FR3095085A1 - Antenna comprising a printed patch and corresponding rectifier antenna - Google Patents

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FR3095085A1
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Mohsen KOOHESTANI
Mohamed Latrach
Jérôme TISSIER
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Abstract

Antenne comprenant une pastille imprimée et antenne redresseuse correspondante L'invention concerne une antenne (100) comprenant au moins une pastille imprimée (100pi) sur un substrat et configurée pour délivrer une onde électromagnétique guidée (100og) à partir d’un champ électromagnétique capté (100em). Plus particulièrement, la pastille imprimée comprend au moins une fente en U (100f1, 100f2) comprenant une section centrale (100f1c, 100f2c) et deux sections latérales (100f1l, 100f2l) sensiblement parallèles. L’onde électromagnétique guidée se propage sensiblement parallèlement aux sections latérales depuis la section centrale dans une direction opposée à une direction d’extension, depuis la section centrale, des sections latérales. Figure d’abrégé : Fig. 1Antenna comprising a printed patch and corresponding rectifier antenna The invention relates to an antenna (100) comprising at least one printed patch (100pi) on a substrate and configured to deliver a guided electromagnetic wave (100og) from a sensed electromagnetic field ( 100em). More particularly, the printed patch comprises at least one U-shaped slot (100f1, 100f2) comprising a central section (100f1c, 100f2c) and two side sections (100f1l, 100f2l) which are substantially parallel. The guided electromagnetic wave propagates substantially parallel to the side sections from the center section in a direction opposite to a direction of extension from the center section of the side sections. Abstract figure: Fig. 1

Description

Antenne comprenant une pastille imprimée et antenne redresseuse correspondanteAntenna comprising a printed pad and corresponding rectifier antenna

Domaine de l'inventionField of the invention

Le domaine de l'invention est celui des antennes du type imprimée. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à une antenne comprenant une pastille imprimée ainsi qu’à une antenne redresseuse comprenant une telle antenne en tant que partie rayonnante. Dans ce cas, l’antenne redresseuse délivre un signal électrique (tension ou courant) redressé à partir d’un champ électromagnétique capté par l’antenne du type imprimée.The field of the invention is that of antennas of the printed type. More particularly, the invention relates to an antenna comprising a printed patch as well as to a rectifying antenna comprising such an antenna as a radiating part. In this case, the rectifying antenna delivers an electrical signal (voltage or current) rectified from an electromagnetic field picked up by the antenna of the printed type.

L’invention a ainsi de nombreuses applications dans les domaines dans lesquels une antenne du type imprimée est utilisée pour une émission et/ou une réception d’ondes électromagnétiques, notamment mais non exclusivement dans le domaine des communications sans fils ou de la récupération d’énergie radiofréquence, ou énergie RF, lorsqu’une telle antenne du type imprimée est incorporée en tant que partie rayonnante d’une antenne redresseuse. Dans ce dernier cas, il s’agit par exemple de domaines dans lesquels des dispositifs électroniques nécessitent une alimentation autonome de faible puissance, comme par exemple le domaine des étiquettes (ou transpondeurs) RF, le domaine de l’internet des objets (e.g. pour des capteurs intelligents, des vêtements connectés, etc.), ou bien de domaines dans lesquels une telle alimentation autonome permet de recharger ou d’augmenter l’autonomie de dispositifs électroniques (e.g. le domaine des smartphones, etc.).The invention thus has numerous applications in the fields in which an antenna of the printed type is used for transmission and/or reception of electromagnetic waves, in particular but not exclusively in the field of wireless communications or the recovery of radio frequency energy, or RF energy, when such a printed type antenna is incorporated as a radiating part of a rectifier antenna. In the latter case, these are, for example, fields in which electronic devices require a low-power autonomous power supply, such as the field of RF tags (or transponders), the field of the Internet of Things (e.g. for smart sensors, connected clothing, etc.), or else fields in which such an autonomous power supply makes it possible to recharge or increase the autonomy of electronic devices (e.g. the field of smartphones, etc.).

Art antérieur et ses inconvénientsPrior art and its drawbacks

On s'attache plus particulièrement dans la suite de ce document à décrire une problématique existante dans le domaine de la récupération d’énergie RF, à laquelle ont été confrontés les inventeurs de la présente demande de brevet. L'invention ne se limite bien sûr pas à ce domaine particulier d'application, mais présente un intérêt dans tout domaine dans lequel l’utilisation d’une antenne du type imprimée est d’intérêt.We focus more particularly in the remainder of this document on describing an existing problem in the field of RF energy harvesting, with which the inventors of this patent application have been confronted. The invention is of course not limited to this particular field of application, but is of interest in any field in which the use of an antenna of the printed type is of interest.

La récupération d’énergie RF (ou de manière équivalente la récupération d’énergie électromagnétique, ou énergie EM) présente dans l’atmosphère entourant un dispositif électronique donné est récemment devenue l’une des technologies les plus demandée pour alimenter un tel dispositif. En effet, une telle technologie d’alimentation permet de réduire le coût global d’un système en éliminant tout ou partie des besoins en piles et autres ressources d'alimentation. Dans ce cadre, l’antenne redresseuse (ou « rectenna » de l’anglais « rectifying antenna ») est un élément clé d’un système à récupération d’énergie RF.Harvesting RF energy (or equivalently harvesting electromagnetic energy, or EM energy) present in the atmosphere surrounding a given electronic device has recently become one of the most demanded technologies to power such a device. Indeed, such a power supply technology makes it possible to reduce the overall cost of a system by eliminating all or part of the need for batteries and other power resources. In this context, the rectifying antenna (or "rectenna") is a key element of an RF energy harvesting system.

Une antenne redresseuse comprend classiquement une partie rayonnante et un circuit redresseur.A rectifying antenna conventionally comprises a radiating part and a rectifying circuit.

La partie rayonnante (i.e. l’antenne proprement dite) joue un rôle important dans la captation d'énergie. Plus particulièrement, la partie rayonnante agit en tant que transducteur entre le champ électromagnétique capté et l’onde électromagnétique guidée qu’elle délivre au circuit de redressement. Dans un monde dans lequel certains appareils électroniques tendent à être de plus en plus compacts, une partie rayonnante de petite taille est très demandée. Parmi les différents types d’antennes, les antennes de type imprimée présentent des solutions particulièrement recherchées en raison de leur faible encombrement, de leur faible poids, de leur faible coût et de leur facilité de fabrication.The radiating part (i.e. the antenna itself) plays an important role in capturing energy. More specifically, the radiating part acts as a transducer between the electromagnetic field picked up and the guided electromagnetic wave that it delivers to the rectifying circuit. In a world in which certain electronic devices tend to be more and more compact, a radiating part of small size is in great demand. Among the different types of antennas, printed type antennas present particularly sought-after solutions due to their small size, low weight, low cost and ease of manufacture.

Le circuit redresseur quant à lui redresse l’onde électromagnétique guidée afin de délivrer un signal électrique (tension ou courant) redressé (i.e. ayant une composante continue, ou DC, non nulle) pouvant par exemple alimenter un dispositif électronique.The rectifier circuit for its part rectifies the guided electromagnetic wave in order to deliver a rectified electrical signal (voltage or current) (i.e. having a continuous, or DC, non-zero component) which can, for example, power an electronic device.

