Determination of Parameters for 2.45 GHz Wi-Fi RF Energy Harvesting

Bu çalışmada, üretici firmalar tarafından üretilmiş olan toplu elemanların (Lumped Components) kullanımı göz önünde bulundurularak 2.45 GHz RF Enerji Hasadı devresi incelenmiştir. Bütün analizler simülasyon yoluyla yapılıp, simülasyonlar; Advanced Design System (ADS) 2016 programı kullanılarak yapılmıştır. Sistem 50 Ω iç dirence sahip bir antenden, 2.450 GHz (Wi-Fi) frekansında çalışacak şekilde düşünülmüştür. Doğrultma devresi için HSMS2850, HSMS2852, HSMS285B, HSMS285C, HSMS2860, HSMS2862, HSMS286B, HSMS2820, HSMS2822, HSMS2810 ve SMS7630 Schottky diyotlarının kullanımı göz önünde bulundurulmuştur. Her bir diyot için bu frekansta sistemin veriminin en yüksek olduğu yük direnci ve -50 dBm ile 30 dBm aralığındaki giriş gücü belirlenmiştir. Verimi yükseltmek amacıyla L tipi (L-C) empedans uyumlama devresi tasarımı yapılmış, elde edilen değerlere yakın değerleri veren Murata ürünler kullanılmıştır. Son olarak, üretici firma ürünlerinin kullanılmasıyla ideal değerlerden uzaklaşan verimi ideale yaklaştırabilmek için açık – seri iletim hattı (Transmission Line (TL)) kullanılarak, elde edilen sistemin çıkış gerilimi ve verimliliği analiz edilmiştir. İncelenen diyotlar arasında en yüksek verim SMS 7630 diyotu için 2.7 kΩ yük direncinde -1 dBm giriş gücünde % 46,053 olarak elde edilmiştir.

In this study, circuit of 2.45 GHz RF energy harvesting which is considered that use of lumped components that produced by manufacturing companies, has been studied. All analyzes have been made through simulation using the Advanced Design System (ADS) 2016 program. The system was designed to operate at a frequency of 2.450 GHz (Wi-Fi) with a 50 Ω internal resistance antenna. For the rectification circuit, the use of HSMS2850, HSMS2852, HSMS285B, HSMS285C, HSMS2860, HSMS2862, HSMS286B, HSMS2820, HSMS2822, HSMS2810, and SMS7630 Schottky diodes have been considered. The load resistance at which the system efficiency is highest at this frequency and the input power ranging from -50 dBm to 30 dBm were determined, for each diode. An L-type (L-C) impedance matching circuit design was developed to enhance the efficiency, and Murata products that closely match the obtained values were used. Finally, the output voltage and efficiency of the resulting system were analyzed by using an open-serial transmission line (TL) in order to bring the efficiency, which is away from ideal values by using the manufacturer's products, closer to the ideal. Among the examined diodes, the highest efficiency was obtained for SMS7630 diode as 46.053% at a load resistance of 2.7 kΩ and -1 dBm input power.