IT202100028709A1 - Antenna a polarizzazione circolare per applicazioni di energy harvesting a radio frequenza e sistema per immagazzinare energia elettrica comprendente detta antenna - Google Patents
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Description
Antenna a polarizzazione circolare per applicazioni di energy harvesting a radio frequenza e sistema per immagazzinare energia elettrica comprendente detta antenna
La presente invenzione si riferisce al settore delle antenne ed in particolare riguarda una antenna a polarizzazione circolare per applicazioni di energy harvesting a radio frequenza.
Pi? in particolare, detta antenna ? dimensionata e conformata per essere posizionata su una porzione di estremit? di un elemento di fissaggio, in particolare un elemento di fissaggio filettato, i.e. un elemento di fissaggio avente una porzione filettata (come ad esempio la testa di una vite o la testa di una vite prigioniera) e concepita per avere un maggiore guadagno, una maggiore efficienza e captare una maggiore quantit? di onde elettromagnetiche rispetto ad una antenna di tipo noto.
La presente invenzione si riferisce anche ad un sistema per immagazzinare energia elettrica comprendente detta antenna oppure detta antenna in combinazione con un elemento di fissaggio, nonch? un adattatore di impedenza, un raddrizzatore per trasformare una corrente elettrica alternata (generata quando l?antenna entra in risonanza con una frequenza di una onda elettromagnetica) in una corrente elettrica continua, e mezzi di immagazzinamento di energia per immagazzinare una energia elettrica.
L?energia immagazzinata in detti mezzi di immagazzinamento di energia pu? essere utilizzata per alimentare un qualsiasi dispositivo elettrico e/o dispositivo elettronico.
Una pluralit? di forme di realizzazione di detto sistema ? possibile.
Infatti, i componenti sopra menzionati, i.e. l?adattatore di impedenza, il raddrizzatore e i mezzi di immagazzinamento, possono essere disposti tutti in una cavit? formata nell?antenna o tutti in una ulteriore cavit? formata in una porzione di estremit? di detto elemento di fissaggio (su cui l?antenna ? posizionata) oppure uno o pi? componenti possono essere disposti all?interno di una cavit? formata nell?antenna ed i restanti componenti possono essere disposti all?interno di una ulteriore cavit? formata nella porzione di estremit? dell?elemento di fissaggio.
Tecnica nota
Attualmente, sono note diverse antenne.
Una antenna di tipo noto utilizzata in applicazioni energy harvesting a radio frequenza ? una antenna chiamata antenna a spirale.
Detta antenna comprende un substrato, uno strato di materiale metallico avente la forma di una spirale, posizionato su una faccia del substrato.
Tuttavia, detta antenna di tipo noto presenta alcuni svantaggi.
Un primo svantaggio ? dato dal fatto che le dimensioni di detta antenna di tipo noto non permettono alla antenna stessa di essere posizionata su una porzione di estremit? di un elemento di fissaggio, come ad esempio la testa di una vite o la testa di una vite prigioniera.
Un secondo svantaggio ? dato dal fatto che ? necessario raggiungere un compromesso tra il guadagno di detta antenna, la banda di frequenza in cui detta antenna ? utilizzata e le dimensioni di detta antenna per massimizzare la quantit? di energia da captare.
Tuttavia, un compromesso tra guadagno, banda di frequenza e dimensioni rende pi? difficile posizionare l?antenna su una porzione di estremit? di un elemento di fissaggio, se non addirittura impossibile, in quanto le dimensioni dell?antenna non sarebbero l?unica caratteristica tecnica da considerare.
Un ulteriore svantaggio ? dato dal fatto che detta antenna di tipo noto ? dotata di un piano di massa per ottimizzare il guadagno e la banda di frequenza e la presenza di detto piano di massa causa un incremento delle dimensioni dell?antenna, cos? che l?antenna sia difficilmente posizionabile su una porzione di estremit? di un elemento di fissaggio.