Le choix de la fréquence de fonctionnement de l’antenne redresseuse est également un facteur important pour les récupérateurs d'énergie RF. De manière générale, une basse fréquence de fonctionnement est associée à une faible atténuation du signal RF mais entraîne simultanément une grande taille d’antenne. De plus, la bande passante est limitée dans ce cas. Un choix d’une fréquence de fonctionnement élevée conduit à une antenne de petite taille et à une large bande passante potentielle. Pour les applications de récupération d'énergie, il est préférable que les antennes redresseuses soient compactes pour éviter d’obtenir des dispositifs électroniques trop gros au final. La bande industrielle, scientifique et médicale, ou ISM, à 2.45 GHz peut être considérée comme une option appropriée, car elle offre un bon compromis entre les aspects précités. En outre, les études de spectre indiquent que l’énergie RF présente dans la gamme de fréquences 1800-2500 MHz est dominante dans l’environnement ambiant.The choice of the operating frequency of the rectifier antenna is also an important factor for RF energy harvesters. Generally speaking, a low operating frequency is associated with low RF signal attenuation but simultaneously results in a large antenna size. In addition, the bandwidth is limited in this case. A choice of a high operating frequency leads to a small antenna size and a large potential bandwidth. For energy harvesting applications, it is preferable that the rectifier antennas are compact to avoid obtaining too large electronic devices in the end. The industrial, scientific and medical, or ISM, band at 2.45 GHz can be considered as a suitable option, as it offers a good compromise between the aforementioned aspects. Additionally, spectrum studies indicate that RF energy present in the 1800-2500 MHz frequency range is dominant in the ambient environment.

Par exemple, l’article de Y. Chen et C. Chiu, «Maximum Achievable Power Conversion Efficiency Obtained Through an Optimized Rectenna Structure for RF Energy Harvesting», IEEE Trans. Antennas Propag., 2017, 65, (5), pp. 2305-2317, décrit une telle antenne redresseuse basée sur l’usage d’une antenne imprimée. Cependant, les dimensions de l’antenne redresseuse obtenue restent importantes pour une utilisation pratique.For example, the article by Y. Chen and C. Chiu, " Maximum Achievable Power Conversion Efficiency Obtained Through an Optimized Rectenna Structure for RF Energy Harvesting ", IEEE Trans. Antennas Propag., 2017, 65, (5), pp. 2305-2317, describes such a rectifying antenna based on the use of a printed antenna. However, the dimensions of the rectifier antenna obtained remain large for practical use.

Il existe donc un besoin pour une antenne présentant une taille réduite tout en ayant un rendement qui reste élevé à une fréquence de fonctionnement donnée, par exemple autour de 2,45 GHz, ainsi que pour une antenne redresseuse correspondante, i.e. incorporant une telle antenne de taille réduite dans sa partie rayonnante tout en présentant un rendement de conversion (RF vers DC) élevé.There is therefore a need for an antenna having a reduced size while having a yield which remains high at a given operating frequency, for example around 2.45 GHz, as well as for a corresponding rectifying antenna, i.e. incorporating such an antenna of reduced size in its radiating part while having a high conversion efficiency (RF to DC).

Dans un mode de réalisation de l’invention, il est proposé une antenne comprenant au moins une pastille imprimée sur un substrat et configurée pour délivrer une onde électromagnétique guidée à partir d’un champ électromagnétique capté. La pastille imprimée comprend au moins une fente en U comprenant une section centrale et deux sections latérales sensiblement parallèles. L’onde électromagnétique guidée se propage sensiblement parallèlement aux sections latérales depuis la section centrale dans une direction opposée à une direction d’extension, depuis la section centrale, des sections latérales.In one embodiment of the invention, an antenna is proposed comprising at least one patch printed on a substrate and configured to deliver an electromagnetic wave guided from a sensed electromagnetic field. The printed patch comprises at least one U-shaped slot comprising a central section and two substantially parallel side sections. The guided electromagnetic wave propagates substantially parallel to the side sections from the central section in a direction opposite to a direction of extension, from the central section, of the side sections.

Ainsi, l’invention propose une solution nouvelle et inventive pour obtenir une antenne présentant un rendement élevé tout en ayant de faibles dimensions par rapport aux solutions connues.Thus, the invention proposes a new and inventive solution for obtaining an antenna having high efficiency while having small dimensions compared to known solutions.

Plus particulièrement, l’utilisation d’une fente présentant une forme en U sur la pastille imprimée permet de réduire les dimensions de la pastille en question tout en permettant d’obtenir une résonnance à la fréquence voulue. Le rendement de l’antenne est ainsi préservé malgré la réduction de taille obtenue. Par ailleurs, le diagramme de rayonnement obtenu est symétrique, que ce soit dans le plan E ou dans le plan H, ce qui améliore encore les performances de récupération d’énergie en conditions opérationnelles.More particularly, the use of a slot having a U-shape on the printed pad makes it possible to reduce the dimensions of the pad in question while making it possible to obtain a resonance at the desired frequency. The performance of the antenna is thus preserved despite the reduction in size obtained. In addition, the radiation pattern obtained is symmetrical, whether in the E plane or in the H plane, which further improves the energy harvesting performance under operational conditions.

Selon un mode de réalisation, l’antenne comprend une première et une deuxième fente en U comprenant chacune une section centrale et deux sections latérales sensiblement parallèles. La deuxième fente a une plus grande longueur que la première fente et est disposée à l’extérieur et sensiblement parallèlement à la première fente. La propagation de l’onde électromagnétique guidée s’effectue sensiblement parallèlement aux sections latérales depuis la section centrale de la deuxième fente dans une direction opposée à une direction d’extension, depuis les sections centrales, des sections latérales.According to one embodiment, the antenna comprises a first and a second U-shaped slot each comprising a central section and two substantially parallel lateral sections. The second slot has a greater length than the first slot and is disposed outside and substantially parallel to the first slot. The propagation of the guided electromagnetic wave takes place substantially parallel to the side sections from the central section of the second slot in a direction opposite to a direction of extension, from the central sections, of the side sections.

Ainsi, du fait de sa plus grande longueur, la deuxième fente résonnerait à une fréquence plus basse que la première fente si elle était seule sur la pastille. Cependant, les différentes sections des deux fentes sont parallèles entre-elles. Ainsi, la présence de la deuxième fente en U améliore par couplage l’adaptation obtenue dans la bande de fréquence centrée sur la fréquence de résonnance liée à la première fente en U pour la partie rayonnante de l’antenne redresseuse.Thus, due to its greater length, the second slot would resonate at a lower frequency than the first slot if it were alone on the patch. However, the different sections of the two slots are parallel to each other. Thus, the presence of the second U-shaped slot improves by coupling the adaptation obtained in the frequency band centered on the resonance frequency linked to the first U-shaped slot for the radiating part of the rectifier antenna.

