réseau de 3 rectennas en série -...
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W)
Charge (Ohm)
Array of 3 rectennas in serieconfigurationArray of 3 rectennas in parallelconfigurationArray of 2 rectennas in serieconfigurationArray of 2 rectennas in parallelconfigurationOne rectenna
Programmation sous divers logiciels :
• Labview
• Scilab
• Python
Connaissance de divers logiciels d’électronique et RF
• Pspice
• B2 spice
• Labview
Réseaux de capteurs Réseaux de capteurs à durée
de vie prolongée
Transport de l’énergie sans fil (TESF)
Fig. 1 : Photo d’un capteur
Antenne Connectique PC
Capteurs
Réseaux de rectennas
Mettre en réseaux des rectennas permet d’augmenter la puissance collectée.
Objectif: Prolonger la
durée de vie des batteries
embarquées des capteurs
Utilisation de graveuse mécanique
Utilisation d’une station sous pointe
Utilisation de multiples appareils d’électronique et RF
•Multimetre
•Oscilloscope
•Générateur basse fréquence, générateur haute
fréquence, etc
•Analyseur de réseau vectoriel linéaire et non-linéaire
Compétences valorisables en dehors du monde académique Logiciel de traitement de texte: • Suite office (word, excel, etc)
• LaTeX
Langues étrangère:
Anglais
TOEIC
Espagnol (notion)
Réalisé par : Jérôme Franck RIVIERE – Doctorant
Directeur de thèse : Pr. Jean-Daniel LAN SUN LUK
Co-encadrant : Dr. Alexandre DOUYERE
Laboratoire d’énergétique, d’électronique et de procédés
EA 4079
Fig. 3 : Représentation des
configurations a) série et b) parallèle
Introduction: Depuis quelques années, les applications de communication sans fil (TV, GSM, WIFI, WIMAX….) à faibles ou fortes puissances, envahissent notre environnement. La récupération de cette énergie ambiante peut représenter une alternative énergétique intéressante, capable de remplacer totalement ou en partie les batteries embarquées, c’est le concept de batterie virtuelle.
Antenne
Circuit
redresseur
Circuit
d’adaptaion
Filtre
DC
Stockage
Charge
Energie
environnante
Rectenna
Gestion de l’énergie
Schéma bloc d’une rectenna Réseaux de rectennas
Application pratique du transfert de l’énergie sans fil pour l’alimentation de capteur à faible consommation
électrique
Comparatif de la durée de vie d’une
batterie selon le mode de consommation
et d’alimentation d’un capteur
Rectenna: Dispositif permettant la collecte et la conversion des ondes électromagnétiques en énergie électrique continue.
Méthodologie de conception: - Choix de la topologie , élements du circuits, technologie (guide d’onde coplanaire) - Modélisation de chaque élement sous logiciel de simulation (ADS) - Optimisation du circuit global
a) b)
Fig. 2 : Evolution de la puissance en fonction des
configurations du réseau
Capteur de température
autoalimenté par transmission
d’énergie sans fil
T° ext: 24.9°C T° surface : 30.8°C
Réseau de rectennas situé à
1 mètre de la source d’émission
RF
Capteur réveillé par ondes électromagnétiques
Capteur normal
Capteur autoalimenté par ondes électromagnétiques
Temps (années)
Durée de vie illimitée*
Illimitée* sous réserve de bon fonctionnement des composants du capteur dans le temps
Fig. 5 : Rectenna miniaturisée
Réseaux de capteur
Capteur T°C Capteur luminosité
Capteur T°C
Gestion climatisation Capteur de présence
Gestion de la lumière
Capteur infrarouge
Contrôle à distance Gestion de l’arrosage
Capteur d’humidité
Les ondes radios-fréquence transportent des signaux sur de
longues distances mais elles transportent aussi de l’énergie.
Fig.4 : Antenne en guide
d’onde coplanaire
+
+
-
-
La récupération de l’énergie véhiculée par les ondes
électromagnétiques porteuses d’informations, pourrait suffire à
prolonger ou autoalimenter des dispositifs à faibles consommations
électriques.
Toutefois, des progrès reste nt à faire:
- Optimiser le rendement RF/DC
- Réduire la taille des dispositifs
- Améliorer les performances pour de plus faibles puissances
- Faciliter la conception des rectennas et leur reproductibilité
Conclusion
Fig. 6 : Photo du banc de test
Réseau de 3 rectennas en série
Réseau de 3 rectennas en parallèle
Reseau de 2 rectennas en série
Reseau de 2 rectennas en parallèle
Une rectenna