Scopo dell?invenzione
Scopo della presente invenzione ? superare detti svantaggi, fornendo una antenna a polarizzazione circolare per applicazioni energy harvesting a radio frequenza che abbia ridotte dimensioni (dell?ordine di millimetri), sia conformata per essere applicata su una porzione di estremit? di un elemento di fissaggio, in particolare un elemento di fissaggio filettato (come ad esempio la testa di una vite o la testa di una vite prigioniera), e permetta di massimizzare il guadagno e l?efficienza dell?antenna, nonch? captare una maggiore quantit? di onde elettromagnetiche in una banda di frequenza tra 0,8GHz e 5,8GHz, in particolare maggiore o uguale a 2,4GHz e minore o uguale a 2,5GHz, rispetto ad una antenna di tipo noto.
Oggetto dell?invenzione
Forma oggetto dell?invenzione una antenna a polarizzazione circolare da installare su una porzione di estremit? di un elemento di fissaggio, in particolare un elemento di fissaggio filettato, in cui detta antenna a polarizzazione circolare ? configurata per captare un?onda elettromagnetica con una frequenza tra 0,8GHz e 5,8GHz, in particolare maggiore o uguale a 2,4GHz e minore o uguale a 2,5GHz, ed entrare in risonanza con la frequenza di detta onda elettromagnetica e comprende:
- un substrato comprendente una prima faccia ed una seconda faccia, opposta a detta prima faccia,
- un primo strato di materiale metallico disposto su detta prima faccia.
In particolare, detto substrato ? realizzato con un materiale ceramico avente una costante dielettrica isotropica maggiore o uguale a 11 e minore o uguale a 14, e presenta una cavit? disposta centralmente rispetto a detta seconda faccia.
Preferite forme di realizzazione dell?antenna a polarizzazione circolare sono descritte nelle rivendicazioni dipendenti.
La presente invenzione riguarda anche un sistema per immagazzinare energia elettrica comprendente detta antenna a polarizzazione circolare.
Elenco figure
La presente invenzione verr? ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo una sua forma di realizzazione, con particolare riferimento alle figure a allegate, in cui:
la figura 1 ? una vista prospettica che mostra una vite sulla cui testa ? applicata una antenna a polarizzazione circolare, secondo l?invenzione;
la figura 2 ? una vista dall?alto della vite di figura 1;
la figura 3 ? una vista prospettica dell?antenna a polarizzazione circolare, oggetto dell?invenzione;
la figura 4 ? una vista dal basso della antenna a polarizzazione circolare di figura 3;
la figura 5 ? una vista dall?alto della antenna a polarizzazione circolare di figura 3;
la figura 6A ? una vista in sezione trasversale dell?antenna a polarizzazione circolare di figura 5 lungo la linea A-A?;
la figura 6B ? una vista prospettica in sezione dell?antenna a polarizzazione circolare di figura 5 lungo la linea A-A?;
la figura 7 ? una vista schematica di un sistema per immagazzinare energia elettrica comprendente l?antenna di figura 3, un adattatore di impedenza, un raddrizzatore e mezzi di immagazzinamento di energia; la figura 8 ? una sezione longitudinale di una prima forma di realizzazione di un sistema per immagazzinare energia elettrica comprendente l?antenna di figura 3 ed una vite, in cui l?antenna comprende al suo interno un adattatore di impedenza, un raddrizzatore e mezzi di immagazzinamento di energia; la figura 9 ? una sezione longitudinale di una seconda forma di realizzazione di un sistema per immagazzinare energia elettrica comprendente l?antenna di figura 3 ed una vite, in cui l?antenna comprende al suo interno un adattatore di impedenza ed un raddrizzatore, e la testa della vite comprende al suo interno mezzi di immagazzinamento di energia;
la figura 10 ? una sezione longitudinale di una terza forma di realizzazione di un sistema per immagazzinare energia elettrica comprendente l?antenna di figura 3 ed una vite, in cui l?antenna comprende al suo interno mezzi di immagazzinamento di energia e la testa della vite comprende al suo interno un adattatore di impedenza ed un raddrizzatore;
la figura 11 ? una sezione longitudinale di una quarta forma di realizzazione di un sistema per immagazzinare energia elettrica comprendente l?antenna di figura 3 ed una vite, in cui la testa della vite comprende al suo interno un adattatore di impedenza, un raddrizzatore e mezzi di immagazzinamento di energia.