Selon un mode de réalisation, une longueur des sections latérales et de la section centrale de la première fente est respectivement sensiblement égale à 15,8 mm et à 5,2 mm. Un espacement de bord à bord entre les sections latérales des première et deuxième fentes est sensiblement égale à 0,2 mm. Un espacement de bord à bord entre les sections centrales des première et deuxième fente est sensiblement égale à 0,7 mm. Une largeur des sections latérales et centrales est respectivement sensiblement égale à 0,4 mm et à 0,35 mm.According to one embodiment, a length of the side sections and of the central section of the first slot is respectively substantially equal to 15.8 mm and 5.2 mm. An edge-to-edge spacing between the side sections of the first and second slots is substantially equal to 0.2 mm. An edge-to-edge spacing between the central sections of the first and second slots is substantially equal to 0.7 mm. A width of the side and central sections is respectively substantially equal to 0.4 mm and 0.35 mm.

Ainsi, une résonnance autour de 2,45 GHz est obtenue.Thus, a resonance around 2.45 GHz is obtained.

Selon un mode de réalisation, l’antenne comprend en outre un tronçon de ligne coplanaire imprimée sur le substrat et guidant l’onde électromagnétique sensiblement parallèlement aux sections latérales.According to one embodiment, the antenna further comprises a section of coplanar line printed on the substrate and guiding the electromagnetic wave substantially parallel to the lateral sections.

Ainsi, l’adaptation de l’antenne est facilitée.Thus, the adaptation of the antenna is facilitated.

Dans un mode de réalisation de l'invention, il est proposé une antenne redresseuse délivrant un signal électrique redressé à partir d’un champ électromagnétique capté. L’antenne redresseuse comprend :
- une partie rayonnante délivrant l’onde électromagnétique guidée à partir du champ électromagnétique capté ; et
- un circuit redresseur configuré pour délivrer le signal électrique redressé à partir de l’onde électromagnétique guidée.
La partie rayonnante comprend une antenne comprenant au moins une pastille imprimée telle que décrite précédemment (selon l’un quelconque des modes de réalisation précité) configurée pour délivrer l’onde électromagnétique guidée à partir du champ électromagnétique capté.
In one embodiment of the invention, there is proposed a rectifying antenna delivering a rectified electrical signal from a picked up electromagnetic field. The rectifier antenna includes:
- a radiating part delivering the electromagnetic wave guided from the captured electromagnetic field; And
- a rectifier circuit configured to deliver the rectified electrical signal from the guided electromagnetic wave.
The radiating part comprises an antenna comprising at least one printed patch as described above (according to any one of the aforementioned embodiments) configured to deliver the electromagnetic wave guided from the electromagnetic field picked up.

Ainsi, l’antenne redresseuse présente un rendement élevé tout en présentant de faibles dimensions lors de la génération d’un signal électrique (tension ou courant) à partir d’un champ électromagnétique capté.Thus, the rectifier antenna has a high efficiency while having small dimensions when generating an electrical signal (voltage or current) from a captured electromagnetic field.

Selon un mode de réalisation, le circuit redresseur comprend une pluralité de composants discrets implantés au moins en partie dans une épaisseur du substrat.According to one embodiment, the rectifier circuit comprises a plurality of discrete components implanted at least in part in a thickness of the substrate.

Ainsi, un gain de place supplémentaire est obtenu.Thus, an additional saving of space is obtained.

Selon un mode de réalisation, le circuit redresseur est du type doubleur de tension.According to one embodiment, the rectifier circuit is of the voltage doubler type.

Ainsi, le rendement de l’antenne redresseuse est amélioré. Le circuit redresseur doubleur de tension est par exemple implémenté selon un montage de Greinacher.Thus, the performance of the rectifying antenna is improved. The voltage doubler rectifier circuit is for example implemented according to a Greinacher assembly.

Selon un mode de réalisation, circuit redresseur met en œuvre au moins deux diodes Schottky.According to one embodiment, the rectifier circuit implements at least two Schottky diodes.

Ainsi, la faible tension de seuil des diodes permet un rendement amélioré de l’antenne redresseuse.Thus, the low threshold voltage of the diodes allows improved efficiency of the rectifier antenna.

Selon un mode de réalisation, l’antenne redresseuse comprend en outre un circuit d’adaptation d’impédance configuré pour adapter une impédance de la partie rayonnante à une impédance du circuit redresseur.According to one embodiment, the rectifier antenna further comprises an impedance matching circuit configured to match an impedance of the radiating part to an impedance of the rectifier circuit.

Ainsi, le rendement de l’antenne redresseuse est amélioré.Thus, the performance of the rectifying antenna is improved.

Selon un mode de réalisation, le circuit d’adaptation comprend une pluralité de composants discrets implantés au moins en partie dans l’épaisseur du substrat.According to one embodiment, the matching circuit comprises a plurality of discrete components implanted at least partly in the thickness of the substrate.

Ainsi, un gain de place supplémentaire est obtenu.Thus, an additional saving of space is obtained.

Selon un mode de réalisation, le circuit d’adaptation d’impédance implémente un réseau en L comprenant une inductance en série sur un chemin de propagation de l’onde électromagnétique et une capacité en parallèle sur ledit chemin.According to one embodiment, the impedance matching circuit implements an L-shaped network comprising an inductor in series on a propagation path of the electromagnetic wave and a capacitor in parallel on said path.

Liste des figuresList of Figures

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, en relation avec les figures, parmi lesquelles :Other aims, characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description, given by way of a simple illustrative example, and not limiting, in relation to the figures, among which:

représente une antenne comprenant une pastille imprimée selon un mode de réalisation de l’invention ; represents an antenna comprising a printed patch according to one embodiment of the invention;

illustre l’effet du couplage entre les première et deuxième fentes en U de la pastille imprimée de l’antenne de la fig. 1 sur le coefficient de réflexion obtenu pour l’antenne en question ; illustrates the effect of the coupling between the first and second U-shaped slots of the printed patch of the antenna of FIG. 1 on the reflection coefficient obtained for the antenna in question;

illustre le coefficient de réflexion obtenu pour l’antenne de la fig. 1 pour différents espacements de bord à bord entre les sections latérales des première et deuxième fentes en U de l’antenne en question ; illustrates the reflection coefficient obtained for the antenna of FIG. 1 for different edge-to-edge spacings between the side sections of the first and second U-shaped slots of the antenna in question;

illustre le coefficient de réflexion obtenu pour l’antenne de la fig. 1 pour différentes longueurs des sections latérales des première et deuxième fentes en U de l’antenne en question ; illustrates the reflection coefficient obtained for the antenna of FIG. 1 for different lengths of the side sections of the first and second U-shaped slots of the antenna in question;

illustre le coefficient de réflexion obtenu pour l’antenne de la fig. 1 pour différents espacements de bord à bord entre les sections centrales des première et deuxième fentes en U de l’antenne en question ; illustrates the reflection coefficient obtained for the antenna of FIG. 1 for different edge-to-edge spacings between the central sections of the first and second U-shaped slots of the antenna in question;

représente les blocs fonctionnels d’une antenne redresseuse comprenant l’antenne de la fig. 1 en tant que partie rayonnante selon un mode de réalisation de l’invention ; represents the functional blocks of a rectifier antenna comprising the antenna of FIG. 1 as a radiating part according to one embodiment of the invention;

illustre une implémentation des circuits redresseurs et d’adaptation d’impédance de la fig. 6 selon un mode de réalisation de l’invention ; illustrates an implementation of the rectifier and impedance matching circuits of FIG. 6 according to one embodiment of the invention;

illustre le rendement de conversion en puissance de l’antenne redresseuse de la fig. 6 en fonction de l’impédance de charge et pour différentes valeurs de puissance de champ électromagnétique capté. illustrates the power conversion efficiency of the rectifier antenna of FIG. 6 as a function of the load impedance and for different electromagnetic field power values picked up.

