୧. ପରିଚୟ
ବ୍ୟାଟେରୀ-ମୁକ୍ତ ସ୍ଥାୟୀ ବେତାର ନେଟୱାର୍କ ହାସଲ କରିବାର ପଦ୍ଧତି ଭାବରେ ରେଡିଓ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି (RFEH) ଏବଂ ରେଡିଏଟିଭ୍ ୱେୟାରଲେସ୍ ପାୱାର ଟ୍ରାନ୍ସଫର (WPT) ବହୁତ ଆଗ୍ରହ ଆକର୍ଷିତ କରିଛି। ରେକ୍ଟେନା ହେଉଛି WPT ଏବଂ RFEH ସିଷ୍ଟମର ମୂଳଦୁଆ ଏବଂ ଲୋଡକୁ ପ୍ରଦାନ କରାଯାଉଥିବା DC ପାୱାର ଉପରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରଭାବ ପକାଇଥାଏ। ରେକ୍ଟେନାର ଆଣ୍ଟେନା ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ସିଧାସଳଖ ଅମଳ ଦକ୍ଷତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ, ଯାହା ଅନେକ ପରିମାଣର ପରିମାଣ ଦ୍ୱାରା ଅମଳିତ ଶକ୍ତିକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିପାରିବ। ଏହି ପତ୍ର WPT ଏବଂ ଆମ୍ବିଏଣ୍ଟ RFEH ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକରେ ନିୟୋଜିତ ଆଣ୍ଟେନା ଡିଜାଇନ୍ ସମୀକ୍ଷା କରେ। ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଥିବା ରେକ୍ଟେନାଗୁଡ଼ିକୁ ଦୁଇଟି ମୁଖ୍ୟ ମାନଦଣ୍ଡ ଅନୁସାରେ ବର୍ଗୀକୃତ କରାଯାଇଛି: ଆଣ୍ଟେନା ସଂଶୋଧନ ପ୍ରତିବାଧା ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଏବଂ ଆଣ୍ଟେନାର ବିକିରଣ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ। ପ୍ରତ୍ୟେକ ମାନଦଣ୍ଡ ପାଇଁ, ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ଯୋଗ୍ୟତାର ସଂଖ୍ୟା (FoM) ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ ଏବଂ ତୁଳନାତ୍ମକ ଭାବରେ ସମୀକ୍ଷା କରାଯାଏ।
ହଜାର ହଜାର ହର୍ସପାୱାର ପରିବହନ ପାଇଁ WPT କୁ 20 ଶତାବ୍ଦୀର ପ୍ରାରମ୍ଭରେ ଟେସଲା ଦ୍ୱାରା ପ୍ରସ୍ତାବିତ କରାଯାଇଥିଲା। RF ଶକ୍ତି ଅମଳ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ରେକ୍ଟିଫାୟର ସହିତ ସଂଯୁକ୍ତ ଏକ ଆଣ୍ଟେନାକୁ ବର୍ଣ୍ଣନା କରୁଥିବା ରେକ୍ଟେନା ଶବ୍ଦଟି 1950 ଦଶକରେ ସ୍ପେସ୍ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ପାୱାର ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ପ୍ରୟୋଗ ଏବଂ ସ୍ୱୟଂଚାଳିତ ଡ୍ରୋନଗୁଡ଼ିକୁ ଶକ୍ତି ପ୍ରଦାନ କରିବା ପାଇଁ ଉଭା ହୋଇଥିଲା। ସର୍ବଦିଗୀୟ, ଦୀର୍ଘ-ପରିସର WPT ପ୍ରସାରଣ ମାଧ୍ୟମ (ବାୟୁ) ର ଭୌତିକ ଗୁଣ ଦ୍ୱାରା ସୀମିତ। ତେଣୁ, ବାଣିଜ୍ୟିକ WPT ମୁଖ୍ୟତଃ ୱାୟାରଲେସ୍ ଉପଭୋକ୍ତା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ଚାର୍ଜିଂ କିମ୍ବା RFID ପାଇଁ ନିକଟ-କ୍ଷେତ୍ର ଅଣ-ରେଡିଏଟିଭ୍ ପାୱାର ଟ୍ରାନ୍ସଫର ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ସୀମିତ।
ଯେହେତୁ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଡିଭାଇସ୍ ଏବଂ ୱାୟାରଲେସ୍ ସେନ୍ସର ନୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକର ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାର ହ୍ରାସ ପାଉଛି, ଆମ୍ବିଏଣ୍ଟ RFEH କିମ୍ବା ବିତରିତ କମ୍-ପାୱାର ସର୍ବଦିଗନ୍ତ ଟ୍ରାନ୍ସମିଟର ବ୍ୟବହାର କରି ସେନ୍ସର ନୋଡ୍ଗୁଡ଼ିକୁ ଶକ୍ତି ପ୍ରଦାନ କରିବା ଅଧିକ ସମ୍ଭବ ହୋଇପଡୁଛି। ଅଲ୍ଟ୍ରା-ଲୋ-ପାୱାର ୱାୟାରଲେସ୍ ପାୱାର ସିଷ୍ଟମଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ ଏକ RF ଅଧିଗ୍ରହଣ ଫ୍ରଣ୍ଟ ଏଣ୍ଡ, DC ପାୱାର ଏବଂ ମେମୋରୀ ପରିଚାଳନା ଏବଂ ଏକ କମ୍-ପାୱାର ମାଇକ୍ରୋପ୍ରୋସେସର ଏବଂ ଟ୍ରାନ୍ସସିଭରକୁ ନେଇ ଗଠିତ।
