Mobil kablosuz güç aktarımı uygulamaları için verici optimizasyonu

Günümüzde dizüstü bilgisayarlar, akıllı saatler, cep telefonları ve elektrikli araç şarjı gibi birçok elektronik cihazda kablosuz güç aktarımı (WPT) kullanılmaktadır. Bu teknolojik gelişmelerle birlikte cihazların uzaktan kablosuz şarj edilmesi yakında daha da önem kazanacak. WPT uygulaması için verici anten tasarım zorlukları göz önüne alındığında, birçok platforma yerleştirmek için düşük boyutlar, farklı açılarda alıcılar için yönlendirilebilir, dar ışına odaklanma ve yüksek polarizasyon verimliliği gibi tasarım zorlukları vardır. Bu çalışmada 5,8 GHz ISM frekans bandında dairesel polarize bir WPT vericisi (anten dizisi) tasarlanmış ve optimize edilmiştir. Yüksek güç yoğunluğu ve yönlülüğü elde etmek için 8x8 bir faz dizili anten seçilmiştir. Anten dizisi boyutları, 64 birim hücreler ile 19,2x19,2x0,2 cm'dir. Parametrik simulasyonlar gerçekleştirilerek 0.58 dB eksenel oran sonucu ve -18.70 dB'lik geri dönüş kaybı (S11) elde edilmiştir. Anten giriş empedansı 5,8 GHz'de 1,10 + 0,2233i'dir. Optimum birim hücre oluşturularak bu birim hücreden 8x8 faz dizili anten oluşturulur ve farklı açılarda yönlülük sonucu karşılaştıılmıştır. Oluşturulan faz dizili anten, 22.21 dB sağ el dairesel polarize yönlülüğü ve 13.64 derecelik yarım dalga hüzme genişliği elde edilmiştir. Anten hüzme yönlendirme adımında, 0 dereceden 45 dereceye kadar olan anten yönlülüğü sonucu karşılaştırılmıştır. Birim geri dönüş kaybı sonuçları ve dizi antenindeki birim hücrelerin portları arasındaki karşılıklı bağlaşım değerleri incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda tasarlanan 8x8 faz dizili antenin maksimum güç yoğunluğu sonucu analiz edilmiştir. Antene belli bir mesafedeki alıcı noktalarda güç yoğunluğu hesaplanmıştır. Bu mesafeler 1 metre, 3 metre ve 5 metredir. Bu mesafelerin antenle ilgili belirli açılarda güç yoğunluğu sonuçları da incelenmiştir. Sonuçlar, alıcı konumlarında uygun bir RF güç yoğunluğunun bazı uygulama çalışmaları için kullanılabileceğini göstermektedir.