Description détaillée de modes de réalisation de l'inventionDetailed Description of Embodiments of the Invention

On présente désormais, en relation avec lafig. 1une antenne 100 du type imprimée selon un mode de réalisation de l’invention. Les caractéristiques de l’antenne 100 sont discutées plus avant en relation avec lesfigs. 2,3,4, et5.We now present, in relation to FIG. 1 an antenna 100 of the printed type according to one embodiment of the invention. The characteristics of antenna 100 are discussed further in connection with Figs. 2 , 3 , 4 , and 5 .

Plus particulièrement, l’antenne 100 comprend une pastille 100pi imprimée sur un substrat et configurée pour délivrer une onde électromagnétique guidée 100og à partir d’un champ électromagnétique capté 100em. L’autre face du substrat (i.e. la face sur laquelle la pastille 100pi n’est pas imprimée) est métallisée afin de jouer le rôle de plan de masse.More particularly, the antenna 100 comprises a pad 100pi printed on a substrate and configured to deliver a guided electromagnetic wave 100og from a captured electromagnetic field 100em. The other side of the substrate (i.e. the side on which the 100pi pad is not printed) is metallized in order to act as a ground plane.

La pastille 100pi comprend une première 100f1 et une deuxième 100f2 fente en U comprenant chacune une section centrale (100f1c pour la première fente 100f1, et 100f2c pour la deuxième fente 100f2) et deux sections latérales sensiblement parallèles (100f1l pour la première fente 100f1, et 100f2l pour la deuxième fente 100f2). Ici, par « sensiblement parallèles », on entend que les sections latérales sont parallèles entre elles aux tolérances d’implémentation prés pour une technologie d’implémentation donnée (Par exemple une tolérance de quelques pourcents (e.g. 1%, 2%, etc.), ou une tolérance telle que spécifiée selon le standard DIN 7168).The pad 100pi comprises a first 100f1 and a second 100f2 U-shaped slot each comprising a central section (100f1c for the first slot 100f1, and 100f2c for the second slot 100f2) and two substantially parallel side sections (100f1l for the first slot 100f1, and 100f2l for the second slot 100f2). Here, by "substantially parallel", we mean that the side sections are parallel to each other within the implementation tolerances for a given implementation technology (e.g. a tolerance of a few percent (e.g. 1%, 2%, etc.) , or a tolerance as specified in DIN 7168).

La géométrie en U des fentes 100f1, 100f2 permet d’obtenir une antenne 100 de petite taille par rapport à celles des antennes existantes tout en conservant une bonne efficacité de conversion en puissance. Par ailleurs, le diagramme de rayonnement obtenu par une telle géométrie est symétrique, que ce soit dans le plan E ou dans le plan H, ce qui améliore encore les performances de récupération d’énergie en conditions opérationnelles.The U-shaped geometry of the slots 100f1, 100f2 makes it possible to obtain an antenna 100 of small size compared to those of existing antennas while maintaining good power conversion efficiency. Moreover, the radiation pattern obtained by such a geometry is symmetrical, whether in the E plane or in the H plane, which further improves the energy harvesting performance under operational conditions.

La deuxième fente 100f2 a une plus grande longueur que la première fente 100f1. Par ailleurs, la deuxième fente 100f2 est disposée à l’extérieur et sensiblement parallèlement à la première fente 100f1. Ici, par « à l’extérieur », il faut comprendre à l’extérieur du quadrilatère convexe dont trois de ses quatre côtés sont la section centrale 100f1c et les deux sections latérales 100f1l de la première fente 100f.The second slot 100f2 has a greater length than the first slot 100f1. Furthermore, the second slot 100f2 is arranged outside and substantially parallel to the first slot 100f1. Here, by "outside", it is necessary to understand outside the convex quadrilateral of which three of its four sides are the central section 100f1c and the two lateral sections 100f1l of the first slot 100f.

Par ailleurs, l’antenne 100 est optimisée pour obtenir une adaptation dans une bande de fréquence centrée sur 2,45 GHz. Pour ce faire, les dimensions suivantes sont considérées :
- la longueur des sections latérales 100f1l et de la section centrale 100f1c de la première fente 100f1 est respectivement sensiblement égale à 15,8 mm (paramètre m sur la fig. 1) et à 5,2 mm (paramètre n sur la fig. 1) ;
- l’espacement de bord à bord entre les sections latérales 100f1l, 100f2l des première 100f1 et deuxième 100f2 fentes est sensiblement égale à 0,2 mm (paramètre i sur la fig. 1) ;
- l’espacement de bord à bord entre les sections centrales 100f1c, 100f2c des première 100f1 et deuxième 100f2 fente est sensiblement égale à 0,7 mm (paramètre k sur la fig. 1) ;
- la largeur des sections latérales 100f1l, 100f2l des première 100f1 et deuxième 100f2 fentes est sensiblement égale à 0,4 mm (=(f-i)/2 avec le paramètre f de la fig. 1 qui vaut 1 mm) ;
- la largeur des sections centrales 100f1c, 100f2c des première 100f1 et deuxième 100f2 fentes est sensiblement égale à 0,35 mm (=(j-k)/2 avec le paramètre j de la fig. 1 qui vaut 1,4mm).
Furthermore, the antenna 100 is optimized to obtain adaptation in a frequency band centered on 2.45 GHz. To do this, the following dimensions are considered:
- the length of the lateral sections 100f1l and of the central section 100f1c of the first slot 100f1 is respectively substantially equal to 15.8 mm (parameter m in fig. 1) and 5.2 mm (parameter n in fig. 1 );
- The edge-to-edge spacing between the side sections 100f1l, 100f2l of the first 100f1 and second 100f2 slots is substantially equal to 0.2 mm (parameter i in FIG. 1);
- the edge-to-edge spacing between the central sections 100f1c, 100f2c of the first 100f1 and second 100f2 slot is substantially equal to 0.7 mm (parameter k in FIG. 1);
- the width of the side sections 100f1l, 100f2l of the first 100f1 and second 100f2 slots is substantially equal to 0.4 mm (=(fi)/2 with the parameter f of FIG. 1 which is equal to 1 mm);
- the width of the central sections 100f1c, 100f2c of the first 100f1 and second 100f2 slots is substantially equal to 0.35 mm (=(jk)/2 with the parameter j of FIG. 1 which is equal to 1.4 mm).