ଚିତ୍ର 1 ରେ RFEH ୱାୟାରଲେସ୍ ନୋଡର ସ୍ଥାପତ୍ୟ ଏବଂ ସାଧାରଣତଃ ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଥିବା RF ଫ୍ରଣ୍ଟ-ଏଣ୍ଡ କାର୍ଯ୍ୟାନ୍ୱୟନ ଦର୍ଶାଯାଇଛି। ୱାୟାରଲେସ୍ ପାୱାର ସିଷ୍ଟମର ଶେଷରୁ ଶେଷ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଦକ୍ଷତା ଏବଂ ସିଙ୍କ୍ରୋନାଇଜ୍ ହୋଇଥିବା ୱାୟାରଲେସ୍ ସୂଚନା ଏବଂ ପାୱାର ଟ୍ରାନ୍ସଫର ନେଟୱାର୍କର ସ୍ଥାପତ୍ୟ ଆଣ୍ଟେନା, ରେକ୍ଟିଫାୟର୍ ଏବଂ ପାୱାର ପରିଚାଳନା ସର୍କିଟ୍ ଭଳି ବ୍ୟକ୍ତିଗତ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ। ସିଷ୍ଟମର ବିଭିନ୍ନ ଅଂଶ ପାଇଁ ଅନେକ ସାହିତ୍ୟ ସର୍ଭେ କରାଯାଇଛି। ସାରଣୀ 1 ରେ ପାୱାର କନଭର୍ସନ ପର୍ଯ୍ୟାୟ, ଦକ୍ଷ ପାୱାର କନଭର୍ସନ ପାଇଁ ମୁଖ୍ୟ ଉପାଦାନ ଏବଂ ପ୍ରତ୍ୟେକ ଅଂଶ ପାଇଁ ସମ୍ବନ୍ଧିତ ସାହିତ୍ୟ ସର୍ଭେର ସଂକ୍ଷିପ୍ତ କରାଯାଇଛି। ସାମ୍ପ୍ରତିକ ସାହିତ୍ୟ ପାୱାର କନଭର୍ସନ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା, ରେକ୍ଟିଫାୟର୍ ଟୋପୋଲୋଜି କିମ୍ବା ନେଟୱାର୍କ-ସଚେତନ RFEH ଉପରେ ଧ୍ୟାନ କେନ୍ଦ୍ରିତ କରେ।
ଚିତ୍ର 1
ତଥାପି, RFEH ରେ ଆଣ୍ଟେନା ଡିଜାଇନ୍କୁ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଉପାଦାନ ଭାବରେ ବିବେଚନା କରାଯାଏ ନାହିଁ। ଯଦିଓ କିଛି ସାହିତ୍ୟ ସାମଗ୍ରିକ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ କିମ୍ବା ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଆଣ୍ଟେନା ଡିଜାଇନ୍ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ ଆଣ୍ଟେନା ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଏବଂ ଦକ୍ଷତାକୁ ବିଚାର କରନ୍ତି, ଯେପରିକି କ୍ଷୁଦ୍ର କିମ୍ବା ପିନ୍ଧିବା ଯୋଗ୍ୟ ଆଣ୍ଟେନା, ପାୱାର ଗ୍ରହଣ ଏବଂ ରୂପାନ୍ତର ଦକ୍ଷତା ଉପରେ କିଛି ଆଣ୍ଟେନା ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକର ପ୍ରଭାବ ବିସ୍ତୃତ ଭାବରେ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇ ନାହିଁ।
ଏହି ପତ୍ରିକା RFEH ଏବଂ WPT ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଆଣ୍ଟେନା ଡିଜାଇନ୍ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜଗୁଡ଼ିକୁ ମାନକ ଯୋଗାଯୋଗ ଆଣ୍ଟେନା ଡିଜାଇନ୍ ଠାରୁ ପୃଥକ କରିବା ଲକ୍ଷ୍ୟରେ ରେକ୍ଟେନାରେ ଆଣ୍ଟେନା ଡିଜାଇନ୍ କୌଶଳ ସମୀକ୍ଷା କରେ। ଆଣ୍ଟେନାଗୁଡ଼ିକୁ ଦୁଇଟି ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ ତୁଳନା କରାଯାଏ: ଶେଷରୁ ଶେଷ ପ୍ରତିବାଧା ମେଳ ଏବଂ ବିକିରଣ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ; ପ୍ରତ୍ୟେକ କ୍ଷେତ୍ରରେ, ଅତ୍ୟାଧୁନିକ (SoA) ଆଣ୍ଟେନାରେ FoM ଚିହ୍ନଟ ଏବଂ ସମୀକ୍ଷା କରାଯାଏ।
2. ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଏବଂ ମେଳ ଖାଉଥିବା: ଅଣ-50Ω RF ନେଟୱାର୍କଗୁଡ଼ିକ
