Çoklu frekanslı hibrit enerji harmanlayıcı tasarımı ve uygulaması

Bu tez çalışmasında kablosuz sensör ağları gibi düşük güçlü sistemlerin enerji ihtiyacını karşılamak için tek kutuplu doğrultucu anten ve güneş hücresinin birleşiminden meydana gelen özgün çoklu frekanslı hibrid bir enerji hasatlayıcının tasarımı ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Yaprak şekilli tek kutuplu anten doğadan ilham alınarak tasarlanmıştır ve en çok kullanılan haberleşme frekans bantlarını (GSM–1800, UMTS–2100, WIFI–2.45, LTE–2.65 GHz) kapsayacak şekilde geniş bantlı bir yapıya sahiptir. Doğrultucu devredeki diyot tarafından oluşturulan yüksek dereceli harmoniklerin bastırılması ve antenden daha iyi bir verim elde etmek için tasarlanan tek kütük alçak geçiren filtre antenin besleme hattına yerleştirilmiş ve antenin çalışma frekans aralığı sınırlandırılmıştır. Güneş hücresi ise hacimsel alanı daha iyi kullanabilmek amacıyla antenin toprak düzlemine yerleştirilmiştir. İlgilenilen bütün frekans bantlarında verimli bir şekilde çalışacak şekilde tasarlanan yarım dalga doğrultucu devresi yüzey montaj teknolojisine sahip devre elemanları ve mikroşerit iletim hatları ile gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen enerji hasatlayıcının oda ortamında yapılan deneme ölçümlerinde -20 dBm RF gücü ve 165 lüks aydınlanma değeri altında 110 mV çıkış gerilim değerine ve 21.2 μW güç üretim değerine sahip olduğu görülmüştür. Elde edilen sonuçlar tasarlanan sistemin düşük güçlü sensör ağları ve mikro - elektronik sistemleri beslemek için kullanılabileceğini göstermektedir.