Recherche et développement de nouveaux systèmes de récupération de l'énergie électromagnétique en utilisant des antennes et des métasurfaces innovantes

天线和表面创新应用的电磁能量恢复新系统的研究和开发

• 批准号: 571431-2021
• 负责人: Boutayeb, Halim
• 金额: $ 3.28万
• 依托单位: Québec en Outaouais
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Alliance Grants
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=729160
• 关键词: Recherche; et; veloppement; de; nouveaux

Les systèmes de télécommunications modernes, l'avènement de l'Internet des objets et l'utilisation de nouveaux capteurs et de nouveaux dispositifs électroniques pour les applications biomédicales nécessitent une énergie interne ou externe permanente pour assurer leurs longévités. De nombreux appareils électroniques sont désormais chargés à l'aide de systèmes sans fil. Cela évite de changer périodiquement les piles et élimine les liaisons filaires déplaisantes et limitateurs de distance. Il est possible de récupérer l'énergie provenant de différentes sources telles que la lumière ambiante, les vibrations et les mouvements, la chaleur, et, enfin, les ondes radiofréquences (RF). Parmi ces sources, les ondes radiofréquences sont les seules à être disponibles à l'intérieur comme à l'extérieur, de jour comme de nuit. De plus, l'exploitation des ondes électromagnétiques n'est en général pas coûteuse par rapport à l'exploitation de d'autres sources d'énergie. Enfin, les sources RF sont disponibles presque partout. Il est possible de recueillir des signaux RF pour l'auto-alimentation de dispositifs électroniques tels que les capteurs, les objets connectés et les systèmes de communications sans fil des réseaux locaux.Le transfert sans fil de puissance à longue distance a récemment été considéré comme un moyen révolutionnaire de transférer la puissance à partir de satellites qui collecteraient l'énergie solaire avec une grande efficacité, la convertiraient en puissance micro-ondes, puis enverraient cette puissance micro-ondes à l'aide d'antennes directives vers des endroits spécifiques sur Terre. Un système de récupération de l'énergie électromagnétique est en général conçu avec des composants passifs tels que des circuits d'adaptation, des diviseurs de puissance et des antennes, et des composants actifs redresseurs qui convertissent la puissance RF en puissance DC. La plupart des récupérateurs d'énergie RF utilisent des antennes conventionnelles qui ne sont en général pas adaptées pour recevoir le maximum de puissance selon la polarisation de l'onde et l'angle d'incidence.Les métamatériaux sont des structures faites d'un ensemble en trois dimensions de résonateurs, appelés aussi particules. Les métasurfaces constituent une version en deux dimensions des métamatériaux. Les caractéristiques de la résonance de chaque particule d'un métamatériau ou d'une metasurface est un indicateur fondamental de sa capacité à emmagasiner de l'énergie électromagnétique. Les métamatériaux peuvent être des collecteurs d'énergie plus efficaces que les antennes conventionnelles.Les antennes intégrées sur substrats et les antennes colocalisées à polarisation multiple sont des exemples d'antennes innovantes qui ont été récemment développées et qui pourraient également augmenter l'efficacité des récupérateurs d'énergie.L'objectif de ce projet de recherche est d'étudier et de développer de nouveaux systèmes de récupération de l'énergie électromagnétique en utilisant des antennes émergentes et de nouvelles métasurfaces. Nous développerons en parallèle des systèmes destinées aux objets connectés et aux capteurs ainsi que des systèmes qui pourront être utilisés pour la transmission sans fil de puissance. Pour mener à bien ce projet de recherche, des techniques d'analyse seront développées en utilisant des méthodes numériques tels que la méthode des différences finies dans le domaine temporel et la théorie des modes caractéristiques. Ces études seront validées par des fabrications de prototypes et des mesures expérimentales tout au long du projet.

现代电信通信系统、物体互联网和新捕获者的利用和新电子设备的应用，为生物医学应用提供了必要的内部或外部永久能源，以保证长期生存。电子设备由无故障系统助理负责。 Cela évite dechanger perériodiquement les piles et elimine les liaisons filaires déplaisantes et limitateurs de distance.不同来源的能量恢复可能来自环境光、振动和运动、热量等，以及无线电频率 (RF)。消息人士称，无线电频率是在白天和晚上的内部和外部的可用信息。另外，电磁资源的开发与其他能源的开发一般都是一致的。 Enfin，源文件 RF sont disponibles presque 零件。可以通过射频信号自动调校来接收、连接对象和无线通信系统。在远程传输时，请考虑将其与远程通信系统相连接。 卫星力量传输革命，以收集太阳能量，实现巨大功效，将微能量转换为微能量，将微能量的环境能量转化为天线助手指令，与陆地上的特定权利相结合。电磁能量恢复系统一般包括适应电路、功率和天线的分离器以及将射频功率转换为直流功率的功率补偿器的成分。 La plupart des récupérateurs d'énergie RF utilisent des antennes conventionnelles qui ne sont en général pas adaptées pour recevoir le Maximum de puissance selon la levered de l'onde et l'angle d'incidence.Les métamatériaux sont des Structures faites d'un ensemble en troisDimensions de résonateurs, appelés aussi 粒子。元表面由元材料的两个维度组成。元材料或超表面的粒子共振特征是电磁能力的基础指标。 Les métamatériaux peuvent être des Collecteurs d'énergie plus efficaces que les antennes conventionnelles.Les Antennes intégrées sur substrats et les Antennes colocalisées à Polaris multiplesont des examples d'antennes innovantes qui ont été récemment développées et qui pourraient 增强能量恢复功效。研究和开发利用天线和天线的电磁能量恢复新系统的项目目标 新元表面。我们开发的系统是与目标对象连接和捕获的系统并行的，并且是在无功率传输的情况下使用的系统。 我们致力于研究项目，利用数字方法开发分析技术，以解决时间领域和特征模式理论的差异方法。原型制作和实验测量的研究工作已在整个项目中得到验证。