RF enerji hasatlama için mikroşerit anten tasarımı uygulamaları

Son zamanlarda teknolojinin gelişmesi özellikle yarı iletkenlerin icadından sonra akıl almaz bir hızla ilerlemiştir. Bu ilerleme teknolojik cihazlarının çoğalmasına neden olmuştur. Dünya nüfusunun artması ve bu nüfusun teknolojik cihazları sürekli kullanması enerji tüketimin artmasına sebep olmuştur. Dünya genelinde enerji tüketimin her geçen gün artması bilim insanlarını enerjiyi farklı yollardan kolay ve az maliyetle elde etmek için araştırmalar yapmaya itmiştir. Enerjiyi elde etmenin onlarca farklı yolu vardır. Bu yollardan biri de ortamda çeşitli cihazlardan (Mikrodalga ve Radyo dalga) oluşan ve serbest halde dolaşan Elektromanyetik dalgalardan uygun koşullar ve uygun aparatlarla (Anten ve enerji hasatlama modülü) enerji hasadı yapmaktır. Son yıllarda haberleşme sistemlerinin ve diğer sistemlerin sayıca çoğalması ortamdaki frekans yoğunluğunda ve çeşitliliğinde artışa sebep olmuştur. Bu durum RF (Radyo Frekans) enerji hasatlama yönteminin haberleşme devrelerinde çokça kullanılmasına olanak tanımıştır. Böylelikle kesintisiz ve düşük güçlerde RF enerji hesatlama yapabilen sistemlerin oluşmasına ve çoğalmasına yol açmıştır. Bir RF enerji hasat atlama sistemi 5 adet aşamadan oluşmaktadır bunlar anten, empedans uyumlandırma, filtreler, doğrultucu devreler ve yüktür. Bazı cihazlarda kullanılması için uygun hale getirilen enerjinin batarya veya pil benzeri depolama aygıtları tarafından depolanıp o şekilde tüketilmesi beraberinde çeşitli maliyetler getirmektedir. Bu maliyetleri azaltmanın yöntemlerinden biri sürekli serbest halde dolaşan elektromanyetik dalgalardan RF enerji hasatlama yöntemiyle enerji elde etmektir. RF enerji hasat atlama düşük güç ile çalışan sistemler için oldukça popüler bir çözüm yöntemidir burada enerji kesintisiz sağlandığından batarya kullanımının önüne geçilerek hem maliyet azaltıcı hem de depolama cihazlarının atıkları sonucu çevrede oluşacak çevre kirliliklerinde önüne geçilmiştir. Bu çalışmada iletim hattı modeli kullanılarak 50 ohm luk karakteristik empedansa sahip RF enerji hasadı yapmak için farklı ebatlarda mikroşerit yama antenler tasarlanmıştır. Tasarlana antenler üzerinde çeşitli değişiklikler yapılarak hem tek bantlı hem de çift bantlı frekanslarda çalışacak antenler elde edilmiştir. Daha sonra simülasyonlarla adım adım optimizasyonlar yapılarak daha iyi antenler elde edilmiştir. Bu aşamalardan sonra en iyi parametrelere sahip biri tek bantlı, diğeri çift bantlı (Dual bant) iki adet mikroşerit yama antenin baskı devresi (PCB) ile üretimi yapılmıştır. Üretimleri yapılan antenler enerji hesaplama modülüne bağlanıp multimetre ile gerilim değerleri, geri dönüş kaybı (S11), kazanç, yönlülük değerlerinin tek, iki ve üç boyutlu grafik değerleri incelenmiştir.