Descrizione dettagliata dell?invenzione
Con riferimento alle figure da 1 a 6B, si descrive una antenna 1 a polarizzazione circolare, secondo l?invenzione, atta ad essere installata su un elemento di fissaggio, in particolare un elemento di fissaggio filettato.
Con elemento di fissaggio filettato si intende un elemento di fissaggio avente una porzione filettata. In particolare l?antenna 1 ? configurata per captare un?onda elettromagnetica con una frequenza tra 0,8GHz e 5,8GHz.
Pi? in particolare, nella forma di realizzazione che si descrive, l?antenna 1 ? configurata per captare un?onda elettromagnetica con una frequenza maggiore o uguale a 2,4GHz e minore o uguale a 2,5GHz.
Le figure 1 e 2 mostrano l?antenna 1 oggetto dell?invenzione applicata su una porzione di estremit? di un elemento di fissaggio filettato.
Nell?esempio che si descrive, detto elemento di fissaggio filettato ? una vite indicata con il riferimento 100 e detta porzione di estremit? ? la testa 101 di detta vite.
Sebbene non mostrato nelle figure, l?antenna 1 pu? essere installata su una porzione di estremit? di un qualsiasi ulteriore elemento di fissaggio, differente da una vite, come ad esempio una vite prigioniera.
Inoltre, sebbene non mostrato nelle figure, l?antenna 1 pu? essere installata su una porzione di estremit? opposta alla testa di un elemento di fissaggio.
In generale, l'elemento di fissaggio ? realizzato con un materiale metallico e di conseguenza l'antenna 1 ? posizionata su una superficie metallica.
Di seguito, la descrizione sar? riferita alla vite 100 che comprende la testa 101, nonch? un corpo 102.
La testa 101 della vite 100 comprende una prima superficie 111 ed una seconda superficie 112, opposta alla prima superficie 111, collegata al corpo 102.
Il corpo 102 comprende una porzione filettata 102A. Come mostrato nelle figure da 3 a 6B, l?antenna 1 comprende:
- un substrato 2 comprendente una prima faccia 21 ed una seconda faccia 22, opposta alla prima faccia 21, ed - un primo strato o strato superiore 3 realizzato con un materiale metallico, disposto su detta prima faccia 21.
In particolare, quando l?antenna 1 ? installata sulla testa 101 della vite 100, la seconda faccia 22 del substrato 2 dell?antenna 1 ? disposta sulla prima superficie 111 della testa 101 di detta vite 100.
Con particolare riferimento al substrato 2, detto substrato 2 ? realizzato con un materiale ceramico.
In particolare, detto materiale ceramico ha una costante dielettrica isotropica maggiore o uguale a 11 e minore o uguale a 14.
Nella forma di realizzazione che si descrive, la costante dielettrica isotropica di detto materiale ceramico ? uguale a 12,2.
In particolare, nella forma di realizzazione che si descrive, il materiale ceramico ? Rogers TMM? 13i.
Il substrato 2 ha una altezza compresa tra 5mm e 20mm.
Nella forma di realizzazione che si descrive, il substrato 2 ha una altezza uguale a 10mm.
Inoltre, detto substrato 2 ha una forma cilindrica. Il diametro del substrato 2 ? compreso tra 16mm e 32mm.
Nella forma di realizzazione che si descrive, il substrato 2 ha un diametro uguale a 20mm.
Inoltre, detto substrato 2 presenta una cavit? 20. Con il termine cavit? pu? essere inteso anche un foro cieco.
Detta cavit? 20 ? conformata e dimensionata per massimizzare il guadagno e l?efficienza dell?antenna 1.
In particolare, detta cavit? 20 ha una altezza compresa tra 3 mm e 14mm.
Nella forma di realizzazione che si descrive, l?altezza di detta cavit? 20 ? uguale a 7mm.
Il diametro di detta cavit? 20 ? compreso tra 6mm e 14mm.
Nella forma di realizzazione che si descrive, la cavit? 20 ha una forma cilindrica ed il diametro della cavit? 20 ? uguale a 8mm.
Sebbene non mostrato nelle figure, detta cavit? 20 pu? avere una forma tronco-conica, senza uscire dall?ambito dell?invenzione.
Anche quando la cavit? 20 ha una forma troncoconica, l?altezza pu? essere compresa tra 3 mm e 14mm ed il diametro pu? essere compreso tra 6mm e 14mm.
