫയറുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ആൻ്റിനയെ വിവരിക്കുന്ന റെക്റ്റെന എന്ന പദം 1950-കളിൽ ബഹിരാകാശ മൈക്രോവേവ് പവർ ട്രാൻസ്മിഷൻ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും സ്വയംഭരണ ഡ്രോണുകൾ പവർ ചെയ്യുന്നതിനുമായി ഉയർന്നുവന്നു. ഓമ്നിഡയറക്ഷണൽ, ലോംഗ്-റേഞ്ച് WPT എന്നത് പ്രചരണ മാധ്യമത്തിൻ്റെ (വായു) ഭൗതിക ഗുണങ്ങളാൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, വാണിജ്യ WPT പ്രധാനമായും വയർലെസ് കൺസ്യൂമർ ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് ചാർജിംഗിനോ RFID-നോ വേണ്ടിയുള്ള സമീപ-ഫീൽഡ് നോൺ-റേഡിയേറ്റിവ് പവർ ട്രാൻസ്ഫർ മാത്രമായി പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.
അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളുടെയും വയർലെസ് സെൻസർ നോഡുകളുടെയും പവർ ഉപഭോഗം കുറയുന്നത് തുടരുന്നതിനാൽ, ആംബിയൻ്റ് RFEH ഉപയോഗിച്ചോ അല്ലെങ്കിൽ വിതരണം ചെയ്ത ലോ-പവർ ഓമ്നിഡയറക്ഷണൽ ട്രാൻസ്മിറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ചോ പവർ സെൻസർ നോഡുകൾക്ക് ഇത് കൂടുതൽ പ്രായോഗികമാകും. അൾട്രാ ലോ-പവർ വയർലെസ് പവർ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ സാധാരണയായി ആർഎഫ് അക്വിസിഷൻ ഫ്രണ്ട് എൻഡ്, ഡിസി പവർ, മെമ്മറി മാനേജ്മെൻ്റ്, ലോ പവർ മൈക്രോപ്രൊസസറും ട്രാൻസ്‌സീവറും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.
ഒരു RFEH വയർലെസ് നോഡിൻ്റെ ആർക്കിടെക്ചറും സാധാരണയായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെടുന്ന RF ഫ്രണ്ട് എൻഡ് ഇംപ്ലിമെൻ്റേഷനുകളും ചിത്രം 1 കാണിക്കുന്നു. വയർലെസ് പവർ സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ എൻഡ്-ടു-എൻഡ് കാര്യക്ഷമതയും സമന്വയിപ്പിച്ച വയർലെസ് വിവരങ്ങളുടെയും പവർ ട്രാൻസ്ഫർ നെറ്റ്‌വർക്കിൻ്റെയും ആർക്കിടെക്ചറും ആൻ്റിനകൾ, റക്റ്റിഫയറുകൾ, പവർ മാനേജ്മെൻ്റ് സർക്യൂട്ടുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള വ്യക്തിഗത ഘടകങ്ങളുടെ പ്രകടനത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ വിവിധ ഭാഗങ്ങൾക്കായി നിരവധി സാഹിത്യ സർവേകൾ നടത്തിയിട്ടുണ്ട്. പവർ കൺവേർഷൻ ഘട്ടം, കാര്യക്ഷമമായ ഊർജ്ജ പരിവർത്തനത്തിനുള്ള പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ, ഓരോ ഭാഗത്തിനുമുള്ള അനുബന്ധ സാഹിത്യ സർവേകൾ എന്നിവ പട്ടിക 1 സംഗ്രഹിക്കുന്നു. പവർ കൺവേർഷൻ ടെക്‌നോളജി, റക്റ്റിഫയർ ടോപ്പോളജികൾ അല്ലെങ്കിൽ നെറ്റ്‌വർക്ക്-അവബോധമുള്ള RFEH എന്നിവയിൽ സമീപകാല സാഹിത്യം ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു.