Ici, par « sensiblement égale à », on entend que la dimension visée est atteinte aux tolérances d’implémentation prés pour une technologie d’implémentation donnée (Par exemple une tolérance de quelques pourcents (e.g. 1%, 2%, etc.), ou une tolérance telle que spécifiée selon le standard DIN 7168). Par ailleurs, le substrat, ici un tissu de verre époxy de type FR-4 (présentant une permittivité diélectrique de 4,4 +/- 5 % et une tangente de perte de 0,02), présente une épaisseur sensiblement égale à 1,6 mm. De même, la largeur (paramètre a sur la fig. 1) et la longueur (paramètre b sur la fig. 1) de l’antenne 100 sont respectivement de 8,6 et 24,9 mm. Dans d’autres modes de réalisation, d’autres types de substrats sont utilisés.Here, by "substantially equal to", we mean that the targeted dimension is reached within implementation tolerances for a given implementation technology (for example a tolerance of a few percent (e.g. 1%, 2%, etc.), or a tolerance as specified according to the DIN 7168 standard). Furthermore, the substrate, here an FR-4 type epoxy glass fabric (presenting a dielectric permittivity of 4.4 +/- 5% and a loss tangent of 0.02), has a thickness substantially equal to 1, 6mm. Similarly, the width (parameter a in Fig. 1) and the length (parameter b in Fig. 1) of the antenna 100 are 8.6 and 24.9 mm respectively. In other embodiments, other types of substrates are used.

De retour à la fig. 1, les première 100f1 et deuxième 100f2 fentes en U sont à l’origine de deux résonnances différentes. En effet, si l’on se réfère à la fig. 2, il apparaît que :
- dans le cas théorique dans lequel aucune fente n’est présente sur la pastille 100pi imprimée, aucune résonnance n’apparaît dans la bande de fréquence d’analyse (courbe 200_0 sur la fig. 2) ;
- dans le cas théorique dans lequel seule la première fente 100f1 en U est présente sur la pastille 100pi imprimée, une seule résonnance à 2,45 GHz existe (courbe 200_1 sur la fig. 2) ; et
- dans le cas théorique dans lequel seule la deuxième fente 100f2 en U est présente sur la pastille 100pi, une seule résonnance à 2,1 GHz existe (courbe 200_1 sur la fig. 2).
Back to fig. 1, the first 100f1 and second 100f2 U-shaped slots cause two different resonances. Indeed, if we refer to FIG. 2, it appears that:
- in the theoretical case in which no slit is present on the printed patch 100pi, no resonance appears in the analysis frequency band (curve 200_0 in FIG. 2);
- in the theoretical case in which only the first U-shaped slot 100f1 is present on the printed patch 100pi, a single resonance at 2.45 GHz exists (curve 200_1 in FIG. 2); And
- in the theoretical case in which only the second U-shaped slot 100f2 is present on the patch 100pi, a single resonance at 2.1 GHz exists (curve 200_1 in FIG. 2).

Or, lorsque les deux fentes 100f1, 100f2 sont présentes simultanément, seule la résonnance à 2,45 GHz reste présente (courbe 200_3 sur la fig. 2), mais avec une adaptation améliorée dans la bande de fréquence d’intérêt de par l’effet de couplage existant entre les deux fentes 100f1, 100f2. De la sorte, le rendement de conversion de l’antenne redresseuse se trouve amélioré par la présence de la deuxième fente 100f2 en U.However, when the two slots 100f1, 100f2 are present simultaneously, only the resonance at 2.45 GHz remains present (curve 200_3 in FIG. 2), but with an improved adaptation in the frequency band of interest due to the coupling effect existing between the two slots 100f1, 100f2. In this way, the conversion efficiency of the rectifier antenna is improved by the presence of the second slot 100f2 in U.

On comprend ainsi que dans certains modes de réalisation non illustrés, une seule fente en U peut être utilisée afin de réaliser l’antenne, permettant une réalisation plus simple quand bien même l’adaptation se trouve légèrement dégradée. A contrario, dans d’autres modes de réalisation, plus de deux fentes en U sont utilisées afin d’améliorer encore l’adaptation.It is thus understood that in certain embodiments not illustrated, a single U-shaped slot can be used in order to produce the antenna, allowing a simpler realization even though the adaptation is slightly degraded. Conversely, in other embodiments, more than two U-shaped slots are used in order to further improve adaptation.

Dans d’autres modes de réalisation, d’autres valeurs des paramètres précités de la fig. 1 sont considérés afin d’optimiser la résonnance des fentes 100f1, 100f2 et donc l’adaptation de l’antenne 100 au final, ou alternativement pour à obtenir une adaptation de l’antenne 100 dans une autre bande de fréquence qu’autour de 2,45 GHz. Par exemple :
- la fig. 3 illustre le coefficient de réflexion obtenu pour l’antenne 100 pour différents espacements de bord à bord entre les sections latérales 100f1l, 100f2l des première 100f1 et deuxième 100f2 fentes en U (paramètre i de la fig. 1) ;
- la fig. 4 illustre le coefficient de réflexion obtenu pour l’antenne 100 pour différentes longueurs des sections latérales 100f1l, 100f2l des première 100f1 et deuxième 100f2 fentes en U (paramètre m de la fig. 1) ; et
- la fig. 5 illustre le coefficient de réflexion obtenu pour l’antenne 100 pour différents espacements de bord à bord entre les sections centrales 100f1c, 100f2c des première 100f1 et deuxième 100f2 fentes en U (paramètre k de la fig. 1).
In other embodiments, other values of the aforementioned parameters of FIG. 1 are considered in order to optimize the resonance of the slots 100f1, 100f2 and therefore the adaptation of the antenna 100 in the end, or alternatively to obtain an adaptation of the antenna 100 in another frequency band than around 2 .45GHz. For example :
- fig. 3 illustrates the reflection coefficient obtained for the antenna 100 for different spacings from edge to edge between the side sections 100f1l, 100f2l of the first 100f1 and second 100f2 U-shaped slots (parameter i of FIG. 1);
- fig. 4 illustrates the reflection coefficient obtained for the antenna 100 for different lengths of the side sections 100f1l, 100f2l of the first 100f1 and second 100f2 U-shaped slots (parameter m of FIG. 1); And
- fig. 5 illustrates the reflection coefficient obtained for the antenna 100 for different edge-to-edge spacings between the central sections 100f1c, 100f2c of the first 100f1 and second 100f2 U-shaped slots (parameter k of FIG. 1).

De retour à la fig. 1, l’antenne 100 comprend également un tronçon de ligne coplanaire imprimée sur le substrat. Le tronçon de ligne guide l’onde électromagnétique 100og sensiblement parallèlement (la terminologie « sensiblement parallèlement » s’interprétant selon le sens discuté ci-dessus) aux sections latérales 100f1l, 100f2l. Plus particulièrement, l’onde électromagnétique 100og est guidée depuis la section centrale 100f2c de la deuxième fente 100f2 dans une direction opposée à la direction d’extension, depuis les sections centrales 100f1c, 100f2c, des sections latérales 100f1l, 100f2l.Back to fig. 1, the antenna 100 also includes a section of coplanar line printed on the substrate. The line section guides the electromagnetic wave 100og substantially parallel (the terminology “substantially parallel” being interpreted according to the meaning discussed above) to the side sections 100f1l, 100f2l. More particularly, the electromagnetic wave 100og is guided from the central section 100f2c of the second slot 100f2 in a direction opposite to the direction of extension, from the central sections 100f1c, 100f2c, of the side sections 100f1l, 100f2l.