50Ω ର ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରତିବାଧା ହେଉଛି ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂ ପ୍ରୟୋଗରେ ଆଟେନୁଏସନ୍ ଏବଂ ଶକ୍ତି ମଧ୍ୟରେ ଆପୋଷର ଏକ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ବିଚାର। ଆଣ୍ଟେନାରେ, ପ୍ରତିବାଧା ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ କୁ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ପରିସର ଭାବରେ ପରିଭାଷିତ କରାଯାଏ ଯେଉଁଠାରେ ପ୍ରତିଫଳିତ ଶକ୍ତି 10% (S11< − 10 dB) ରୁ କମ୍ ଥାଏ। ଯେହେତୁ କମ୍ ଶବ୍ଦ ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟର (LNA), ପାୱାର ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟର ଏବଂ ଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ 50Ω ଇନପୁଟ୍ ପ୍ରତିବାଧା ମେଳ ସହିତ ଡିଜାଇନ୍ କରାଯାଇଥାଏ, ତେଣୁ ଏକ 50Ω ଉତ୍ସକୁ ପାରମ୍ପରିକ ଭାବରେ ଉଲ୍ଲେଖ କରାଯାଏ।
ଏକ ରେକ୍ଟେନାରେ, ଆଣ୍ଟେନାର ଆଉଟପୁଟ୍ ସିଧାସଳଖ ରେକ୍ଟିଫାୟରକୁ ଫିଡ୍ କରାଯାଏ, ଏବଂ ଡାୟୋଡର ଅଣ-ରେଖୀୟତା ଇନପୁଟ୍ ପ୍ରତିବାଧାରେ ଏକ ବଡ଼ ପରିବର୍ତ୍ତନ ସୃଷ୍ଟି କରେ, ଯେଉଁଥିରେ କ୍ୟାପାସିଟିଭ୍ ଉପାଦାନ ପ୍ରାଧାନ୍ୟ ବିସ୍ତାର କରେ। ଏକ 50Ω ଆଣ୍ଟେନା ଧରିଲେ, ମୁଖ୍ୟ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ହେଉଛି ଏକ ଅତିରିକ୍ତ RF ମେଳ ଖାଉଥିବା ନେଟୱାର୍କ ଡିଜାଇନ୍ କରିବା ଯାହା ଦ୍ୱାରା ଇନପୁଟ୍ ପ୍ରତିବାଧାକୁ ଆଗ୍ରହର ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିରେ ରେକ୍ଟିଫାୟରର ପ୍ରତିବାଧାରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରାଯାଇପାରିବ ଏବଂ ଏହାକୁ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଶକ୍ତି ସ୍ତର ପାଇଁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରାଯାଇପାରିବ। ଏହି କ୍ଷେତ୍ରରେ, ଦକ୍ଷ RF ରୁ DC ରୂପାନ୍ତର ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ଏଣ୍ଡ-ଟୁ-ଏଣ୍ଡ ପ୍ରତିବାଧା ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡ୍ଥ ଆବଶ୍ୟକ। ତେଣୁ, ଯଦିଓ ଆଣ୍ଟେନାଗୁଡ଼ିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟଗତ ଉପାଦାନ କିମ୍ବା ସ୍ୱୟଂ-ପରିପୂରକ ଜ୍ୟାମିତି ବ୍ୟବହାର କରି ତାତ୍ତ୍ୱିକ ଭାବରେ ଅସୀମ କିମ୍ବା ଅଲ୍ଟ୍ରା-ୱାଇଡ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡ୍ଥ ହାସଲ କରିପାରିବେ, ରେକ୍ଟେନାର ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡ୍ଥ ରେକ୍ଟିଫାୟର ମେଳ ଖାଉଥିବା ନେଟୱାର୍କ ଦ୍ୱାରା ବାଧାପ୍ରାପ୍ତ ହେବ।
ଆଣ୍ଟେନା ଏବଂ ରେକ୍ଟିଫାୟର ମଧ୍ୟରେ ପ୍ରତିଫଳନକୁ କମ କରି ଏବଂ ଶକ୍ତି ସ୍ଥାନାନ୍ତରକୁ ସର୍ବାଧିକ କରି ଏକକ-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଏବଂ ମଲ୍ଟି-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଅମଳ ବା WPT ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ଅନେକ ରେକ୍ଟେନା ଟୋପୋଲୋଜି ପ୍ରସ୍ତାବିତ କରାଯାଇଛି। ଚିତ୍ର 2 ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଥିବା ରେକ୍ଟେନା ଟୋପୋଲୋଜିର ଗଠନକୁ ଦର୍ଶାଉଛି, ଯାହା ସେମାନଙ୍କର ପ୍ରତିବାଧା ମେଳ ଖାଉଥିବା ସ୍ଥାପତ୍ୟ ଦ୍ୱାରା ବର୍ଗୀକୃତ। ସାରଣୀ 2 ପ୍ରତ୍ୟେକ ବର୍ଗ ପାଇଁ ଏଣ୍ଡ-ଟୁ-ଏଣ୍ଡ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ (ଏହି କ୍ଷେତ୍ରରେ, FoM) ସମ୍ବନ୍ଧରେ ଉଚ୍ଚ-କର୍ମକ୍ଷମ ରେକ୍ଟେନାର ଉଦାହରଣ ଦର୍ଶାଉଛି।
