Otimização e investigação comportamental de antenas dipolo em um sistema rectenna
Fabiano Silveira1; Úrsula do Carmo1; Diego Carlo1
1 Centro Federal de Ensino Tecnológico de Minas Gerais
doi:10.20906/CPS/CILAMCE2017-1163
Resumo
Ultimamente, os sistemas móveis de comunicação e as tecnologias sem fio vem obtendo uma participação cada vez maior no mercado e na vida das pessoas. Soluções de engenharia baseadas em antenas são, portanto, um tema recorrente e relevante. Uma das soluções mais promissoras é a transmissão de energia sem fios utilizando o dispositivo rectenna (retificador mais antenna). A rectenna é um dispositivo capaz de converter a energia de rádio-frequência, propagando-se no espaço livre, para corrente continua, adequada aos diversos aparelhos eletrônicos disponíveis no mercado. Este trabalho apresenta uma investigação comparativa acerca da operação de um sistema de transmissão de energia sem fios utilizando o dispositivo rectenna a partir de três diferentes construções de antenas: antena dipolo impressa sobre substrato FR4 (fibra de vidro), antena dipolo impressa sobre substrato Rogers/Duroid e uma antena dipolo do tipo filamentar. Inicialmente, serão discutidos os modelos teóricos básicos e equacionamento fundamental para o projeto de tais antenas. Para as simulações das antenas, foi utilizado o software CST (Computer Simulation Technology) com algoritmo de cálculo baseado no método FDTD (Finite-DifferenceTime Domain method). Após um desenho inicial, os principais parâmetros de antenas, S11 (perda de retorno), impedância de entrada e ganho são submetidos a processo de otimização, buscando-se assim, uma operação ótima na frequência desejada, 2,45GHz. O processo de otimização foi realizado através da utilização do Algoritmo Genético. Após projeto e construção das antenas, é apresentado o projeto do circuito retificador utilizando-se o software ADS (Advanced Design System). A topologia do circuito retificador, dobrador de tensão de Greinacher, é projetada com a utilização de linhas de transmissão em microfita para casamento de impedâncias em 50Ω com a impedância de entrada da antena, evitando-se assim, o surgimento de ondas estacionárias. O Algoritmo Genético também foi o escolhido para obtenção do circuito otimizado. Ap
Palavras-chave: Rectenna; Otimização; Algoritmo Genético; Dipolo de meia onda; Retificador