De retour à la fig. 1, un tel tronçon de ligne permet de modifier l’impédance d’entrée de l’antenne 100, par exemple pour faciliter son adaptation, par exemple avec un circuit redresseur qui va traiter l’onde électromagnétique 100og pour la redresser dans le cas où l’antenne 100 est incorporée dans une antenne redresseuse. Par exemple, les dimensions suivantes sont considérées :
- la largeur de la ligne est sensiblement égale à 2 mm (paramètre c sur la fig. 1) ;
- l’intervalle entre la ligne et le plan de masse présent de part et d’autre de la ligne est sensiblement égal à 0,45 mm (paramètre e sur la fig. 1) ; et
- l’écart entre la pastille 100pi et la ligne est sensiblement égal à 0.15 mm (paramètre g sur la fig. 1).
Back to fig. 1, such a section of line makes it possible to modify the input impedance of the antenna 100, for example to facilitate its adaptation, for example with a rectifier circuit which will process the electromagnetic wave 100og to rectify it in the case where the antenna 100 is incorporated in a rectifier antenna. For example, the following dimensions are considered:
- the width of the line is substantially equal to 2 mm (parameter c in Fig. 1);
- the interval between the line and the ground plane present on either side of the line is substantially equal to 0.45 mm (parameter e in fig. 1); And
- the gap between the 100pi patch and the line is substantially equal to 0.15 mm (parameter g in fig. 1).

De la sorte une impédance d’entrée de 50 Ohm de l’antenne 100 est obtenue.In this way an input impedance of 50 Ohm of the antenna 100 is obtained.

Dans les modes de réalisation précités dans lesquels une seule fente en U, le tronçon de ligne coplanaire s’étend depuis la section centrale de la fente en question. Dans le cas où plus de deux fentes en U sont utilisées, le tronçon de ligne coplanaire s’étend depuis la section centrale de la fente la plus à l’extérieur de l’ensemble de fentes.In the aforementioned embodiments in which a single U-shaped slot, the coplanar line section extends from the central section of the slot in question. In the event that more than two U-shaped slots are used, the coplanar line stub extends from the center section of the outermost slot of the set of slots.

Dans d’autres modes de réalisation, un tel tronçon de ligne à une longueur différente, voire nulle, et une adaptation d’impédance sur 50 Ohm de la partie rayonnante n’est pas obtenue. L’adaptation de la partie rayonnante se fait dans ce cas directement à celle du circuit redresseur via par exemple un circuit d’adaptation dédié (par exemple une adaptation en puissance sur le complexe conjugué de l’impédance présentée par le circuit redresseur à la fréquence d’intérêt), ou via un dimensionnement spécifique de l’antenne 100 (par exemple pour que l’impédance d’entrée de l’antenne 100 soit directement le complexe conjugué, à la fréquence d’intérêt, de l’impédance présentée par le circuit qui charge l’antenne 100 (par exemple un circuit redresseur) lorsque c’est possible).In other embodiments, such a section of line has a different length, or even zero, and an impedance match on 50 Ohm of the radiating part is not obtained. The adaptation of the radiating part is done in this case directly to that of the rectifier circuit via for example a dedicated adaptation circuit (for example a power adaptation on the conjugate complex of the impedance presented by the rectifier circuit at the frequency of interest), or via a specific dimensioning of the antenna 100 (for example so that the input impedance of the antenna 100 is directly the complex conjugate, at the frequency of interest, of the impedance presented by the circuit which charges the antenna 100 (for example a rectifier circuit) when possible).

On présente désormais, en relation avec lesfigs. 6et7les blocs fonctionnels d’une antenne redresseuse 600 selon un mode de réalisation de l’invention.We now present, in relation to FIGS. 6 and 7 the functional blocks of a rectifier antenna 600 according to one embodiment of the invention.

Plus particulièrement, l’antenne redresseuse 600 comprend (fig. 6) :
- une partie rayonnante 630 comprenant l’antenne 100 (selon l’un quelconque des modes de réalisation précités) configurée pour délivrer l’onde électromagnétique guidée 100og à partir du champ électromagnétique capté 100em ;
- un circuit redresseur 620 configuré pour délivrer un signal électrique (tension ou courant) redressé (i.e. présentant une composante continue non nulle) à partir de l’onde électromagnétique guidée 100og ; et
- un circuit d’adaptation d’impédance 610 configuré pour adapter l’impédance de la partie rayonnante 100 à l’impédance du circuit redresseur 620.
More particularly, the rectifier antenna 600 comprises (FIG. 6):
- a radiating part 630 comprising the antenna 100 (according to any one of the aforementioned embodiments) configured to deliver the guided electromagnetic wave 100og from the captured electromagnetic field 100em;
- A rectifier circuit 620 configured to deliver a rectified electrical signal (voltage or current) (ie having a non-zero DC component) from the guided electromagnetic wave 100og; And
- an impedance matching circuit 610 configured to match the impedance of the radiating part 100 to the impedance of the rectifier circuit 620.

Dans certains modes de réalisation non illustrés, l’antenne redresseuse 600 ne comprend pas de circuit d’adaptation d’impédance 610. Par exemple, lorsque l’antenne 100 de la partie rayonnante 630 est dimensionnée pour présenter une impédance s’approchant du complexe conjugué de l’impédance du circuit redresseur 620 à une fréquence donnée (adaptation en puissance) comme discuté ci-dessus.In certain embodiments not illustrated, the rectifying antenna 600 does not include an impedance matching circuit 610. For example, when the antenna 100 of the radiating part 630 is sized to present an impedance approaching the complex conjugate of the impedance of the rectifier circuit 620 at a given frequency (power matching) as discussed above.

De retour à la fig. 6, une impédance de charge RL est représentée. L’impédance RL en question ne fait pas partie de l’antenne redresseuse 600 à proprement parler, mais simule l’effet d’un circuit de charge que l’antenne redresseuse 600 pourrait être amenée à alimenter en énergie électrique. L’impédance de charge RL sert ainsi à évaluer les performances obtenues pour l’antenne redresseuse 600 en conditions opérationnelles. Par exemple un capteur de pression de la série SXL commercialisé par la société Honeywell présente une telle impédance d’entrée de 4,7 kOhm.Back to fig. 6, a load impedance RL is shown. The RL impedance in question is not part of the rectifier antenna 600 itself, but simulates the effect of a load circuit which the rectifier antenna 600 might be required to supply with electrical power. The load impedance RL is thus used to evaluate the performance obtained for the rectifier antenna 600 under operational conditions. For example, a pressure sensor of the SXL series marketed by the company Honeywell has such an input impedance of 4.7 kOhm.

Le circuit redresseur 620 est passif et est du type doubleur de tension. De la sorte, le rendement de l’antenne redresseuse 600 est amélioré. Dans d’autres modes de réalisation, le circuit redresseur utilisé n’est pas doubleur de tension (e.g. un redresseur simple alternance) afin de simplifier la conception.The rectifier circuit 620 is passive and is of the voltage doubler type. In this way, the performance of the rectifier antenna 600 is improved. In other embodiments, the rectifier circuit used is not a voltage doubler (e.g. a half-wave rectifier) in order to simplify the design.

