CAPTAÇÃO DE ENERGIA POR RADIOFREQUÊNCIA: RECTENNA MULTIBANDA APLICADA A REDE DE SENSORES SEM FIO

Abstract

Este trabalho de conclusão de curso aborda o desenvolvimento de um dispositivo denominado rectenna para captação de energia por radiofrequência em bandas de RF de 900 MHz e 2.4 GHz. Com os crescentes avanços tecnológicos, bem como das necessidades de dispositivos sem fios em aplicações médicas e militares, muitas delas utilizam protocolos de comunicação em altas frequências (900 MHz – 2.4 GHz) para o reaproveitamento das ondas eletromagnéticas do ambiente e sua conversão em energia útil, visando a alimentação de sistemas sem fios. Os sistemas de colheita de RF atuais funcionam, normalmente, com apenas uma faixa de frequência dentro do espectro eletromagnético de RF, o que pode ser explicado pela complexidade de se trabalhar com mais de uma faixa de frequência. Porém, com o advento da Internet das Coisas (IoT) e das Redes de Sensores Sem Fios (WSN’s), muitos dos dispositivos projetados para esse advento utilizam vários protocolos de comunicação para o roteamento dos seus sinais e de transferência de dados. Por este motivo, desenvolver técnicas de reaproveitamento de energia por RF de forma a funcionar em multibandas é útil para a aplicação dessas tecnologias. Com o desenvolvimento de técnicas de projeto em multibanda, os dispositivos podem operar em consonância com as tecnologias de IoT e WSN’s, utilizando a energia de RF dispersa no ambiente por eles em função do seu reaproveitamento para amplificação e retificação do seu sinal, convertendo-o em energia útil contínua. Diante deste contexto, as investigações deste trabalho de conclusão de curso pretendem analisar e contribuir com o desenvolvimento de circuitos de colheita de energia por radiofrequência, bem como propor uma metodologia de técnicas de projeto multibanda que permitam a sua aplicação como fonte de alimentação de energia para sensores sem fios, utilizando o dispositivo denominado rectenna. Este dispositivo majoritariamente é composto de uma antena de microfita, da rede de casamento de impedâncias e do circuito retificador/multiplicador de tensão. Para ambas as frequências, o projeto de rede de casamento de impedância foi desenvolvido e simulado, a fim de analisar a convergência para a sua frequência de operação no modo fundamental, bem como verificar os resultados de parâmetros de projeto. A análise dos resultados deste projeto, assim como a sua aplicação e comparação com as técnicas empregadas em outras produções, são apresentados e discutidos ao longo deste trabalho.