ଚିତ୍ର 2 ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଏବଂ ଇମ୍ପେଡାନ୍ସ ମେଳକ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ ରେକ୍ଟେନା ଟୋପୋଲୋଜି। (କ) ମାନକ ଆଣ୍ଟେନା ସହିତ ଏକକ-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ରେକ୍ଟେନା। (ଖ) ପ୍ରତି ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଗୋଟିଏ ରେକ୍ଟିଫାୟର୍ ଏବଂ ମେଳକ ନେଟୱାର୍କ ସହିତ ମଲ୍ଟିବ୍ୟାଣ୍ଡ ରେକ୍ଟେନା (ଏକାଧିକ ପାରସ୍ପରିକ ସଂଯୁକ୍ତ ଆଣ୍ଟେନା ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ)। (ଗ) ପ୍ରତ୍ୟେକ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ପାଇଁ ଏକାଧିକ RF ପୋର୍ଟ ଏବଂ ପୃଥକ ମେଳକ ନେଟୱାର୍କ ସହିତ ବ୍ରଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ରେକ୍ଟେନା। (ଘ) ବ୍ରଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ଆଣ୍ଟେନା ଏବଂ ବ୍ରଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ମେଳକ ନେଟୱାର୍କ ସହିତ ବ୍ରଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ରେକ୍ଟେନା। (ଙ) ରେକ୍ଟିଫାୟର୍ ସହିତ ସିଧାସଳଖ ମେଳକ ହୋଇଥିବା ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଭାବରେ ଛୋଟ ଆଣ୍ଟେନା ବ୍ୟବହାର କରି ଏକକ-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ରେକ୍ଟେନା। (ଚ) ରେକ୍ଟିଫାୟର୍ ସହିତ ସଂଯୁକ୍ତ କରିବା ପାଇଁ ଜଟିଳ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ସହିତ ଏକକ-ବ୍ୟାଣ୍ଡ, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଭାବରେ ବଡ଼ ଆଣ୍ଟେନା। (ଛ) ବିଭିନ୍ନ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ପରିସର ମଧ୍ୟରେ ରେକ୍ଟିଫାୟର୍ ସହିତ ସଂଯୁକ୍ତ କରିବା ପାଇଁ ଜଟିଳ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ସହିତ ବ୍ରଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ରେକ୍ଟେନା।
ଯଦିଓ ଡେଡିକେଟେଡ୍ ଫିଡ୍ ରୁ WPT ଏବଂ ଆମ୍ବିଏଣ୍ଟ RFEH ଭିନ୍ନ ରେକ୍ଟେନା ପ୍ରୟୋଗ, ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ରୂପାନ୍ତର ଦକ୍ଷତା (PCE) ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ଆଣ୍ଟେନା, ରେକ୍ଟିଫାୟର୍ ଏବଂ ଲୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ଏଣ୍ଡ-ଟୁ-ଏଣ୍ଡ ମେଳ କରିବା ମୌଳିକ। ତଥାପି, WPT ରେକ୍ଟେନାଗୁଡ଼ିକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଶକ୍ତି ସ୍ତରରେ (ଟୋପୋଲୋଜି a, e ଏବଂ f) ସିଙ୍ଗଲ୍-ବ୍ୟାଣ୍ଡ PCE ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ଉଚ୍ଚ ଗୁଣବତ୍ତା ଫ୍ୟାକ୍ଟର ମେଳ (ନିମ୍ନ S11) ହାସଲ କରିବା ଉପରେ ଅଧିକ ଧ୍ୟାନ ଦିଅନ୍ତି। ସିଙ୍ଗଲ୍-ବ୍ୟାଣ୍ଡ WPTର