ചിത്രം 1
എന്നിരുന്നാലും, RFEH-ൽ ആൻ്റിന ഡിസൈൻ ഒരു നിർണായക ഘടകമായി കണക്കാക്കുന്നില്ല. ചില സാഹിത്യങ്ങൾ ആൻ്റിന ബാൻഡ്വിഡ്ത്തും കാര്യക്ഷമതയും മൊത്തത്തിലുള്ള വീക്ഷണകോണിൽ നിന്നോ അല്ലെങ്കിൽ മിനിയേച്ചറൈസ്ഡ് അല്ലെങ്കിൽ വെയറബിൾ ആൻ്റിനകൾ പോലെയുള്ള ഒരു പ്രത്യേക ആൻ്റിന ഡിസൈൻ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്നോ പരിഗണിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, പവർ റിസപ്ഷനിലും പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമതയിലും ചില ആൻ്റിന പാരാമീറ്ററുകളുടെ സ്വാധീനം വിശദമായി വിശകലനം ചെയ്യുന്നില്ല.
സ്റ്റാൻഡേർഡ് കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ആൻ്റിന ഡിസൈനിൽ നിന്ന് RFEH, WPT നിർദ്ദിഷ്ട ആൻ്റിന ഡിസൈൻ വെല്ലുവിളികളെ വേർതിരിച്ചറിയുക എന്ന ലക്ഷ്യത്തോടെ ഈ പേപ്പർ റെക്റ്റനകളിലെ ആൻ്റിന ഡിസൈൻ ടെക്നിക്കുകൾ അവലോകനം ചെയ്യുന്നു. ആൻ്റിനകളെ രണ്ട് വീക്ഷണകോണുകളിൽ നിന്ന് താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു: എൻഡ്-ടു-എൻഡ് ഇംപെഡൻസ് പൊരുത്തവും റേഡിയേഷൻ സവിശേഷതകളും; ഓരോ സാഹചര്യത്തിലും, അത്യാധുനിക (SoA) ആൻ്റിനകളിൽ FoM തിരിച്ചറിയുകയും അവലോകനം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.
2. ബാൻഡ്വിഡ്ത്തും മാച്ചിംഗും: നോൺ-50Ω RF നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ
50Ω ൻ്റെ സ്വഭാവഗുണമുള്ള ഇംപെഡൻസ്, മൈക്രോവേവ് എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലെ അറ്റന്യൂവേഷനും പവറും തമ്മിലുള്ള ഒത്തുതീർപ്പിൻ്റെ ആദ്യകാല പരിഗണനയാണ്. ആൻ്റിനകളിൽ, പ്രതിഫലിക്കുന്ന പവർ 10% (S11< - 10 dB)-ൽ താഴെയുള്ള ഫ്രീക്വൻസി ശ്രേണിയായി ഇംപെഡൻസ് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു. കുറഞ്ഞ ശബ്ദ ആംപ്ലിഫയറുകൾ (എൽഎൻഎകൾ), പവർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ, ഡിറ്റക്ടറുകൾ എന്നിവ സാധാരണയായി 50Ω ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസ് പൊരുത്തത്തോടെ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നതിനാൽ, ഒരു 50Ω ഉറവിടം പരമ്പരാഗതമായി പരാമർശിക്കപ്പെടുന്നു.
ഒരു റെക്‌ടെനയിൽ, ആൻ്റിനയുടെ ഔട്ട്‌പുട്ട് റക്റ്റിഫയറിലേക്ക് നേരിട്ട് നൽകുന്നു, കൂടാതെ ഡയോഡിൻ്റെ രേഖീയത ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസിൽ വലിയ വ്യതിയാനത്തിന് കാരണമാകുന്നു, കപ്പാസിറ്റീവ് ഘടകം ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നു. ഒരു 50Ω ആൻ്റിന അനുമാനിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസിനെ ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസിനെ ഇൻററസ്‌റ്റ് ഫ്രീക്വൻസിയിൽ റക്റ്റിഫയറിൻ്റെ ഇംപെഡൻസിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിനും ഒരു പ്രത്യേക പവർ ലെവലിനായി ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിനും ഒരു അധിക RF മാച്ചിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്ക് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുക എന്നതാണ് പ്രധാന വെല്ലുവിളി. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, കാര്യക്ഷമമായ RF-ൽ നിന്ന് DC പരിവർത്തനം ഉറപ്പാക്കാൻ എൻഡ്-ടു-എൻഡ് ഇംപെഡൻസ് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ആവശ്യമാണ്. അതിനാൽ, ആൻ്റിനകൾക്ക് ആനുകാലിക ഘടകങ്ങളോ സ്വയം പൂരക ജ്യാമിതിയോ ഉപയോഗിച്ച് സൈദ്ധാന്തികമായി അനന്തമോ അൾട്രാ-വൈഡ് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് നേടാൻ കഴിയുമെങ്കിലും, റെക്റ്റെന്നയുടെ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് റക്റ്റിഫയർ മാച്ചിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്ക് തടസ്സപ്പെടുത്തും.