A prescindere dalla forma e dalle dimensioni della cavit? 20, tale cavit? 20 ? disposta centralmente rispetto alla seconda faccia 22 del substrato 2.
Il fatto che il substrato 2 sia realizzato con un materiale ceramico avente una costante dielettrica isotropica elevata offre la possibilit? di ridurre le dimensioni dell?antenna 1.
Anche la presenza della cavit? 20 nel substrato 2 permette di ridurre le dimensioni dell?antenna 1.
Tuttavia, il contributo offerto dalla cavit? 20 per la riduzione delle dimensioni dell?antenna ? meno significativo del contributo offerto dal materiale ceramico.
La presenza della cavit? 20 nel substrato 2 permette di massimizzare il guadagno e l?efficienza dell?antenna 1.
Anche il materiale ceramico del substrato 2 permette di massimizzare il guadagno e l?efficienza dell?antenna. Tuttavia, il contributo offerto dal materiale ceramico per massimizzare il guadagno e l?efficienza dell?antenna ? meno significativo del contributo offerto dalla presenza della cavit? 20.
Inoltre, il fatto che l?antenna 1 abbia un substrato 2 realizzato con un materiale ceramico e una cavit? 20 disposta centralmente rispetto alla seconda faccia 22 del substrato 2 (in cui detta antenna ha preferibilmente una certa forma e certe dimensioni) permette all?antenna 1 di captare una maggiore quantit? di onde elettromagnetiche rispetto ad una antenna di tipo noto, considerando che l?antenna 1 ? posizionata sulla testa 101 della vite 100.
Con particolare riferimento al primo strato 3 di materiale metallico, detto materiale metallico ? scelto tra i seguenti metalli: rame, rame ricotto, ottone, argento, oro.
Nella forma di realizzazione che si descrive, il materiale metallico scelto per il primo strato 3 ? il rame.
Inoltre, detto primo strato 3 ha una forma a doppia spirale.
Sebbene non mostrato nelle figure, un secondo strato o strato inferiore realizzato con un materiale metallico pu? essere disposto sulla seconda faccia 22 del substrato 2.
In termini di forma e dimensioni, detto secondo strato ? differente dal primo strato metallico 3.
Infatti, detto secondo strato ha forma e dimensioni tali da contattare l?intera seconda faccia 22 del substrato 2.
In termini di materiale, il materiale metallico scelto per detto secondo strato pu? essere uguale o differente dal materiale metallico del primo strato 3.
Di conseguenza, il materiale metallico per detto secondo strato pu? essere rame o un ulteriore materiale metallico diverso dal rame.
Analogamente al primo strato 3, il materiale metallico per il secondo strato pu? essere scelto tra i seguenti metalli: rame, rame ricotto, ottone, argento, oro.
In particolare, come mostrato in figura 7, detta antenna 1 pu? far parte di un sistema di immagazzinamento di energia elettrica per immagazzinare energia elettrica comprendente un adattatore di impedenza 5 un raddrizzatore 6, e mezzi di immagazzinamento di energia 7 (come ad esempio almeno una batteria e/o almeno un supercondensatore).
Pertanto, la presente invenzione si riferisce anche ad un sistema di immagazzinamento di energia elettrica per immagazzinare energia elettrica comprendente l?antenna 1, l?adattatore di impedenza 5, collegato al primo strato 3 dell?antenna 1, il raddrizzatore 6, collegato a detto adattatore di impedenza 5, e detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 per immagazzinare energia elettrica, collegati a detto raddrizzatore 6.
In particolare, l?adattatore di impedenza 5 ? configurato per adattare l?impedenza di detta antenna 1 a detto raddrizzatore 6, e il raddrizzatore 6 ? configurato per trasformare una corrente elettrica alternata, generata quando l?antenna 1 entra in risonanza con una frequenza di detta onda elettromagnetica, in una corrente elettrica continua.
In una prima variante dell?antenna 1, detta antenna 1 comprende detto adattatore di impedenza 5 e detto raddrizzatore 6 che sono disposti all?interno della cavit? 20 del substrato 2, mentre detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 possono essere disposti altrove.
