منصة الرسائل والاطاريح: تصميم و تمثيل نظام حصاد الطاقة من الترددات الراديوية المحيطة

الخلاصة

مصدر الترددات الراديوية (RF) المناسب هو أساس أي نموذج لحصاد طاقة التردد الراديوي. في هذا العمل ، تم تقديم فحص شامل لمختلف مصادر ترددات الراديو ، تم تقديم التلفزيون الرقمي ، والنظام العالمي للاتصالات المتنقلة ، والاتصال اللاسلكي (DTV ، و GSM ، و WiFi). كمصادر طاقة متجددة متوفرة في نطاق التردد (400 ميكا هرتز-3كيكا هرتز) للإشارات الكهرومغناطيسية لتحويل طاقة الموجات الكهرومغناطيسية (EM) إلى جهد تيار مباشر (DC) ، تم في هذا العمل بناء دوائر إلكترونية باستخدام العديد من المكونات الإلكترونية مثل الثنائيات والمكثفات والهوائي. تم تحديد العلاقة بين جهد الخرج وزمن الشحن للمكثف باستخدام أنواع مختلفة من الدوائر متعددة الجهد تتكون من دائرة مضاعفة الجهد لمراحل تتراوح (3 ، 5 ، 7 ، 10 ، و 12). باستخدام سلسلة من دوائر مضاعفة الجهد ، تم قياس طاقة خرج التيار الكهربائي. تم تعيين العلاقة بين عدد المراحل وطاقة الخرج. تم بناء دوائر متوازية لدائرة مضاعفة الجهد ثلاثية الطور تتكون من دائرتين متوازيتين إلى ثماني دوائر من أجل زيادة كفاءة دوائر مضاعفة الجهد. تم قياس الترددات الراديوية المحيطة حسب مدينة الحلة حيث تقع في العراق. تمت محاكاة دائرة مضاعفة الجهد باستخدام برنامج ADS ( نظام التصميم المتقدم 2020 محاكاة 64 بت). كانت الفولتية الناتجة لدائرة مضاعفة الجهد ثلاثة وخمسة وسبعة وعشرة واثني عشر (6.5 ، 9 ، 11 ، 13 ، و 12) فولت على التوالي. أظهرت النتائج أن جهد الخرج للمراحل ( 3 ، 5 ، 7) جيد ، لكن يوجد انحدار حاد لجهد الخرج للمرحلتين( 10 و12 ). تم حساب كفاءة دوائر (3 ، 5 ، 7 ، 10 ، و12) مرحلة. تم رسم النتائج كدالة لقدرة الإدخال تحت نطاقات التردد (400-680 ) ميجاهرتز , (700-900 ) ميجاهرتز و (2.5) جيجا هرتز على التوالي. وجد أنه في ثلاث مراحل ، يكون أكثر كفاءة ، بقيمة قصوى 15.4٪ للتردد( 2.5) جيجا هرتز عند التحميل (4) كيلو اوم. ومع زيادة عدد المراحل ، تقل الكفاءة. كانت أعلى كفاءة في دارة خماسية الطور هي ( 3 ، 4 ، 5)٪ لجميع نطاقات التردد على التوالي. في دارة ذات سبع مراحل ، كانت أعلى قيم كفاءة ( 3 ، 4 ، 5)٪. في الدوائر ذات عشر مراحل و اثنا عشر طور ، تكون الكفاءة منخفضة للغاية. لزيادة كفاءة دوائر التضخيم ، تم تصميم نموذج لنظام تجميع الطاقة كمراحل متوازية (مرحلتان ، ثلاث ، أربع ، خمس ، ستة ، سبع وثمانية) لدائرة مضاعفة الجهد بثلاث مراحل. تصبح الدائرة أكثر كفاءة مع نمو المراحل المتوازية لدائرة مضاعفة الجهد ثلاثية الطور. هذه نتيجة وضع القيم الحالية معًا. نتيجة لذلك ، يرتفع جهد الخرج بينما ينخفض الحمل. عمليًا ، أسفر اختبار الدائرة لثلاث مراحل عن أكبر جهد قدره (2.1 ) فولت وكفاءة (4.8٪ ) ضمن نطاق التردد (850-960) ميجاهرتز. كانت أكبر قيمة جهد ضمن النطاق الترددي (2.11-2.17) جيجاهرتز هي ( 2.3 ) فولت ، بينما كانت قيمة الكفاءة(3 .5) ٪. تم تنفيذ دائرة متوازية ثنائية الطور لدائرة من ثلاث مراحل ، تنتج كفاءة بنسبة 26 ٪.