ആൻ്റിനയ്ക്കും റക്റ്റിഫയറിനും ഇടയിൽ പ്രതിഫലനങ്ങൾ കുറയ്ക്കുകയും പരമാവധി പവർ ട്രാൻസ്ഫർ നൽകുകയും ചെയ്യുന്നതിലൂടെ സിംഗിൾ-ബാൻഡ്, മൾട്ടി-ബാൻഡ് വിളവെടുപ്പ് അല്ലെങ്കിൽ WPT നേടാൻ നിരവധി റെക്റ്റെന്ന ടോപ്പോളജികൾ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. റിപ്പോർട്ട് ചെയ്ത റെക്റ്റെന ടോപ്പോളജികളുടെ ഘടനകൾ ചിത്രം 2 കാണിക്കുന്നു, അവയുടെ ഇംപെഡൻസ് മാച്ചിംഗ് ആർക്കിടെക്ചർ പ്രകാരം തരംതിരിക്കുന്നു. ഓരോ വിഭാഗത്തിനും എൻഡ്-ടു-എൻഡ് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് (ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, FoM) സംബന്ധിച്ച് ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള റെക്റ്റനകളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ പട്ടിക 2 കാണിക്കുന്നു.
ചിത്രം 2 ബാൻഡ്‌വിഡ്‌ത്തിൻ്റെയും ഇംപെഡൻസ് പൊരുത്തത്തിൻ്റെയും വീക്ഷണകോണിൽ നിന്നുള്ള റെക്റ്റെന്ന ടോപ്പോളജികൾ. (എ) സ്റ്റാൻഡേർഡ് ആൻ്റിനയുള്ള സിംഗിൾ-ബാൻഡ് റെക്റ്റെന. (ബി) ഒരു ബാൻഡിന് ഒരു റക്റ്റിഫയറും പൊരുത്തപ്പെടുന്ന നെറ്റ്‌വർക്കും ഉള്ള മൾട്ടിബാൻഡ് റെക്റ്റെന (മ്യൂച്ച്വലി കപ്പിൾഡ് ആൻ്റിനകൾ ചേർന്നതാണ്). (സി) ഒന്നിലധികം RF പോർട്ടുകളുള്ള ബ്രോഡ്ബാൻഡ് റെക്റ്റെന്നയും ഓരോ ബാൻഡിനും പ്രത്യേക മാച്ചിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്കുകളും. (d) ബ്രോഡ്ബാൻഡ് ആൻ്റിനയും ബ്രോഡ്ബാൻഡ് മാച്ചിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്കും ഉള്ള ബ്രോഡ്ബാൻഡ് റെക്റ്റെന്ന. (ഇ) വൈദ്യുതപരമായി ചെറിയ ആൻ്റിന ഉപയോഗിക്കുന്ന സിംഗിൾ-ബാൻഡ് റെക്റ്റെന്ന റക്റ്റിഫയറുമായി നേരിട്ട് പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. (എഫ്) റക്റ്റിഫയറുമായി സംയോജിപ്പിക്കാൻ സങ്കീർണ്ണമായ ഇംപെഡൻസുള്ള സിംഗിൾ-ബാൻഡ്, വൈദ്യുതപരമായി വലിയ ആൻ്റിന. (g) ആവൃത്തികളുടെ ഒരു ശ്രേണിയിൽ റക്റ്റിഫയറുമായി സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിന് സങ്കീർണ്ണമായ ഇംപെഡൻസുള്ള ബ്രോഡ്ബാൻഡ് റെക്റ്റെന.
