بهبود بازدهي سيستم انتقال توان بي‌سيم با استفاده از شبكه تطبيق امپدانس وفقي

كارشناسي ارشد

چكيده با گسترش روزافزون و چشم¬گير وسايل الكترونيكي قابل¬حمل و بي‌سيم در سال¬هاي اخير سيستم¬هاي انتقال¬ توان بي‌سيم به يكي از زمينه¬هاي تحقيقاتي مهم و موردتوجه محققين تبديل شده¬است، چرا كه جايگزيني و يا شارژ مجدد باتري¬ها علاوه¬بر محدوديت زمان كاركرد اين وسايل، هزينه¬بر و گاهي اوقات غيرممكن است. سيستم¬هاي انتقال توان بي‌سيم به دو دسته¬ي سيستم¬هاي تشعشعي و غيرتشعشعي تقسيم مي¬شوند. سيستم¬هاي انتقال توان بي‌سيم غيرتشعشعي مبتني بر كوپلاژ مغناطيسي بين دو ساختار هستند و برحسب فاصله¬ به دو نوع كوتاه¬برد و ميان¬برد تقسيم مي¬شوند. اين سيستم¬ها مورد تحقيق و توسعه¬ي بسيار قرارگرفته و امروزه به خوبي در صنعت كاربرد يافته¬اند. مشكل اصلي در اين روش اين است كه انتقال انرژي تنها مي¬تواند طي فواصل نسبتاً كوتاه و در فركانس¬هاي نسبتاً پايين اتفاق بيفتد. سيستم¬هاي انتقال توان بي‌سيم تشعشعي از امواج الكترومغناطيسي فركانس بالا بهره مي¬برند و انتقال انرژي بي‌سيم مي¬تواند در هر دو ناحيه¬ي دوربرد و كوتاه¬برد و با استفاده از ادوات با اندازه¬ي نسبتاً كوچك انجام شود. با اين حال سيستم¬هاي انتقال توان بي‌سيم RF با چالش¬هاي اساسي از جمله پايين بودن راندمان مواجه هستند و هنوز در مرحله¬ي تحقيق و توسعه هستند. دست‌يابي به راندمان بيشينه مبتني براصل انتقال توان بيشينه و در واقع اصل تطبيق امپدانس است. اصلي¬ترين بخش سيستم¬هاي انتقال توان بي‌سيم RF, ركتاناها هستند. ركتاناها آنتن يكپارچه شده با مدار يكسوساز هستند. راندمان ركتانا با راندمان آنتن و يكسوساز آن تعيين مي¬شود. از طرفي عنصر اصلي يكسوسازها ديودها هستند. با توجه به اثرات غيرخطي ديودها, امپدانس ورودي يكسوساز با تغييرات توان ورودي تغيير خواهد كرد. بنابراين در اين پايان¬نامه هدف پياده¬سازي روش تطبيق امپدانس وفقي به منظور جبران كاهش راندمان ناشي از عدم تطبيق در اثر تغييرات توان ورودي است. مدار طراحي، بهينه‌سازي و ساخته شده‌است. در نهايت ساختار آنتني‌اي با استفاده از 5 آنتن مايكراستريپ، به منظور دريافت همه‌جهتي انرژي معرفي و شبيه‌سازي شده است. واژه‌هاي كليدي: سيستم‌هاي انتقال توان بي‌سيم، ركتانا، ديود شاتكي، تطبيق امپدانس وفقي.

188908

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر وحيد نيري

مخابرات ميدان

دكتر محمد سليماني