ବିସ୍ତୃତ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଡିଟ୍ୟୁନିଂ, ଉତ୍ପାଦନ ତ୍ରୁଟି ଏବଂ ପ୍ୟାକେଜିଂ ପରଜୀବୀ ପ୍ରତି ସିଷ୍ଟମ୍ ପ୍ରତିରୋଧକ ଶକ୍ତିକୁ ଉନ୍ନତ କରେ। ଅନ୍ୟପକ୍ଷରେ, RFEH ରେକ୍ଟେନାଗୁଡ଼ିକ ମଲ୍ଟି-ବ୍ୟାଣ୍ଡ କାର୍ଯ୍ୟକୁ ପ୍ରାଥମିକତା ଦିଏ ଏବଂ ଟୋପୋଲୋଜି bd ଏବଂ g ସହିତ ଜଡିତ, କାରଣ ଏକ ବ୍ୟାଣ୍ଡର ପାୱାର ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରଲ୍ ଘନତା (PSD) ସାଧାରଣତଃ କମ୍ ହୋଇଥାଏ।
3. ଆୟତାକାର ଆଣ୍ଟେନା ଡିଜାଇନ୍
୧. ଏକକ-ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ରେକ୍ଟେନା
ସିଙ୍ଗଲ୍-ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ରେକ୍ଟେନା (ଟୋପୋଲୋଜି A) ର ଆଣ୍ଟେନା ଡିଜାଇନ୍ ମୁଖ୍ୟତଃ ମାନକ ଆଣ୍ଟେନା ଡିଜାଇନ୍ ଉପରେ ଆଧାରିତ, ଯେପରିକି ଭୂମି ସମତଳରେ ରେଖୀୟ ଧ୍ରୁବୀକରଣ (LP) କିମ୍ବା ବୃତ୍ତାକାର ଧ୍ରୁବୀକରଣ (CP) ରେଡିଏଟିଂ ପ୍ୟାଚ୍, ଡାଇପୋଲ୍ ଆଣ୍ଟେନା ଏବଂ ଇନଭର୍ଟେଡ୍ F ଆଣ୍ଟେନା। ଡିଫରେନ୍ସିଆଲ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ରେକ୍ଟେନା ଏକାଧିକ ଆଣ୍ଟେନା ୟୁନିଟ୍ କିମ୍ବା ଏକାଧିକ ପ୍ୟାଚ୍ ୟୁନିଟ୍ ର ମିଶ୍ରିତ DC ଏବଂ RF ମିଶ୍ରଣ ସହିତ ବିନ୍ୟାସିତ DC ମିଶ୍ରଣ ଆରେ ଉପରେ ଆଧାରିତ।
ପ୍ରସ୍ତାବିତ ଆଣ୍ଟେନାଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରୁ ଅନେକ ଏକକ-ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଆଣ୍ଟେନା ଏବଂ ଏକକ-ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି WPT ର ଆବଶ୍ୟକତା ପୂରଣ କରୁଥିବାରୁ, ପରିବେଶଗତ ବହୁ-ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି RFEH ଖୋଜିବା ସମୟରେ, ଏକାଧିକ ଏକକ-ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଆଣ୍ଟେନାଗୁଡ଼ିକୁ ମଲ୍ଟି-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ରେକ୍ଟେନା (ଟୋପୋଲୋଜି B) ରେ ମିଶ୍ରିତ କରାଯାଏ ଯାହା ପାୱାର ପରିଚାଳନା ସର୍କିଟ ପରେ ପାରସ୍ପରିକ ସଂଯୋଗ ସପ୍ରସନ୍ ଏବଂ ସ୍ୱାଧୀନ DC ମିଶ୍ରଣ ସହିତ ସେମାନଙ୍କୁ RF ଅଧିଗ୍ରହଣ ଏବଂ ରୂପାନ୍ତର ସର୍କିଟରୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ପୃଥକ କରିଥାଏ। ଏଥିପାଇଁ ପ୍ରତ୍ୟେକ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ପାଇଁ ଏକାଧିକ ଶକ୍ତି ପରିଚାଳନା ସର୍କିଟ ଆବଶ୍ୟକ, ଯାହା ବୁଷ୍ଟ କନଭର୍ଟରର ଦକ୍ଷତାକୁ ହ୍ରାସ କରିପାରେ କାରଣ ଏକକ ବ୍ୟାଣ୍ଡର DC ଶକ୍ତି କମ୍।
୨. ମଲ୍ଟି-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଏବଂ ବ୍ରଡବ୍ୟାଣ୍ଡ RFEH ଆଣ୍ଟେନା
ପରିବେଶଗତ RFEH ପ୍ରାୟତଃ ମଲ୍ଟି-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଅଧିଗ୍ରହଣ ସହିତ ଜଡିତ; ତେଣୁ, ମାନକ ଆଣ୍ଟେନା ଡିଜାଇନର ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଏବଂ ଡୁଆଲ୍-ବ୍ୟାଣ୍ଡ କିମ୍ବା ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଆଣ୍ଟେନା ଆରେ ଗଠନ ପାଇଁ ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ବିଭିନ୍ନ କୌଶଳ ପ୍ରସ୍ତାବିତ କରାଯାଇଛି। ଏହି ବିଭାଗରେ, ଆମେ RFEH ପାଇଁ କଷ୍ଟମ୍ ଆଣ୍ଟେନା ଡିଜାଇନ୍, ଏବଂ ରେକ୍ଟେନା ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହେବାର ସମ୍ଭାବନା ସହିତ କ୍ଲାସିକ୍ ମଲ୍ଟି-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଆଣ୍ଟେନା ସମୀକ୍ଷା କରୁ।
