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Diseño de una rectena de 5ghz para dispositivos IoT mediante geometría fractal

Abstract:

Los dispositivos IoT utilizan redes inalámbricas a 5 GHz que por su velocidad y su ancho de banda generan un alto consumo de energía, donde las fuentes actuales no son suficientes, o en otros casos, se usan baterías, las cuales necesitan recargarse para mantener su funcionamiento. por otro lado, pese a este problema, se puede aprovechar la energía electromagnética sobrante para abastecer al dispositivo IoT. En el presente trabajo se diseña una alternativa de fuentes de alimentación para dispositivos IoT. Además, se contempla el diseño de una rectena microstrip con geometría fractal captando energía RF a 5 GHz, utilizando el método de ranura tipo T, además se diseña un rectificador estable para alimentar el dispositivo IoT. Se analizan los parámetros S y VSWR para la antena y el rectificador, el patrón de radiación en modo de recepción. Obteniendo un voltaje DC de 4.525 V y corriente de 4.525 mA para una carga resistiva de 1 KΩ. El diseño de la rectena con geometría fractal permite obtener un dispositivo pasivo evitando fuentes externas para funcionar, trabajando a una frecuencia de 5 GHz, la antena fractal en relación a la antena microstrip estándar tiene una eficiencia del 84.01%, el diseño rectena final es efectiva en 90.5%.