ഡെഡിക്കേറ്റഡ് ഫീഡിൽ നിന്നുള്ള WPT, ആംബിയൻ്റ് RFEH എന്നിവ വ്യത്യസ്ത റെക്റ്റെന്ന ആപ്ലിക്കേഷനുകളാണെങ്കിലും, ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന് ഉയർന്ന പവർ കൺവേർഷൻ കാര്യക്ഷമത (PCE) നേടുന്നതിന് ആൻ്റിന, റക്റ്റിഫയർ, ലോഡ് എന്നിവയ്‌ക്കിടയിൽ എൻഡ്-ടു-എൻഡ് പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ നേടുന്നത് അടിസ്ഥാനപരമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ചില പവർ ലെവലുകളിൽ (ടോപ്പോളജികൾ a, e, f) സിംഗിൾ-ബാൻഡ് പിസിഇ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഉയർന്ന ഗുണമേന്മയുള്ള ഫാക്ടർ പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ (താഴ്ന്ന S11) നേടുന്നതിൽ WPT റെക്റ്റെനകൾ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. സിംഗിൾ-ബാൻഡ് WPT-യുടെ വിശാലമായ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത്, ഡിറ്റ്യൂണിംഗ്, മാനുഫാക്ചറിംഗ് വൈകല്യങ്ങൾ, പാക്കേജിംഗ് പരാന്നഭോജികൾ എന്നിവയ്ക്കുള്ള സിസ്റ്റം പ്രതിരോധശേഷി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. മറുവശത്ത്, ഒരു ബാൻഡിൻ്റെ പവർ സ്പെക്ട്രൽ ഡെൻസിറ്റി (PSD) പൊതുവെ കുറവായതിനാൽ, RFEH റെക്റ്റെനകൾ മൾട്ടി-ബാൻഡ് പ്രവർത്തനത്തിന് മുൻഗണന നൽകുന്നു, ടോപ്പോളജികൾ bd, g എന്നിവയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.
3. ചതുരാകൃതിയിലുള്ള ആൻ്റിന ഡിസൈൻ
1. സിംഗിൾ ഫ്രീക്വൻസി റെക്റ്റെന്ന
സിംഗിൾ-ഫ്രീക്വൻസി റെക്റ്റെന്നയുടെ (ടോപ്പോളജി എ) ആൻ്റിന രൂപകൽപ്പന പ്രധാനമായും അടിസ്ഥാന ആൻ്റിന രൂപകൽപ്പനയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, ലീനിയർ പോലറൈസേഷൻ (എൽപി) അല്ലെങ്കിൽ ഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിനിലെ സർക്കുലർ പോളറൈസേഷൻ (സിപി) വികിരണം ചെയ്യുന്ന പാച്ച്, ദ്വിധ്രുവ ആൻ്റിന, വിപരീത എഫ് ആൻ്റിന. ഒന്നിലധികം ആൻ്റിന യൂണിറ്റുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഒന്നിലധികം പാച്ച് യൂണിറ്റുകളുടെ മിക്സഡ് DC, RF കോമ്പിനേഷൻ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് കോൺഫിഗർ ചെയ്ത ഡിസി കോമ്പിനേഷൻ അറേയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് ഡിഫറൻഷ്യൽ ബാൻഡ് റെക്റ്റെന്ന.
നിർദ്ദിഷ്ട ആൻ്റിനകളിൽ പലതും സിംഗിൾ-ഫ്രീക്വൻസി ആൻ്റിനകളും സിംഗിൾ-ഫ്രീക്വൻസി WPT-യുടെ ആവശ്യകതകളും നിറവേറ്റുന്നതിനാൽ, പരിസ്ഥിതി മൾട്ടി-ഫ്രീക്വൻസി RFEH തേടുമ്പോൾ, ഒന്നിലധികം സിംഗിൾ-ഫ്രീക്വൻസി ആൻ്റിനകൾ മൾട്ടി-ബാൻഡ് റെക്റ്റനകളായി (ടോപ്പോളജി ബി) സംയോജിപ്പിച്ച് മ്യൂച്വൽ കപ്ലിംഗ് സപ്‌പ്രഷനും ഒപ്പം പവർ മാനേജ്മെൻ്റ് സർക്യൂട്ടിന് ശേഷം സ്വതന്ത്ര ഡിസി കോമ്പിനേഷൻ അവരെ RF ഏറ്റെടുക്കലിൽ നിന്നും പൂർണ്ണമായും ഒറ്റപ്പെടുത്തുന്നു പരിവർത്തന സർക്യൂട്ട്. ഇതിന് ഓരോ ബാൻഡിനും ഒന്നിലധികം പവർ മാനേജ്മെൻ്റ് സർക്യൂട്ടുകൾ ആവശ്യമാണ്, ഇത് ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടറിൻ്റെ കാര്യക്ഷമത കുറച്ചേക്കാം, കാരണം ഒരൊറ്റ ബാൻഡിൻ്റെ ഡിസി പവർ കുറവാണ്.