କୋପ୍ଲାନାର୍ ୱେଭ୍ଗାଇଡ୍ (CPW) ମୋନୋପୋଲ୍ ଆଣ୍ଟେନା ସମାନ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିରେ ମାଇକ୍ରୋଷ୍ଟ୍ରିପ୍ ପ୍ୟାଚ୍ ଆଣ୍ଟେନା ତୁଳନାରେ କମ୍ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ ଅଧିକାର କରନ୍ତି ଏବଂ LP କିମ୍ବା CP ତରଙ୍ଗ ଉତ୍ପାଦନ କରନ୍ତି, ଏବଂ ପ୍ରାୟତଃ ବ୍ରଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ପରିବେଶଗତ ରେକ୍ଟେନା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ପ୍ରତିଫଳନ ପ୍ଲେନ୍ଗୁଡ଼ିକୁ ପୃଥକୀକରଣ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ଏବଂ ଲାଭ ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ, ଯାହା ଫଳରେ ପ୍ୟାଚ୍ ଆଣ୍ଟେନା ପରି ବିକିରଣ ପ୍ୟାଟର୍ନ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ। ସ୍ଲଟେଡ୍ କୋପ୍ଲାନାର୍ ୱେଭ୍ଗାଇଡ୍ ଆଣ୍ଟେନାଗୁଡ଼ିକୁ 1.8–2.7 GHz କିମ୍ବା 1–3 GHz ଭଳି ଏକାଧିକ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ବ୍ୟାଣ୍ଡ ପାଇଁ ପ୍ରତିବାଧା ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। କପଲ୍ଡ-ଫେଡ୍ ସ୍ଲଟ୍ ଆଣ୍ଟେନା ଏବଂ ପ୍ୟାଚ୍ ଆଣ୍ଟେନା ମଧ୍ୟ ସାଧାରଣତଃ ମଲ୍ଟି-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ରେକ୍ଟେନା ଡିଜାଇନ୍ରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଚିତ୍ର 3 କିଛି ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଥିବା ମଲ୍ଟି-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଆଣ୍ଟେନା ଦେଖାଏ ଯାହା ଏକାଧିକ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଉନ୍ନତି କୌଶଳ ବ୍ୟବହାର କରେ।
ଚିତ୍ର 3
ଆଣ୍ଟେନା-ରେକ୍ଟିଫାୟର୍ ଇମ୍ପେଡାନ୍ସ ମେଳ
ଏକ 50Ω ଆଣ୍ଟେନାକୁ ଏକ ନନଲାଇନ୍ ରେକ୍ଟିଫାୟର୍ ସହିତ ମେଳାଇବା ଏକ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜିଂ କାରଣ ଏହାର ଇନପୁଟ୍ ପ୍ରତିବାଧା ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ସହିତ ବହୁତ ଭିନ୍ନ ହୋଇଥାଏ। ଟୋପୋଲୋଜି A ଏବଂ B (ଚିତ୍ର 2) ରେ, ସାଧାରଣ ମେଳକ ନେଟୱାର୍କ ହେଉଛି ଲମ୍ପଡ୍ ଉପାଦାନ ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ LC ମେଳକ; ତଥାପି, ଆପେକ୍ଷିକ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ସାଧାରଣତଃ ଅଧିକାଂଶ ଯୋଗାଯୋଗ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଅପେକ୍ଷା କମ୍। ସିଙ୍ଗଲ୍-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଷ୍ଟବ୍ ମେଳକିଂ ସାଧାରଣତଃ 6 GHz ତଳେ ମାଇକ୍ରୋୱେଭ୍ ଏବଂ ମିଲିମିଟର-ତରଙ୍ଗ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ଏବଂ ରିପୋର୍ଟ ହୋଇଥିବା ମିଲିମିଟର-ତରଙ୍ଗ ରେକ୍ଟେନାର ଏକ ସ୍ୱାଭାବିକ ଭାବରେ ସଂକୀର୍ଣ୍ଣ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଥାଏ କାରଣ ସେମାନଙ୍କର PCE ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଆଉଟପୁଟ୍ ହାର୍ମୋନିକ୍ ସପ୍ରେସନ୍ ଦ୍ୱାରା ବାଧାପ୍ରାପ୍ତ ହୋଇଥାଏ, ଯାହା ସେମାନଙ୍କୁ 24 GHz ଅଣଲାଇସେନ୍ସପ୍ରାପ୍ତ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ସିଙ୍ଗଲ୍-ବ୍ୟାଣ୍ଡ WPT ଆପ୍ଲିକେସନ୍ ପାଇଁ ବିଶେଷ ଭାବରେ ଉପଯୁକ୍ତ କରିଥାଏ।
