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Lightweight and Compact Rectenna Array with 20W-Class Output at C-Band for Micro-Drone Wireless Charging 마이크로 드론 무선 충전을 위한 C밴드 20W급 출력의 가볍고 컴팩트한 렉테나 어레이

Nobuyuki TAKABAYASHI, Bo YANG, Naoki SHINOHARA, Tomohiko MITANI

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요약 :

드론은 다양한 산업 분야에서 매력적이었지만 배터리의 제한된 전력 공급으로 인해 드론을 장시간 작동하는 데 어려움이 있었습니다. 마이크로파 전력 전송(MPT)은 이러한 한계를 해소할 수 있는 가장 유망한 기술 중 하나입니다. 여러 종류의 드론 중 마이크로 드론의 비행 가능 시간이 더 짧기 때문에 MPT 시스템을 갖춘 무선 충전 액세스가 가능한 마이크로 드론을 제공하는 것이 합리적입니다. 그러나 이전 연구에서는 마이크로 드론 충전 애플리케이션에 적합한 렉테나가 없습니다. 본 논문에서는 20W급 출력을 갖는 가볍고 컴팩트한 렉테나 어레이가 개발된 C밴드에서 마이크로 드론용 MPT 시스템을 제안하였다. 203mW/cm의 플랫탑 빔 조명 아래2 16개 소자 렉테나 어레이의 전력 밀도를 측정했습니다. 16소자 렉테나는 경량화를 위한 벌집형 기판과 고출력을 위한 GaAs 쇼트키 배리어 다이오드를 사용하여 형성되었습니다. 무게는 37.5g, 크기는 146.4mm x 146.4mm였다. 주입 잠금 마그네트론에 의해 27.0W의 무선 주파수 전력이 생성되고 송신 위상 배열에서 19.0W가 전송될 때 5.8GHz에서 280V에서 134W의 DC 전력을 출력했습니다. 중량 대비 출력비는 0.72W/g이었다. 전력변환효율은 61.9%였다. 이 수치는 이전 연구의 렉테나보다 성능이 뛰어나며 마이크로 드론에 대한 MPT 시스템에 적합합니다.

발행
IEICE TRANSACTIONS on Electronics Vol.E105-C No.10 pp.509-518
발행일
2022/10/01
공개일
2022/04/21
온라인 ISSN
1745-1353
DOI
10.1587/transele.2022MMP0004
원고의 종류
Special Section PAPER (Special Section on Microwave and Millimeter-Wave Technologies)
범주

작성자

Nobuyuki TAKABAYASHI
  Kyoto University
Bo YANG
  Kyoto University
Naoki SHINOHARA
  Kyoto University
Tomohiko MITANI
  Kyoto University

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