2. മൾട്ടി-ബാൻഡ്, ബ്രോഡ്ബാൻഡ് RFEH ആൻ്റിനകൾ
പാരിസ്ഥിതിക RFEH പലപ്പോഴും മൾട്ടി-ബാൻഡ് ഏറ്റെടുക്കലുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു; അതിനാൽ, സ്റ്റാൻഡേർഡ് ആൻ്റിന ഡിസൈനുകളുടെ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഡ്യുവൽ-ബാൻഡ് അല്ലെങ്കിൽ ബാൻഡ് ആൻ്റിന അറേകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള രീതികൾക്കും വിവിധ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ഈ വിഭാഗത്തിൽ, RFEH-കൾക്കായുള്ള ഇഷ്‌ടാനുസൃത ആൻ്റിന ഡിസൈനുകളും റെക്റ്റനകളായി ഉപയോഗിക്കാൻ സാധ്യതയുള്ള ക്ലാസിക് മൾട്ടി-ബാൻഡ് ആൻ്റിനകളും ഞങ്ങൾ അവലോകനം ചെയ്യുന്നു.
കോപ്ലനാർ വേവ്ഗൈഡ് (CPW) മോണോപോൾ ആൻ്റിനകൾ ഒരേ ആവൃത്തിയിലുള്ള മൈക്രോസ്ട്രിപ്പ് പാച്ച് ആൻ്റിനകളേക്കാൾ കുറഞ്ഞ വിസ്തീർണ്ണം ഉൾക്കൊള്ളുകയും എൽപി അല്ലെങ്കിൽ സിപി തരംഗങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അവ പലപ്പോഴും ബ്രോഡ്ബാൻഡ് പാരിസ്ഥിതിക റെക്റ്റനകൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒറ്റപ്പെടൽ വർദ്ധിപ്പിക്കാനും നേട്ടം മെച്ചപ്പെടുത്താനും റിഫ്ലക്ഷൻ പ്ലെയിനുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, പാച്ച് ആൻ്റിനകൾക്ക് സമാനമായ റേഡിയേഷൻ പാറ്റേണുകൾ ഉണ്ടാകുന്നു. 1.8-2.7 GHz അല്ലെങ്കിൽ 1-3 GHz പോലെയുള്ള ഒന്നിലധികം ഫ്രീക്വൻസി ബാൻഡുകളുടെ ഇംപെഡൻസ് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് സ്ലോട്ട് കോപ്ലനാർ വേവ്ഗൈഡ് ആൻ്റിനകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. കപ്പിൾഡ്-ഫെഡ് സ്ലോട്ട് ആൻ്റിനകളും പാച്ച് ആൻ്റിനകളും മൾട്ടി-ബാൻഡ് റെക്റ്റെന്ന ഡിസൈനുകളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒന്നിലധികം ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് മെച്ചപ്പെടുത്തൽ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ചില റിപ്പോർട്ടുചെയ്ത മൾട്ടി-ബാൻഡ് ആൻ്റിനകൾ ചിത്രം 3 കാണിക്കുന്നു.
ചിത്രം 3
ആൻ്റിന-റെക്റ്റിഫയർ ഇംപെഡൻസ് പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ
50Ω ആൻ്റിനയെ നോൺ ലീനിയർ റക്റ്റിഫയറുമായി പൊരുത്തപ്പെടുത്തുന്നത് വെല്ലുവിളിയാണ്, കാരണം അതിൻ്റെ ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസ് ആവൃത്തിയിൽ വളരെയധികം വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. A, B എന്നീ ടോപ്പോളജികളിൽ (ചിത്രം 2), ലംപ്ഡ് എലമെൻ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഒരു LC പൊരുത്തം ആണ് പൊതുവായ പൊരുത്തമുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക്; എന്നിരുന്നാലും, ആപേക്ഷിക ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് സാധാരണയായി മിക്ക ആശയവിനിമയ ബാൻഡുകളേക്കാളും കുറവാണ്. 6 ജിഗാഹെർട്‌സിന് താഴെയുള്ള മൈക്രോവേവ്, മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് ബാൻഡുകളിൽ സിംഗിൾ-ബാൻഡ് സ്റ്റബ് മാച്ചിംഗ് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, റിപ്പോർട്ട് ചെയ്ത മില്ലിമീറ്റർ-വേവ് റെക്റ്റെനകൾക്ക് അന്തർലീനമായി ഇടുങ്ങിയ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഉണ്ട്, കാരണം അവയുടെ പിസിഇ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഔട്ട്‌പുട്ട് ഹാർമോണിക് സപ്രഷൻ വഴി തടസ്സപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് അവയെ സിംഗിൾ-ന് പ്രത്യേകമായി അനുയോജ്യമാക്കുന്നു. 24 GHz ലൈസൻസില്ലാത്ത ബാൻഡിലെ ബാൻഡ് WPT ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ.
