Projeto de antenas para recepção simultânea de energia e informação : uma abordagem out-of-band

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Vinícius Santana da
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=121808
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Carlos Eduardo Capovilla
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spelling Projeto de antenas para recepção simultânea de energia e informação : uma abordagem out-of-bandHARVESTING OUT-OF-BANDSWIPTWIRELESSRECTENAOUT-OF-BAND HARVESTINGRECTENNAPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DA INFORMAÇÃO - UFABCOrientador: Prof. Dr. Carlos Eduardo CapovillaDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, Santo André, 2020.Sistemas de transmissão simultânea de potência e informação sem fio (do acrônimo inglês, SWIPT) são uma das soluções propostas para a utilização em redes de sensores sem fio, tornando-os totalmente ou parcialmente independente de cabos e/ou baterias. Apesar da crescente demanda de artigos de SWIPT, pouco se debate sobre projetos de hardware nessa área. Visando preencher essa lacuna, o presente trabalho contempla o projeto, síntese e comparação de arquiteturas de recepção baseadas em SWIPT em estruturas planares de baixo custo utilizando as bandas de comunicações móveis em 1,8 GHz para comunicação e ISM de 2,4 GHz para harvesting de energia out-of-band. Nesse trabalho são apresentadas as antenas patch dupla e a Dual-Output Quasi-Yagi (DOQY) como arquiteturas do tipo Separated Receiver e Power Splitting, respectivamente. É apresentado também um dispositivo divisor de potência baseado em frequência que integra a DOQY, que se mostra uma alternativa mais eficiente para sistemas de harvesting out-of-band de arquitetura Power Splitting se comparado aos divisores de potência convencionais. Os resultados preliminares apontam um desempenho satisfatório da patch dupla, apresentando bom isolamento entre portas e Pout = 17 µW. A antena DOQY apresentou ganho de 70% em relação a uma antena Quasi-Yagi de mesmas dimensões (QYref) quando terminada em carga de 50 . Entretanto, a influência mútua das impedâncias dos circuitos de RF alocados nos terminais da DOQY, elevaram o desempenho para 91% e 81% da QYref para o harvesting em 2,45 GHz e para o ganho da antena em 1,8 GHz, respectivamente. Os resultados apresentados pela DOQY a credenciam a topologia de sistemas SWIPT com harvesting out-of-band.Simultaneous Wireless Information and Power Transfer (SWIPT) systems are one of the proposed solutions to make wireless sensor networks totally or partially independent of wires and/or batteries. Despite the growing demand for SWIPT papers, there are hardware impairments in this area. In order to fill this gap, this work presents the design, synthesis and comparison of SWIPT-based reception architectures in a low-cost planar structures operating in the mobile communication band at 1.8 GHz for wireless information and ISM band at 2.4 GHz for out-of-band RF energy harvesting. In this work, a double patch antenna and a Dual-Output Quasi-Yagi antenna are proposed as Separated Receiver and Power Splitting architectures, respectively. This work also presents a frequency-based power-splitter device that integrates the DOQY, which is a more efficient alternative for out-of-band RF energy harvesting for Power Splitting architectures when compared to conventional power splitters. The preliminary results indicate satisfactory performance of the double patch antenna, presenting good port isolation and Pout = 17 µW. The DOQY antenna presented a antenna gain of 70% in comparison with a Quasi-Yagi antenna with the same dimensions (QYref) when matched at 50 load. However, the mutual influence of the RF circuit impedances allocated at the DOQY terminals increased to 91% and 81% of QYref performance in energy harvesting at 2.45 GHz and antenna gain at 1.8 GHz, respectively. The results presented by DOQY endorses its operation in SWIPT systems with out-of-band RF energy harvesting.Capovilla, Carlos EduardoPonchet, André da FontouraRamos, Glaucio LopesSuyama, RicardoSilva, Vinícius Santana da2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf73 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=121808http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=121808&midiaext=78521http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=121808&midiaext=78522Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=121808porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-03-21T13:51:25Zoai:BDTD:121808Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2022-03-21T13:51:25Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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