De retour à la fig. 6, le circuit redresseur 620 est implémenté selon un montage de Greinacher. Cependant, dans d’autres modes de réalisation, d’autres types de montages doubleurs de tension sont utilisés, e.g. un montage de Dickson.Back to fig. 6, the rectifier circuit 620 is implemented according to a Greinacher circuit. However, in other embodiments, other types of voltage doubler circuits are used, e.g. a Dickson circuit.

De retour à la fig. 6, le circuit redresseur 620 comprend une capacité de source C2 de 100 pF et une capacité de charge C1 de 100 pF permettant d’obtenir les performances voulues à 2,45 GHz avec une impédance de charge de 4,7 kOhm. Par ailleurs, le circuit redresseur 620 comprend deux diodes Schottky HSMS-2852 (Vbr = 3,8 V, Vfwd = 150 mV et Rs = 25 Ohm). Les diodes en question ont été choisies pour le redressement en raison de leur polarisation directe relativement faible. Cependant, dans d’autres modes de réalisation, d’autres types de diodes sont mis en œuvre. Dans ce cas, d’autres valeurs des composants C1 et C2 peuvent être considérés. Il en est de même pour d’autres paramètres de l’antenne 100 de la partie rayonnante 100 et/ou une autre valeur de fréquence d’adaptation.Back to fig. 6, the 620 rectifier circuit includes a source capacitance C2 of 100 pF and a load capacitance C1 of 100 pF to obtain the desired performance at 2.45 GHz with a load impedance of 4.7 kOhm. Furthermore, the rectifier circuit 620 includes two Schottky diodes HSMS-2852 (Vbr = 3.8 V, Vfwd = 150 mV and Rs = 25 Ohm). The diodes in question were chosen for the rectification because of their relatively low forward bias. However, in other embodiments, other types of diodes are implemented. In this case, other values of components C1 and C2 can be considered. The same is true for other parameters of the antenna 100 of the radiating part 100 and/or another adaptation frequency value.

De retour à la fig. 6, le circuit d’adaptation d’impédance 610 est basé sur une topologie en L. Plus particulièrement, le circuit d’adaptation 610 comprend une inductance L1 en série sur le chemin de propagation de l’onde électromagnétique 100og, ainsi qu’une capacité C3 en parallèle sur le chemin en question. Une adaptation en puissance de la partie rayonnante 100 avec le circuit redresseur 620 est obtenue à 2,45 GHz avec des valeurs de composants suivantes : C3 = 1,6 pF et L1 = 9 nH. Pour d’autres paramètres de la partie rayonnante 100 et/ou d’autres paramètres du circuit redresseur 620 et/ou une autre valeur de fréquence d’adaptation, d’autres valeurs des composants C3 et L1 peuvent être considérés, ou même d’autres topologies de circuit d’adaptation 610 (e.g. une topologie en pi).Back to fig. 6, the impedance matching circuit 610 is based on an L topology. More particularly, the matching circuit 610 comprises an inductance L1 in series on the propagation path of the electromagnetic wave 100og, as well as an capacitor C3 in parallel on the path in question. A power matching of the radiating part 100 with the rectifier circuit 620 is obtained at 2.45 GHz with the following component values: C3=1.6 pF and L1=9 nH. For other parameters of the radiating part 100 and/or other parameters of the rectifier circuit 620 and/or another adaptation frequency value, other values of the components C3 and L1 can be considered, or even other matching circuit topologies 610 (e.g. a pi topology).

De retour à la fig. 6, le circuit d’adaptation d’impédance 610 ainsi que le circuit redresseur 620 comprennent différents composants discrets comme discuté ci-dessus. Dans d’autres modes de réalisation, les circuits en question comprennent tout ou partie de leurs éléments constitutifs sous une forme distribuée.Back to fig. 6, impedance matching circuit 610 as well as rectifier circuit 620 include various discrete components as discussed above. In other embodiments, the circuits in question include all or part of their constituent elements in a distributed form.

De retour à la fig. 6, les composants discrets des circuits redresseur 620 et d’adaptation d’impédance 610 sont implémentés dans l’épaisseur du substrat de l’antenne 100 de la partie rayonnante 100 comme illustré sur la fig. 7. Ainsi, un gain de place supplémentaire est obtenu pour l’antenne redresseuse 150. Cependant, dans d’autres modes de réalisation, aucun ou seulement une partie des composants discrets du circuit redresseur 620 et du circuit redresseur d’adaptation d’impédance 610 sont implémentés dans l’épaisseur du substrat pour des raisons de simplicité de fabrication.Back to fig. 6, the discrete components of the rectifier 620 and impedance matching 610 circuits are implemented in the thickness of the substrate of the antenna 100 of the radiating part 100 as illustrated in FIG. 7. Thus, an additional space saving is obtained for the rectifier antenna 150. However, in other embodiments, none or only part of the discrete components of the rectifier circuit 620 and the transimpedance rectifier circuit 610 are implemented in the thickness of the substrate for reasons of manufacturing simplicity.

On présente désormais, en relation avec lafig. 8le rendement de conversion en puissance (PCE) obtenu pour l’antenne redresseuse 600 en fonction de l’impédance de charge RL et pour différente valeurs de puissance Pin de champ électromagnétique capté 100em.We now present, in relation to FIG. 8 the power conversion efficiency (PCE) obtained for the rectifier antenna 600 as a function of the load impedance RL and for different power values Pin of electromagnetic field captured 100em.

Comme observé, pour Pin = -20 dBm, le PCE atteint son maximum (c'est-à-dire 19,1 %) pour une valeur de charge RL de 8,5 kΩ. On peut également constater que la courbe de PCE est relativement plate autour de la résistance optimale. On rappelle que, comme discuté ci-dessus, la charge RL peut prendre toute autre valeur, à condition que les éléments du circuit d’adaptation 620 (c'est-à-dire C3 et L1) soient réajustés.As observed, for Pin = -20 dBm, the PCE reaches its maximum (i.e. 19.1%) for an RL load value of 8.5 kΩ. It can also be seen that the PCE curve is relatively flat around the optimum resistance. Recall that, as discussed above, the load RL can take any other value, provided that the elements of the matching circuit 620 (i.e. C3 and L1) are readjusted.

Ainsi, l’antenne redresseuse 600 fournit des résultats de PCE comparables à ceux présentés par exemple dans l’article de Cheng précité pour des mêmes gammes de niveaux de puissance Pin, mais avec un encombrement nettement plus réduit. Par exemple dans l’article de Cheng en question, pour Pin = -15 dBm, les valeurs de PCE obtenues sont respectivement de 31,8 et 30 % avec des charges de 10 et 2,2 kΩ. Pour l’antenne redresseuse 600, les valeurs de PCE avec ces deux charges sont respectivement de 29,66 et 24,05 % comme il peut être lu sur la fig. 8. A titre comparatif, la surface de l’antenne redresseuse présentée dans l’article de Cheng est de 2000 mm2 alors que la surface de l’antenne redresseuse 600 optimisée pour un fonctionnement à 2,45 GHz selon les paramètres décrits précédemment est de 214 mm2.Thus, the rectifier antenna 600 provides PCE results comparable to those presented for example in the aforementioned article by Cheng for the same ranges of Pin power levels, but with a much smaller size. For example in the article by Cheng in question, for Pin = -15 dBm, the PCE values obtained are respectively 31.8 and 30% with loads of 10 and 2.2 kΩ. For the 600 rectifier antenna, the PCE values with these two loads are respectively 29.66 and 24.05% as can be read in fig. 8. By way of comparison, the area of the rectifier antenna presented in Cheng's article is 2000 mm2 while the area of the rectifier antenna 600 optimized for operation at 2.45 GHz according to the parameters described above is 214mm2.