സി, ഡി എന്നീ ടോപ്പോളജികളിലെ റെക്റ്റനകൾക്ക് കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ പൊരുത്തമുള്ള നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ ഉണ്ട്. ബ്രോഡ്ബാൻഡ് പൊരുത്തപ്പെടുത്തലിനായി പൂർണ്ണമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ലൈൻ മാച്ചിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഔട്ട്‌പുട്ട് പോർട്ടിൽ ഒരു RF ബ്ലോക്ക്/DC ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് (പാസ് ഫിൽട്ടർ) അല്ലെങ്കിൽ ഡയോഡ് ഹാർമോണിക്‌സിന് ഒരു റിട്ടേൺ പാഥായി ഒരു DC ബ്ലോക്കിംഗ് കപ്പാസിറ്റർ. വാണിജ്യ ഇലക്ട്രോണിക് ഡിസൈൻ ഓട്ടോമേഷൻ ടൂളുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സമന്വയിപ്പിച്ച പ്രിൻ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് (പിസിബി) ഇൻ്റർഡിജിറ്റേറ്റഡ് കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ച് റക്റ്റിഫയർ ഘടകങ്ങൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാം. റിപ്പോർട്ടുചെയ്ത മറ്റ് ബ്രോഡ്ബാൻഡ് റെക്റ്റെന്ന മാച്ചിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ കുറഞ്ഞ ആവൃത്തികളിലേക്ക് പൊരുത്തപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ലംപ്ഡ് എലമെൻ്റുകളും ഇൻപുട്ടിൽ ഒരു RF ഷോർട്ട് സൃഷ്‌ടിക്കുന്നതിന് വിതരണം ചെയ്യുന്ന ഘടകങ്ങളും സംയോജിപ്പിക്കുന്നു.
57% ആപേക്ഷിക ബാൻഡ്വിഡ്ത്തും (1.25–2.25 GHz) ബ്രോഡ്ബാൻഡ് റക്റ്റിഫയർ രൂപകൽപന ചെയ്യുന്നതിനായി ഒരു സ്രോതസ്സിലൂടെ ലോഡ് നിരീക്ഷിക്കുന്ന ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസ് വ്യത്യാസപ്പെടുത്തുന്നത് ലംപ്ഡ് അല്ലെങ്കിൽ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഡ് സർക്യൂട്ടുകളെ അപേക്ഷിച്ച് 10% ഉയർന്ന പിസിഇ ആണ്. . പൊരുത്തമുള്ള നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ സാധാരണയായി 50Ω ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് മുഴുവനായും ആൻ്റിനകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന തരത്തിലാണ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നതെങ്കിലും, ബ്രോഡ്ബാൻഡ് ആൻ്റിനകൾ നാരോബാൻഡ് റക്റ്റിഫയറുകളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള റിപ്പോർട്ടുകൾ സാഹിത്യത്തിൽ ഉണ്ട്.
സി, ഡി എന്നീ ടോപ്പോളജികളിൽ ഹൈബ്രിഡ് ലംപ്ഡ് എലമെൻ്റും ഡിസ്ട്രിബ്യൂഡ് എലമെൻ്റ് മാച്ചിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്കുകളും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു, സീരീസ് ഇൻഡക്‌ടറുകളും കപ്പാസിറ്ററുകളും ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ലംപ്ഡ് എലമെൻ്റുകളാണ്. ഇവ ഇൻ്റർഡിജിറ്റേറ്റഡ് കപ്പാസിറ്ററുകൾ പോലുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ ഘടനകളെ ഒഴിവാക്കുന്നു, അവയ്ക്ക് സാധാരണ മൈക്രോസ്ട്രിപ്പ് ലൈനുകളേക്കാൾ കൂടുതൽ കൃത്യമായ മോഡലിംഗും ഫാബ്രിക്കേഷനും ആവശ്യമാണ്.
