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Esta geometría procede del artículo "A New Circularly Polarized Rectenna for Wireless Power Transmission and Data Communication" de Mohammod Ali, G. Yang y R. Dougal [1]. La geometría del parche se detalla en la Figura 1.
Figura 1: Esquema de antena publicado
La mayoría de los parámetros importantes se presentan en el texto; sin embargo, se omiten dos datos críticos. No se mencionan ni el radio del conductor coaxial ni la posición horizontal de la alimentación. Las herramientas de croquis y restricciones se utilizan para crear la geometría del parche utilizando los mismos parámetros que se describen en el artículo, como se puede ver en la Figura 2. Se añaden nuevos parámetros para controlar el radio de alimentación y la posición horizontal del conductor coaxial. Se añaden nuevos parámetros para controlar el radio de alimentación y la posición horizontal.
Figura 2: Antena en XFdtd
Se define un tamaño de celda base no uniforme de 0,5 x 0,5 x 0,3175 mm y una región de rejilla automática XY de 0,1 x 0,1 mm para la superficie del parche. Se emplean puntos fijos automáticos en el conductor central del cable coaxial para localizar el uso de células pequeñas. Se utiliza una condición de contorno exterior CPML con un relleno de 30 celdas alrededor de toda la estructura.
Se realiza un breve análisis paramétrico para explorar el efecto del radio de alimentación y el posicionamiento horizontal en la pérdida de retorno. En este caso, la posición horizontal se define como un desplazamiento desde el centro del parche. Las figuras 3, 4 y 5 muestran el impacto de estas variables. A través de este análisis, se elige un radio de alimentación de 0,05 mm y una posición de alimentación de 0,16 mm para el análisis restante. El lenguaje de programación incorporado en XFdtd se utiliza para cargar las pérdidas de retorno medidas en el papel y representarlas junto a los resultados simulados en la figura 6.
Figura 3: Pérdida de retorno en función del radio de alimentación
Figura 4: Investigación inicial de la pérdida de retorno en función de la posición de alimentación
Figura 5: Investigación final de la pérdida de retorno en función de la posición de alimentación
Figura 6: Comparación de los valores simulados y medidos
Se realizó una simulación de onda continua en estado estacionario a 5,5 GHz para obtener patrones de radiación 3D. Las figuras 7 y 8 muestran diagramas polares 2D de los resultados phi y theta respectivamente. Las figuras 9 - 13 muestran las ganancias total, theta, phi, LHCP y RHCP en 3D respectivamente.
Figura 7: Ganancias phi y theta a phi = 0 grados
Figura 8: Ganancias phi y theta a phi = 90 grados
Figura 9: Ganancia total
Figura 10: Ganancia Theta
Figura 11: Ganancia Phi
Figura 12: Ganancia LHCP
Figura 13: Ganancia RHCP
Referencia
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M. Ali, G. Yang y R. Dougal. "A New Circularly Polarized Rectenna for Wireless Power Transmission and Data Communication". IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 4, pp. 205-208, 2005.