Claims (11)

Antenne (100) comprenant au moins une pastille imprimée (100pi) sur un substrat et configurée pour délivrer une onde électromagnétique guidée (100og) à partir d’un champ électromagnétique capté (100em),
caractérisé en ce queladite pastille imprimée comprend au moins une fente en U (100f1, 100f2) comprenant une section centrale (100f1c, 100f2c) et deux sections latérales (100f1l, 100f2l) sensiblement parallèles,
ladite onde électromagnétique guidée se propageant sensiblement parallèlement auxdites sections latérales depuis ladite section centrale dans une direction opposée à une direction d’extension, depuis ladite section centrale, desdites sections latérales.
Antenna (100) comprising at least one printed patch (100pi) on a substrate and configured to deliver a guided electromagnetic wave (100og) from a captured electromagnetic field (100em),
characterized in that said printed patch comprises at least one U-shaped slot (100f1, 100f2) comprising a central section (100f1c, 100f2c) and two substantially parallel lateral sections (100f1l, 100f2l),
said guided electromagnetic wave propagating substantially parallel to said side sections from said central section in a direction opposite to a direction of extension, from said central section, of said side sections.
Antenne selon la revendication 1 comprenant une première (100f1) et une deuxième (100f2) fente en U comprenant chacune une section centrale et deux sections latérales sensiblement parallèles,
ladite deuxième fente ayant une plus grande longueur que ladite première fente et étant disposée à l’extérieur et sensiblement parallèlement à ladite première fente,
ladite propagation de ladite onde électromagnétique guidée s’effectuant sensiblement parallèlement auxdites sections latérales depuis ladite section centrale de ladite deuxième fente dans une direction opposée à une direction d’extension, depuis lesdites sections centrales, desdites sections latérales.
Antenna according to claim 1 comprising a first (100f1) and a second (100f2) U-shaped slot each comprising a central section and two substantially parallel lateral sections,
said second slot having a greater length than said first slot and being disposed outside and substantially parallel to said first slot,
said propagation of said guided electromagnetic wave taking place substantially parallel to said side sections from said central section of said second slot in a direction opposite to a direction of extension, from said central sections, of said side sections.
Antenne selon la revendication 2 dans laquelle une longueur desdites sections latérales et de ladite section centrale de ladite première fente est respectivement sensiblement égale à 15,8 mm et à 5,2 mm,
dans laquelle un espacement de bord à bord entre lesdites sections latérales desdites première et deuxième fentes est sensiblement égale à 0,2 mm ;
dans laquelle un espacement de bord à bord entre lesdites sections centrales desdites première et deuxième fente est sensiblement égale à 0,7 mm, et
dans laquelle une largeur desdites sections latérales et centrales est respectivement sensiblement égale à 0,4 mm et à 0,35 mm.
Antenna according to claim 2 wherein a length of said side sections and of said central section of said first slot is respectively substantially equal to 15.8 mm and 5.2 mm,
wherein an edge-to-edge spacing between said side sections of said first and second slots is substantially equal to 0.2 mm;
wherein an edge-to-edge spacing between said central sections of said first and second slots is substantially equal to 0.7 mm, and
wherein a width of said side and center sections is substantially 0.4mm and 0.35mm, respectively.
Antenne selon l’une quelconque des revendication 1 à 3 comprenant en outre un tronçon de ligne coplanaire imprimée sur ledit substrat et guidant ladite onde électromagnétique sensiblement parallèlement auxdites sections latérales.
Antenna according to any one of Claims 1 to 3, further comprising a section of coplanar line printed on said substrate and guiding said electromagnetic wave substantially parallel to said lateral sections.
Antenne redresseuse (600) délivrant un signal électrique redressé à partir d’un champ électromagnétique capté, ladite antenne redresseuse comprenant :
- une partie rayonnante (630) délivrant ladite onde électromagnétique guidée à partir dudit champ électromagnétique capté ; et
- un circuit redresseur (620) configuré pour délivrer ledit signal électrique redressé à partir de ladite onde électromagnétique guidée,
caractérisé en ce queladite partie rayonnante comprend une antenne (100) selon l’une quelconque des revendication 1 à 4 configurée pour délivrer ladite onde électromagnétique guidée à partir dudit champ électromagnétique capté.
Rectifier antenna (600) delivering a rectified electrical signal from a sensed electromagnetic field, said rectifier antenna comprising:
- a radiating part (630) delivering said guided electromagnetic wave from said captured electromagnetic field; And
- a rectifier circuit (620) configured to deliver said rectified electrical signal from said guided electromagnetic wave,
characterized in that said radiating part comprises an antenna (100) according to any one of claims 1 to 4 configured to deliver said guided electromagnetic wave from said picked up electromagnetic field.
Antenne redresseuse selon la revendication 5 dans laquelle ledit circuit redresseur comprend une pluralité de composants discrets implantés au moins en partie dans une épaisseur dudit substrat.
Rectifier antenna according to Claim 5, in which the said rectifier circuit comprises a plurality of discrete components implanted at least partly in a thickness of the said substrate.
Antenne redresseuse selon la revendication 5 ou 6 dans laquelle ledit circuit redresseur est du type doubleur de tension.
Rectifier antenna according to Claim 5 or 6, in which the said rectifier circuit is of the voltage doubler type.
Antenne redresseuse selon l’une quelconque des revendications 5 à 7 dans laquelle ledit circuit redresseur met en œuvre au moins deux diodes Schottky.
Rectifier antenna according to any one of Claims 5 to 7, in which the said rectifier circuit implements at least two Schottky diodes.
Antenne redresseuse selon l’une quelconque des revendications 5 à 8 comprenant en outre un circuit d’adaptation d’impédance (610) configuré pour adapter une impédance de ladite partie rayonnante à une impédance dudit circuit redresseur.
A rectifier antenna according to any of claims 5 to 8 further comprising an impedance matching circuit (610) configured to match an impedance of said radiating portion to an impedance of said rectifier circuit.
Antenne redresseuse selon la revendication 9 dans laquelle ledit circuit d’adaptation comprend une pluralité de composants discrets implantés au moins en partie dans ladite épaisseur dudit substrat.
Rectifier antenna according to Claim 9, in which the said matching circuit comprises a plurality of discrete components implanted at least partly in the said thickness of the said substrate.
Antenne redresseuse selon la revendication 9 ou 10 dans laquelle ledit circuit d’adaptation d’impédance implémente un réseau en L comprenant une inductance en série sur un chemin de propagation de ladite onde électromagnétique et une capacité en parallèle sur ledit chemin.
Rectifier antenna according to Claim 9 or 10, in which the said impedance matching circuit implements an L-network comprising an inductance in series on a propagation path of said electromagnetic wave and a capacitance in parallel on said path.
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