Heutzutage nimmt die Anzahl der drahtlosen Sensorsysteme schnell zu, was langfristige Herausforderungen für den Batteriewechsel und die Verkabelung der Stromversorgung darstellt. Dieser Artikel schlägt eine Lösung für ein intelligentes Kommunikationssystem auf der Grundlage eines Frequenzteilenden Superflächen (SWIPT) Designs vor, das eine neue drahtlose Stromversorgung für elektronische Geräte wie Sensoren bietet. Die Superfläche verwendet gängige Frequenzbereiche in der Umgebung, was eine effiziente Aufnahme elektromagnetischer (EM) Energie bei 5,8 GHz und die Übertragung von Sensordaten bei 2,45 GHz ermöglicht, wodurch eine vollständige Nutzung der Umgebungsenergie und eine einfache Integration in bestehende Systeme ermöglicht wird. Die Details der Konfiguration zwischen den beiden kreuzenden Schaltungen basieren auf der Anpassung des räumlichen Impedanzes und dem Design äquivalenter Schaltkreise und weisen Vorteile wie eine geringe Größe (0,16λ0×0,16λ0×0,012λ0 pro Einheitsgröße, wobei λ0 die Wellenlänge bei 2,45 GHz ist), hohe Isolierung (S21 <−20 dB im Betriebsfrequenzbereich) und Unempfindlichkeit gegenüber Einfallswinkeln (Erhaltung einer Effizienz von 80% oder mehr bei einem Winkel von 60 Grad) auf. Anschließend wird die Superfläche mit einem Gleichrichterschaltkreis und der Sensorerfassung integriert, wodurch elektromagnetische Wellen, die von der Superfläche empfangen werden, effizient in Gleichstrom zur Versorgung der Sensoren umgewandelt werden. Anschließend sendet der Sensor Informationen durch Oberflächenstrahlung aus und löst effektiv die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Verkabelung und dem Batteriewechsel von Sensorsystemen, um eine neue Lösung für die Entwicklung von intelligenten Städten der nächsten Generation zu bieten.

Frequenzteilung; Superflächendesign; drahtloses Stromversorgungssystem (SWIPT); Sensoren