In una seconda variante dell?antenna 1, detta antenna 1 comprende detto adattatore di impedenza 5, detto raddrizzatore 6 e detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 che sono disposti all?interno della cavit? 20 del substrato 2.
In entrambe le varianti sopra menzionate, l?antenna stessa ? un sistema di immagazzinamento di energia elettrica per immagazzinare energia elettrica.
Le figure da 8 a 11 mostrano una rispettiva forma di realizzazione di un sistema per immagazzinare energia elettrica comprendente l?antenna 1 e la vite 100, la cui testa 101 ha una ulteriore cavit? 110 (diversa dalla cavit? 20 del substrato 2).
I tre componenti sopra menzionati, i.e. detto adattatore di impedenza 5, detto raddrizzatore 6, e detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 possono essere disposti all?interno dell?antenna 1 o all?interno della testa della vite o due all?interno dell?antenna ed uno nella testa della vite o due all?interno della testa della vite ed uno all?interno dell?antenna.
La figura 8 mostra una prima forma di realizzazione di un sistema per immagazzinare energia elettrica.
In detta prima forma di realizzazione, detto adattatore di impedenza 5, detto raddrizzatore 6 e detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 sono disposti all?interno della cavit? 20 del substrato 2.
In particolare, l?antenna 1 pu? essere dotata di un circuito stampato (PCB), non mostrato, avente una prima superficie ed una seconda superficie, opposta alla prima superficie.
L?adattatore di impedenza 5, il raddrizzatore 6 e i mezzi di immagazzinamento di energia 7 possono essere posizionati sulla prima superficie di detto circuito stampato.
La figura 9 mostra una seconda forma di realizzazione di un sistema per immagazzinare energia elettrica.
In detta seconda forma di realizzazione, differentemente dalla prima forma di realizzazione, detto adattatore di impedenza 5 e detto raddrizzatore 6 sono disposti all?interno della cavit? 20 del substrato 2 e detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 sono disposti all?interno dell?ulteriore cavit? 110 della testa 101 della vite 100.
Inoltre, differentemente dalla prima forma di realizzazione, quando l?antenna 1 ? dotata del circuito stampato, soltanto l?adattatore di impedenza 5 ed il raddrizzatore 6 possono essere posizionati sulla prima superficie di detto circuito stampato.
Con particolare riferimento a detti mezzi di immagazzinamento di energia 7, in una prima alternativa, detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 possono essere posizionati sulla seconda superficie di detto circuito stampato.
In una seconda alternativa, detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 possono essere posizionati su un ulteriore circuito stampato, diverso da detto circuito stampato e disposto all?interno di detta ulteriore cavit? 110.
In questa seconda alternativa, detto ulteriore circuito stampato ? incluso nel sistema per immagazzinare energia.
In particolare, detto ulteriore circuito stampato ha una prima superficie ed una seconda superficie, opposta alla prima superficie, e detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 possono essere posizionati sulla prima superficie di detto ulteriore circuito stampato.
La figura 10 mostra una terza forma di realizzazione di un sistema per immagazzinare energia elettrica.
In detta terza forma di realizzazione, differentemente dalla seconda forma di realizzazione sopra descritta, detto adattatore di impedenza 5 e detto raddrizzatore 6 sono disposti all?interno della ulteriore cavit? 110 della testa 101 della vite 100 e detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 sono disposti all?interno della cavit? 20 del substrato dell?antenna 1.
Quindi, quando l?antenna ? dotata del circuito stampato, soltanto detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 possono essere posizionati sulla prima superficie di detto circuito stampato.
Con particolare riferimento all?adattatore di impedenza 5 e al raddrizzatore 6, in una prima alternativa, detto adattatore di impedenza 5 e detto raddrizzatore 6 possono essere posizionati sulla seconda superficie di detto circuito stampato.
In una seconda alternativa, detto adattatore di impedenza 5 e detto raddrizzatore 6 possono essere posizionati sulla prima superficie di detto ulteriore circuito stampato (che ? incluso nel sistema per immagazzinare energia).
La figura 11 mostra una quarta forma di realizzazione di un sistema per immagazzinare energia elettrica.
In detta quarta forma di realizzazione, detto adattatore di impedenza 5, detto raddrizzatore 6 e detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 sono disposti all?interno dell?ulteriore cavit? 110 della testa 101 della vite 100.
