임피던스 직접 정합 방법에 의한 Rectenna 시스템 소형화 설계

Abstract

본 논문에서는 고조파 공진 억제 특성을 갖는 원형 섹터 안테나와 임피던스 직접 정합 방법을 이용하여 소형화된 rectenna 시스템을 설계하였다. 원형 섹터 안테나의 고조파 억제 특성을 이용하여 정류 회로의 대역 통과 여파기 기능을 수행하였으며, 임피던스 직접 정합 방법에 의해 다이오드 정합 회로를 생략하는 설계가 이루어졌다. 따라서 제안된 시스템의 정류 회로는 대역 통과 여파기와 정합 회로 없이 구현되었으며, 정밀한 동축 급전 공정을 사용하여 시스템의 성능 열화 없이 급전 위치를 변화하며, 안테나 뒷면에 집적하였다. 최적의 정합 특성으로 2.5 GHz 대역에서 설계된 rectenna 시스템은 실험 결과, 52 % 이상의 변환 효율과 1.5 V 이상의 우수한 변환 전압 특성을 나타내었다. In this paper, a compact rectenna system is designed using a circular sector antenna with harmonic-rejecting characteristics and a direct impedance matching method. The system is designed with bandpass filtering performed by the harmonic-rejection of the circular sector antenna and without impedance matching circuit for the diodes by the direct impedance matching technique. Therefore, while the rectifying circuit of the proposed system can be implemented without a bandpass filter and a impedance matching circuit, it is integrated on the back side of the antenna using precise fabrication techniques for coaxial feedings without degrading the system performances corresponding to the feeding points. From the experimental results, the optimized rectenna system has presented excellent performances of a conversion efficiency of more than 52 % and a conversion voltages of more than 1.5 V at 2.5 GHz.