Compact near field wireless energy transfer systems using defected ground structures

Near-Field Wireless Power Transfer systems have attracted attention for their potential applications, such as implanted medical devices, radio frequency identification, and portable electronic devices in general. In this context, a compact model for short-range NF-WPT systems operating in ISM frequency bands is proposed, employing the concept of ground plane aperture resonators or Defected Ground Structures (DGS). This technique allows the miniaturization of the resonator, which leads to the development of compact NF-WPT systems. The model proposed in this work aims at possible applications that require simultaneous energy and data transfer. This model operates in dual band in 433 MHz and 900 MHz frequency bands and makes use of overlapping circular DGS in order to shrink the resonator device and obtain high values of Figure of Merit (FoM) commonly used in this research area. The proposed model was designed using the electromagnetic analysis and built using Rogers RO4003 dielectric material. The designed dual-band DGS resonators have a total area of 11.7 × 10.2 mm 2 and when placed at a distance of 15 mm between transmitter and receiver, they have measured FoM values of 0.71 and 1.07 at 440 MHz and 918 MHz, respectively. The results were compared with related works found in the literature, and indicate a ηWPT of 40.9% and 49.2 %

Development ofpassive planar UHF RFID tags on metallic and non-metallic surfaces with a proposed figure of merit for evaluation

Etiquetas planares passivas de identificação por radiofrequência (Radio Frequency Identification – RFID) em ultra-alta frequência (Ultra High Frequency – UHF) têm sido amplamente estudadas para a utilização em superfícies metálicas e não metálicas, entre outros. Com o aumento de novas tendências relacionadas à Internet das Coisas (IOT), a necessidade de desenvolvimento de novos modelos de etiquetas que atendam com eficiência aos diversos paradigmas torna-se oportuna. Essa eficiência depende da necessidade de cada aplicação. Uma variedade considerável de fatores influencia na indicação do desempenho dessas etiquetas. Na busca por uma ampla possibilidade de quantificação, este artigo apresenta uma solução para avaliação: a implementação de uma Figura de Mérito (Figure of Merit – FoM) que englobe as principais métricas dessas etiquetas (alcance de leitura, área, sensibilidade do circuito integrado, custo do substrato e custo do processo de fabricação). Duas novas etiquetas passivas UHF RFID de estruturas diferentes foram projetadas para serem utilizadas na avaliação da FoM juntamente com as etiquetas existentes na literatura. Os resultados das simulações eletromagnéticas das etiquetas foram verificados através de medidas experimentais em ambiente controlado. Finalmente, é feita a aplicação da FoM nas etiquetas desenvolvidas e existentes. A FoM proposta emprega métricas ainda não utilizadas e fornece a possibilidade de avaliação e quantificação de etiquetas, indicando que o valor derivado do mérito é particularmente útil não somente para comparação de etiquetas correlatas como para análise de decisões iniciais de projetos de etiquetas UHF RFID, tendo também potencial para aplicação em outros tipos de etiquetas.Passive planar radio frequency identification (RFID) tags in ultra-high frequency (UHF) have been widely studied for use on metallic and non-metallic surfaces, among others. With the increase of new trends related to the Internet of Things (IOT), the need to develop new tag models that efficiently meet the various paradigms becomes timely. This efficiency depends on the need of each application. A considerable variety of factors influence the performance of these tags. In the search for a broad quantification possibility, this paper presents a solution for evaluation: the implementation of a Figure of Merit (FoM) that encompasses the main metrics of these tags (read range, area, IC sensitivity, substrate cost, and manufacturing process cost). Two new passive UHF RFID tags of different structures were designed to be used for FoM evaluation along with existing tags in the literature. The results of the electromagnetic simulations of the tags were verified by experimental measurements in a controlled environment. Finally, the application of the FoM to the developed and existing labels is performed. The proposed FoM employs metrics not yet used and provides the possibility of label evaluation and quantification, indicating that the derived figure of merit is particularly useful not only for comparison of correlated labels but for analysis of initial design decisions for UHF RFID labels, and also has potential for application to other types of labels