In detta quarta forma di realizzazione, differentemente dalla terza forma di realizzazione, l?adattatore di impedenza 5, il raddrizzatore 6 e i mezzi di immagazzinamento di energia 7 possono essere posizionati sulla prima superficie di un ulteriore circuito stampato (che ? incluso nel sistema per immagazzinare energia).
Con riferimento alle quattro forme di realizzazione sopra descritte, quando l?antenna ? dotata del circuito stampato, detto circuito stampato pu? avere forma e dimensioni tali che la sua seconda superficie contatti almeno una porzione della testa 101 della vite 100.
In una prima alternativa, detto circuito stampato pu? avere forma e dimensioni tali che la seconda faccia 22 del substrato 2 contatti parzialmente o totalmente la prima superficie di detto circuito stampato.
In una seconda alternativa, il circuito stampato pu? avere forma e dimensioni tali che la seconda faccia 22 del substrato 2 non contatti la prima superficie di detto circuito stampato. In altre parole, il circuito stampato pu? avere forma e dimensioni tali da essere interno ad un?area definita dalla proiezione della cavit? 20 sulla testa 101 della vite 100.
Inoltre, sebbene non mostrato nelle figure, detto sistema per immagazzinare energia pu? comprendere uno o pi? sensori, ciascuno dei quali ? collegato a detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 per essere alimentato da detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 quando in uso.
Detto uno o pi? sensori pu?/possono essere disposto/i sulla testa 101 della vite 100 o all?interno della vite 100 o in un elemento di supporto disposto tra l?antenna 1 e la testa 101 della vite 100.
In particolare, detti uno o pi? sensori possono essere scelti tra i seguenti sensori:
- un sensore di temperatura per rilevare una temperatura di detta vite 100,
- un sensore ultrasonico per rilevare una lunghezza di detta vite 100,
- un sensore estensimetrico per rilevare un allungamento di detta vite 100,
- un sensore di torsione per rilevare un grado di torsione di detta vite 100,
- un sensore di posizione angolare per rilevare una posizione di detta vite 100,
- un sensore di rotazione per rilevare un angolo che corrisponde all?angolo di rotazione di detta vite 100, - un sensore accelerometro per rilevare una accelerazione di detta vite 100,
- un sensore di vibrazione per rilevare una vibrazione di detta vite 100.
Ad esempio, in una prima variante, detto sistema per immagazzinare energia pu? comprendere un sensore di temperatura per misurare la temperatura della vite 100 ed un sensore ultrasonico per misurare la lunghezza della vite 100.
In particolare, detto sensore di temperatura e detto sensore ultrasonico sono collegati a detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 per essere alimentati da detti mezzi di immagazzinamento di energia 7 quando in uso.
Detto sensore di temperatura e detto sensore ultrasonico possono essere disposti sulla testa 101 della vite 100 o all?interno di detta vite 100 o in un elemento di supporto disposto tra detta antenna 1 e la testa 101 della vite 100.
In una seconda variante, detto sistema per immagazzinare energia pu? comprendere un sensore di temperatura per misurare la temperatura della vite 100 ed un sensore estensimetrico per misurare l?allungamento della vite 100.
Detto sensore di temperatura e detto sensore estensimetrico possono essere disposti sulla testa 101 della vite 100 o all?interno della vite 100 o in un elemento di supporto disposto tra detta antenna 1 e la testa 101 della vite 100.
A prescindere dalla variante, il sensore ultrasonico e il sensore estensimetrico sono due esempi di sensori che permettono una misura indiretta del carico esercitato dalla vite sulla struttura in cui la vite ? utilizzata.
In una terza variante, il sistema per immagazzinare energia pu? comprendere il sensore di temperatura, il sensore ultrasonico ed il sensore estensimetrico, senza uscire dall?ambito dell?invenzione.
Inoltre, sono possibili ulteriori varianti in cui il sistema per immagazzinare energia pu? comprendere in alternativa o in combinazione ai sensori delle varianti sopra descritte uno o pi? ulteriori sensori tra i sensori rimanenti sopra menzionati (i.e. un sensore di torsione, un sensore di posizione angolare, un sensore di rotazione, un sensore accelerometro, un sensore di vibrazione).