ଟୋପୋଲୋଜି C ଏବଂ D ରେକ୍ଟେନାଗୁଡିକରେ ଅଧିକ ଜଟିଳ ମେଳ ଖାଉଥିବା ନେଟୱାର୍କ ଅଛି। ବ୍ରଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ମେଳ ଖାଇବା ପାଇଁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ବିତରିତ ଲାଇନ୍ ମେଳ ଖାଉଥିବା ନେଟୱାର୍କ ପ୍ରସ୍ତାବିତ ହୋଇଛି, ଆଉଟପୁଟ୍ ପୋର୍ଟରେ ଏକ RF ବ୍ଲକ/DC ସର୍ଟ ସର୍କିଟ୍ (ପାସ୍ ଫିଲ୍ଟର) କିମ୍ବା ଡାୟୋଡ୍ ହାର୍ମୋନିକ୍ସ ପାଇଁ ଏକ ରିଟର୍ଣ୍ଣ ପଥ ଭାବରେ ଏକ DC ବ୍ଲକିଂ କ୍ୟାପାସିଟର ସହିତ। ରେକ୍ଟିଫାୟର ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକୁ ପ୍ରିଣ୍ଟେଡ୍ ସର୍କିଟ୍ ବୋର୍ଡ (PCB) ଇଣ୍ଟରଡିଜିଟେଡ୍ କ୍ୟାପାସିଟର ଦ୍ୱାରା ବଦଳାଯାଇପାରିବ, ଯାହା ବାଣିଜ୍ୟିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଡିଜାଇନ୍ ଅଟୋମେସନ୍ ଉପକରଣ ବ୍ୟବହାର କରି ସଂଶ୍ଳେଷିତ ହୋଇଥାଏ। ଅନ୍ୟ ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଥିବା ବ୍ରଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ରେକ୍ଟେନା ମେଳ ଖାଉଥିବା ନେଟୱାର୍କଗୁଡ଼ିକ ଇନପୁଟରେ ଏକ RF ସର୍ଟ ସୃଷ୍ଟି କରିବା ପାଇଁ ନିମ୍ନ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଏବଂ ବିତରିତ ଉପାଦାନ ସହିତ ମେଳ ଖାଇବା ପାଇଁ ଲମ୍ପଡ୍ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକୁ ମିଶ୍ରଣ କରନ୍ତି।
ଏକ ଉତ୍ସ (ଉତ୍ସ-ପୁଲ୍ କୌଶଳ ଭାବରେ ଜଣାଶୁଣା) ମାଧ୍ୟମରେ ଲୋଡ୍ ଦ୍ୱାରା ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷିତ ଇନପୁଟ୍ ପ୍ରତିବାଧାକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରି 57% ଆପେକ୍ଷିକ ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ (1.25–2.25 GHz) ଏବଂ ଲମ୍ପଡ୍ କିମ୍ବା ବିତରିତ ସର୍କିଟ୍ ତୁଳନାରେ 10% ଅଧିକ PCE ସହିତ ଏକ ବ୍ରଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ରେକ୍ଟିଫାୟର ଡିଜାଇନ୍ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଛି। ଯଦିଓ ମେଳ ଖାଉଥିବା ନେଟୱାର୍କଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ ସମଗ୍ର 50Ω ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ଉପରେ ଆଣ୍ଟେନା ସହିତ ମେଳ ଖାଇବା ପାଇଁ ଡିଜାଇନ୍ କରାଯାଇଛି, ସାହିତ୍ୟରେ ଏପରି ରିପୋର୍ଟ ଅଛି ଯେଉଁଠାରେ ବ୍ରଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ଆଣ୍ଟେନାଗୁଡ଼ିକୁ ନ୍ୟାରୋବ୍ୟାଣ୍ଡ ରେକ୍ଟିଫାୟର ସହିତ ସଂଯୋଗ କରାଯାଇଛି।