Cálculo de taxa de absorção específica e aumento de temperatura em modelos de cabeça de adulto e criança

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de programa para cálculo de campos eletromagnéticos baseado no método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD). O programa é aplicado no cálculo da Taxa de Absorção Específica (“Specific Absortion Rate” – SAR) em modelos de cabeça de adulto e criança usuários de telefone celular. Para a modelagem da cabeça da criança é feita análise detalhada das principais diferenças das características de cabeças de adulto e criança. Também é desenvolvido um programa para o cálculo do aumento de temperatura relacionado com a Taxa de Absorção Especifica. Os resultados são comparados com dados de outros autores, bem como com as normas relativas a níveis de exposição a ondas eletromagnéticas.The development of software to compute the electromagnetic fields employing the Finite Difference Time Domain (FDTD) method is shown in this work. This software is used to estimate the Specific Absorption Rate (SAR) in head models of child and adult users of cell phones. A detailed analysis of the main differences between child and adult heads is made in order to model the child head. Software to compute the temperature rise related with the calculated SAR is also developed. The results are compared with results obtained by others authors, as well as with electromagnetic field exposure guidelines

El Telegrama del Rif: El Telegrama del Rif - Año XXIII Número 8267 - 1924 abril 27 (27/04/1924)

Neste trabalho é realizada a otimização de antena de microfita banda larga usando o método de Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD) e software comercial de onda completa. Inicialmente é feita uma introdução sobre o assunto, abordando aspectos de comunicações e de antenas de microfita, além de se fazer uma revisão bibliográfica e resumir o estado da arte sobre o tema do trabalho. A seguir, discorre-se sobre a teoria eletromagnética aplicada a antenas planares. O tópico de base é concluído com síntese dos métodos de simulação usados na análise de antenas de microfita, enfatizando o de FDTD. O próximo item revisa fundamentos teóricos e técnicas aplicadas na obtenção de banda larga em antenas de microfita. O trabalho prossegue com simulações numéricas e medidas da largura de banda, do ganho e da eficiência da antena E e de geometria inovadora aplicando técnica de alimentação capacitiva à antena E. A seguir, o algoritmo genético é apresentado e utilizado na otimização do plano de terra de antena de microfita com alimentação por sonda coaxial e também com alimentação capacitiva, para aplicações em banda larga. Resultados simulados e medidos são apresentados e boa concordância entre eles é obtida. Obteve-se 88% de largura de banda para PIFA com alimentação capacitiva e plano de terra otimizado. A tese é concluída com observações sobre os resultados apresentados e sugestões para prosseguimento e aperfeiçoamento das investigações realizadas.In the present work, the optimization of broadband microstrip antenna employing the Finite Difference Time Domain (FDTD) and full wave commercial software are presented. First, an introduction on the subject considering main issues in communications and microstrip antennas are described, also a bibliographical review and the state of the art are presented. A review of electromagnetic theory applied to microstrip antenna is presented at the following topic, with emphasis on the FDTD method. The next step is a review of theory and techniques on bandwidth optimization of microstrip antennas. The work follows with numeric simulations and measurements on bandwidth, gain, efficiency of E shapped antenna and with a novel design procedure employing capacitive feeding on the E shapped antenna. The work follows with genetic algorithm being presented and utilized to the optimization of ground plane shape microstrip antenna with coaxial feeding and also with capacitive feeding, aiming to broadband applications. Simulated and measured results are presented. Good agreement is observed. Relative bandwidth of 88% was found for PIFA with capacitive feeding and optimized ground plane. The thesis is concluded with some comments and observations on the results obtained and suggestions for the continuation of the work

Medida da taxa de evolução da pré anã branca variável PG 1159-035

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