റക്റ്റിഫയറിലേക്കുള്ള ഇൻപുട്ട് പവർ, ഡയോഡിൻ്റെ രേഖീയമല്ലാത്തതിനാൽ ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസിനെ ബാധിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ഒരു പ്രത്യേക ഇൻപുട്ട് പവർ ലെവലിനും ലോഡ് ഇംപെഡൻസിനും വേണ്ടി പിസിഇ പരമാവധിയാക്കുന്നതിനാണ് റെക്റ്റെന രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്. 3 GHz-ൽ താഴെയുള്ള ആവൃത്തികളിൽ ഡയോഡുകൾ പ്രാഥമികമായി കപ്പാസിറ്റീവ് ഉയർന്ന ഇംപെഡൻസ് ആയതിനാൽ, പൊരുത്തപ്പെടുന്ന നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ ഇല്ലാതാക്കുന്നതോ ലളിതമാക്കിയ മാച്ചിംഗ് സർക്യൂട്ടുകൾ ചെറുതാക്കുന്നതോ ആയ ബ്രോഡ്ബാൻഡ് റെക്റ്റെനകൾ Prf>0 dBm ഉം 1 GHz-ഉം മുകളിലുള്ള ആവൃത്തികളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, കാരണം ഡയോഡുകൾക്ക് കുറഞ്ഞ കപ്പാസിറ്റീവ് ഇംപെഡൻസ് ഉണ്ട്. ആൻ്റിനയിലേക്ക്, അങ്ങനെ ഡിസൈൻ ഒഴിവാക്കുന്നു ഇൻപുട്ട് റിയാക്ടൻസുകളുള്ള ആൻ്റിനകൾ >1,000Ω.
ചിപ്പ് കപ്പാസിറ്റർ ബാങ്കുകളും ഇൻഡക്‌ടറുകളും അടങ്ങുന്ന മാച്ചിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്കിൽ CMOS റെക്റ്റനകളിൽ അഡാപ്റ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ റീകോൺഫിഗർ ചെയ്യാവുന്ന ഇംപെഡൻസ് പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ കാണപ്പെടുന്നു. സ്റ്റാറ്റിക് സിഎംഒഎസ് മാച്ചിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ സ്റ്റാൻഡേർഡ് 50Ω ആൻ്റിനകൾക്കും കോ-ഡിസൈൻ ചെയ്ത ലൂപ്പ് ആൻ്റിനകൾക്കും നിർദ്ദേശിച്ചിട്ടുണ്ട്. ലഭ്യമായ പവർ അനുസരിച്ച് ആൻ്റിനയുടെ ഔട്ട്‌പുട്ട് വ്യത്യസ്ത റക്റ്റിഫയറുകളിലേക്കും പൊരുത്തപ്പെടുന്ന നെറ്റ്‌വർക്കുകളിലേക്കും നയിക്കുന്ന സ്വിച്ചുകൾ നിയന്ത്രിക്കാൻ നിഷ്‌ക്രിയ CMOS പവർ ഡിറ്റക്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതായി റിപ്പോർട്ടുണ്ട്. ഒരു വെക്റ്റർ നെറ്റ്‌വർക്ക് അനലൈസർ ഉപയോഗിച്ച് ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസ് അളക്കുമ്പോൾ ഫൈൻ-ട്യൂണിംഗ് വഴി ട്യൂൺ ചെയ്യപ്പെടുന്ന ലംപ്ഡ് ട്യൂണബിൾ കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പുനഃക്രമീകരിക്കാവുന്ന മാച്ചിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്ക് നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. പുനഃക്രമീകരിക്കാവുന്ന മൈക്രോസ്ട്രിപ്പ് മാച്ചിംഗ് നെറ്റ്‌വർക്കുകളിൽ, ഡ്യുവൽ-ബാൻഡ് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ നേടുന്നതിനായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന സ്റ്റബുകൾ ക്രമീകരിക്കുന്നതിന് ഫീൽഡ് ഇഫക്റ്റ് ട്രാൻസിസ്റ്റർ സ്വിച്ചുകൾ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നു.
ആൻ്റിനകളെക്കുറിച്ച് കൂടുതലറിയാൻ, ദയവായി സന്ദർശിക്കുക:
പോസ്റ്റ് സമയം: ഓഗസ്റ്റ്-09-2024