ହାଇବ୍ରିଡ୍ ଲମ୍ପଡ୍-ଏଲିମେଣ୍ଟ ଏବଂ ଡିଷ୍ଟ୍ରିବ୍ୟୁଟେଡ୍-ଏଲିମେଣ୍ଟ ମେଳ ଖାଉଥିବା ନେଟୱାର୍କଗୁଡ଼ିକ ଟୋପୋଲୋଜି C ଏବଂ D ରେ ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଛି, ସିରିଜ୍ ଇଣ୍ଡକ୍ଟର ଏବଂ କ୍ୟାପାସିଟରଗୁଡ଼ିକ ସବୁଠାରୁ ଅଧିକ ବ୍ୟବହୃତ ଲମ୍ପଡ୍ ଏଲିମେଣ୍ଟ। ଏଗୁଡ଼ିକ ଇଣ୍ଟରଡିଜିଟେଡ୍ କ୍ୟାପାସିଟର ଭଳି ଜଟିଳ ଗଠନକୁ ଏଡ଼ାଇ ଦିଅନ୍ତି, ଯାହାକୁ ମାନକ ମାଇକ୍ରୋଷ୍ଟ୍ରିପ୍ ରେଖା ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ସଠିକ୍ ମଡେଲିଂ ଏବଂ ନିର୍ମାଣ ଆବଶ୍ୟକ।
ଡାୟୋଡର ନନଲାଇନ୍ତା ହେତୁ ରେକ୍ଟିଫାୟରକୁ ଇନପୁଟ୍ ପାୱାର ଇନପୁଟ୍ ପ୍ରତିରୋଧକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ। ତେଣୁ, ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଇନପୁଟ୍ ପାୱାର ସ୍ତର ଏବଂ ଲୋଡ୍ ପ୍ରତିରୋଧ ପାଇଁ PCE କୁ ସର୍ବାଧିକ କରିବା ପାଇଁ ରେକ୍ଟେନା ଡିଜାଇନ୍ କରାଯାଇଛି। ଯେହେତୁ ଡାୟୋଡଗୁଡ଼ିକ ମୁଖ୍ୟତଃ 3 GHz ତଳେ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିରେ କ୍ୟାପାସିଟିଭ୍ ଉଚ୍ଚ ପ୍ରତିରୋଧ, ମେଳ ଖାଉଥିବା ନେଟୱାର୍କଗୁଡ଼ିକୁ ଦୂର କରୁଥିବା କିମ୍ବା ସରଳୀକୃତ ମେଳ ଖାଉଥିବା ସର୍କିଟଗୁଡ଼ିକୁ ସର୍ବନିମ୍ନ କରୁଥିବା ବ୍ରଡବ୍ୟାଣ୍ଡ ରେକ୍ଟେନାଗୁଡ଼ିକୁ Prf>0 dBm ଏବଂ 1 GHz ଉପରେ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଉପରେ କେନ୍ଦ୍ରିତ କରାଯାଇଛି, କାରଣ ଡାୟୋଡଗୁଡ଼ିକର କ୍ୟାପାସିଟିଭ୍ ପ୍ରତିରୋଧ କମ୍ ଥାଏ ଏବଂ ଆଣ୍ଟେନା ସହିତ ଭଲ ଭାବରେ ମେଳ ଖାଇ ପାରିବ, ତେଣୁ ଇନପୁଟ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା >1,000Ω ସହିତ ଆଣ୍ଟେନାର ଡିଜାଇନ୍ ଏଡାଯାଇପାରିବ।
CMOS ରେକ୍ଟେନାରେ ଅନୁକୂଳିତ କିମ୍ବା ପୁନଃବିନ୍ୟାସଯୋଗ୍ୟ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ମେଳ ଦେଖାଯାଇଛି, ଯେଉଁଠାରେ ମେଳକ ନେଟୱାର୍କରେ ଅନ୍-ଚିପ୍ କ୍ୟାପାସିଟର ବ୍ୟାଙ୍କ ଏବଂ ଇଣ୍ଡକ୍ଟର ଥାଏ। ଷ୍ଟାଟିକ୍ CMOS ମେଳକ ନେଟୱାର୍କ ମାନକ 50Ω ଆଣ୍ଟେନା ଏବଂ ସହ-ଡିଜାଇନ୍ ହୋଇଥିବା ଲୁପ୍ ଆଣ୍ଟେନା ପାଇଁ ମଧ୍ୟ ପ୍ରସ୍ତାବିତ ହୋଇଛି। ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଛି ଯେ ପ୍ୟାସିଭ୍ CMOS ପାୱାର ଡିଟେକ୍ଟରଗୁଡ଼ିକ ସ୍ୱିଚ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ ଯାହା ଆଣ୍ଟେନାର ଆଉଟପୁଟ୍କୁ ବିଭିନ୍ନ ରେକ୍ଟିଫାୟର୍ ଏବଂ ଉପଲବ୍ଧ ଶକ୍ତି ଉପରେ ନିର୍ଭର କରି ମେଳକ ନେଟୱାର୍କକୁ ନିର୍ଦ୍ଦେଶିତ କରେ। ଲମ୍ପଡ୍ ଟ୍ୟୁନେବଲ୍ କାପାସିଟର ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ ପୁନଃବିନ୍ୟାସଯୋଗ୍ୟ ମେଳକ ନେଟୱାର୍କ ପ୍ରସ୍ତାବିତ କରାଯାଇଛି, ଯାହା ଏକ ଭେକ୍ଟର ନେଟୱାର୍କ ବିଶ୍ଳେଷକ ବ୍ୟବହାର କରି ଇନପୁଟ୍ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ମାପ କରିବା ସମୟରେ ଫାଇନ୍-ଟ୍ୟୁନିଂ ଦ୍ୱାରା ଟ୍ୟୁନ୍ କରାଯାଏ। ପୁନଃବିନ୍ୟାସଯୋଗ୍ୟ ମାଇକ୍ରୋଷ୍ଟ୍ରିପ୍ ମେଳକ ନେଟୱାର୍କରେ, ଡୁଆଲ୍-ବ୍ୟାଣ୍ଡ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ମେଳକ ଷ୍ଟବ୍ସକୁ ଆଡଜଷ୍ଟ କରିବା ପାଇଁ କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରଭାବ ଟ୍ରାଞ୍ଜିଷ୍ଟର ସ୍ୱିଚ୍ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଛି।
ଆଣ୍ଟେନା ବିଷୟରେ ଅଧିକ ଜାଣିବା ପାଇଁ, ଦୟାକରି ପରିଦର୍ଶନ କରନ୍ତୁ:
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଅଗଷ୍ଟ-୦୯-୨୦୨୪
