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

利用天线和机械设备研究和开发新能源杯和电磁学系统

• 批准号: 571431-2021
• 负责人: Boutayeb, HalimH
• 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: 2022
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2022-01-01 至 2023-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=757366
• 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.

Les systèmes de télécommunications modernes，l'avènement de l'Internet des objets et l'utilisation de nouveaux captured et de nouveaux dispositifs électroniques pour les applications biomedicales nécessitent une énergie interne ou externe permanente pour assurer leurs longévités.在无文件系统的帮助下，电子设备的数量将减少。Cela évite de changer périodiquement les piles et elimine les liaisons filaires déplaisquet limitateurs de distance. Il est possible de récupérer l'énergie propioneer de différentes sources telles que la lumière ambiante，les vibrations et les movements，la chaleur，et，enfin，les ondes radiofréquences（RF）.根据这些来源，这些无线电频率是在白天和晚上一样可以在内部和外部使用的。此外，电磁场的利用一般不与其他能源的利用相协调。嗯，这些射频信号源不能直接使用。Il est possible de recueillir des signaux RF pour l'auto-alimentation de dispositifs électroniques tels que les captures，les objets connectés et les systèmes de communications sans fil des réseaux locaux.Le transfert sans fil de puissance à longue distance a récement été consideré comme un moyen révolutionnaire de transferérer la puissance à partir de satellites qui collecteraient l'énergie solaire avec une pufficacité，通过对地球上特殊权利的天线指令，可以转换微型天线的能力。Un système de récupération de l'énergie étromagétique 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 whi convertissent la puissance RF en puissance DC. La plupart des récupéraffic 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 metamatériaux sont des structures faites d'un ensemble en trois dimensions de résonateurs，appelés aussi particules.这些材料表面组成了一个两维材料的版本。电磁场的能量释放能力的基本指标是电磁场的能量释放能力。Les métamatériaux peuvent être des collectived 'énergie plus efficaces que les antennes conventionnelles.Les antennes intégrées sur substrats et les antennes colocalisées à polarisation multiple sont des approaches d'antennes innovatively qui ont été récement décement décupépées et qui pourraient également augmenter l'efficacité des récupérafigie d'énergie.L'objectif de ce projet de recherche est d'étudier et de décupération de l'énouveaux systèmes de récupération de l'énergie电磁场利用了紧急天线和新的金属表面。我们将与用于连接对象的系统并行地开发，并将其用于无动力传输的系统。 为了更好地研究这个项目，分析技术利用了数值方法，如在时间领域的不同方法和特征模式理论。这些研究通过原型制造和整个项目Au的实验测量有效。