Conception et Mesure d'un Circuit Rectenna en Bande ISM à 2.45 GHz : Application à l'Alimentation d'un Capteur de Température
Résumé
La prolifération sans cesse croissante de systèmes communicants sans fil soulève le problème de leur autonomie énergétique. Les solutions conventionnelles par pile ou par batterie posent de réels problèmes de durée de vie et de recyclage. Le concept de la transmission d'énergie sans fil (TESF) en utilisant le champ électromagnétique lointain apparait comme une solution alternative et potentielle. L'élément clé d'un système de TESF est appelée rectenna (pour rectifying antenna), il contient une antenne de réception et un circuit de conversion RF-DC. Le circuit de conversion RF-DC est souvent constitué d'une ou de plusieurs diodes Schottky, d'un filtre HF en entrée et d'un filtre DC en sortie. Une rectenna est généralement chargée par un élément résistif, qui représente l'impédance d'entrée du dispositif à alimenter. Ce papier décrit la conception et la mesure d'une rectenna efficace en bande ISM à 2.45 GHz, dédiée à l'alimentation de capteurs et d'actionneurs sans fil. Des rendements supérieurs à 80 %, à des densités surfaciques de puissance faibles et moyennes (< 45 μW/cm²), ont été mesurés. La rectenna proposée est composée d'un circuit de conversion RF-DC symétrique à 4 diodes Schottky et de deux antennes patch. Un outil numérique dédié, basé sur la méthode FDTD-3D, a été développé au laboratoire et utilisé. La faisabilité d'alimentation à distance d'un capteur de température par récupération et conversion d'énergie électromagnétique a été démontrée. Le capteur effectue une mesure toutes les 10 secondes et nécessite une énergie d'environ 30μJ.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
