Coleta e Transporte de Energia RF para Aplicações em Redes de Sensores Sem Fio: Princípios e Requisitos

Este artigo apresenta uma visão geral dos princípios e requisitos para alimentar sensores sem fio por meio da coleta ou transporte de energia de radiofrequência (RF). A viabilidade da coleta é discutida, levando à conclusão de que o transporte de energia RF é preferido para alimentar sensores de pequeno porte. Esses sensores são previstos em futuros Edifícios Inteligentes. Transmitir nas faixas de frequência ISM, respeitando os limites de potência de transmissão, garante que os limites de exposição da Comissão Internacional de Proteção contra Radiação Não Ionizante (ICNIRP) não sejam excedidos. Com as limitações do lado de transmissão sendo exploradas, o canal de propagação é discutido a seguir, levando à observação de que uma atenuação melhor do que no espaço livre pode ser alcançada em ambientes internos com linha de visão. Em seguida, os componentes da antena retificadora (retétrica) são discutidos: retificador, conversor dc-dc boost e antena. As eficiências de potência de todos esses subcomponentes da retétrica são analisadas e, finalmente, alguns exemplos são mostrados. Para tornar o transporte de energia RF uma tecnologia de alimentação viável para sensores de baixo consumo, várias precauções precisam ser tomadas. As características do canal de propagação precisam ser levadas em conta, criando um padrão de radiação de antena de transmissão apropriado. Todos os subcomponentes da retétrica precisam estar ajustados em impedância, e as eficiências de transferência de potência do retificador e do conversor boost precisam ser otimizadas.