Vantaggi
Un vantaggio dell?antenna oggetto dell?invenzione ? dato dal fatto che detta antenna ? concepita per essere installata sulla porzione di estremit? di un elemento di fissaggio, in particolare un elemento di fissaggio filettato, ed entrare in risonanza con una frequenza di una onda elettromagnetica tra 0,8GHz e 5,8GHz, in particolare maggiore o uguale a 2,4GHz e minore o uguale a 2,5GHz.
Inoltre, mediante l?antenna oggetto dell?invenzione, ? possibile ottenere un guadagno ed una efficienza maggiori rispetto ad antenne di tipo noto, nonch? captare una maggiore quantit? di onde elettromagnetiche.
La possibilit? di captare una maggiore quantit? di onde elettromagnetiche rispetto ad una antenna di tipo noto permette di generare una maggiore quantit? di energia elettrica rispetto alla quantit? di energia elettrica generata da una antenna di tipo noto.
Di conseguenza, ? possibile immagazzinare una maggiore quantit? di energia elettrica da utilizzare per alimentare uno o pi? dispositivi elettrici e/o uno o pi? dispositivi elettronici.
La presente invenzione ? stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo una sua forma preferita di realizzazione, ma ? da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti del ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.
Claims (15)
1. Antenna (1) a polarizzazione circolare da installare su una porzione di estremit? (101) di un elemento di fissaggio (100), in particolare un elemento di fissaggio filettato, detta antenna (1) a polarizzazione circolare essendo configurata per captare un?onda elettromagnetica con una frequenza tra 0,8GHz e 5,8GHz, in particolare maggiore o uguale a 2,4GHz e minore o uguale a 2,5GHz, ed entrare in risonanza con la frequenza di detta onda elettromagnetica e comprendendo:
- un substrato (2) comprendente una prima faccia (21) ed una seconda faccia (22), opposta a detta prima faccia (21),
- un primo strato (3) di materiale metallico disposto su detta prima faccia (21),
in cui
detto substrato (2) ? realizzato con un materiale ceramico avente una costante dielettrica isotropica maggiore o uguale a 11 e minore o uguale a 14, e presenta una cavit? (20) disposta centralmente rispetto a detta seconda faccia (22).
2. Antenna (1) a polarizzazione circolare secondo la rivendicazione precedente, in cui detto substrato (2) ha una altezza compresa tra 5mm e 20mm, preferibilmente 10mm, una forma cilindrica ed un diametro compreso tra 16mm e 32mm, preferibilmente uguale a 20mm.
3. Antenna (1) a polarizzazione circolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta cavit? (20) ha una altezza compresa tra 3mm e 14mm, preferibilmente 7mm, una forma cilindrica o tronco-conica ed un diametro compreso tra 6mm e 14mm, preferibilmente 8mm.
4. Antenna (1) a polarizzazione circolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta costante dielettrica isotropica ? uguale a 12,2.
5. Antenna (1) a polarizzazione circolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto materiale ceramico ? Rogers TMM? 13i.
6. Antenna (1) a polarizzazione circolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo strato (3) ha una forma a doppia spirale.
7. Antenna (1) a polarizzazione circolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto materiale metallico di detto primo strato (3) ? scelto tra i seguenti metalli: rame, rame ricotto, ottone, argento, oro.
8. Antenna (1) a polarizzazione circolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta antenna (1) a polarizzazione circolare comprende un secondo strato di materiale metallico, disposto su detta seconda faccia (22).
9. Sistema per immagazzinare energia elettrica comprendente:
- una antenna (1) a polarizzazione circolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti,
- un adattatore di impedenza (5), collegato a detto primo strato (3) di detta antenna (1) a polarizzazione circolare,
- un raddrizzatore (6), collegato a detto adattatore di impedenza (5),
- mezzi di immagazzinamento di energia (7) per immagazzinare energia elettrica, collegati a detto raddrizzatore (6),
in cui
detto adattatore di impedenza (5) ? configurato per adattare l?impedenza di detta antenna (1) a polarizzazione circolare a detto raddrizzatore (6), e detto raddrizzatore (6) ? configurato per trasformare una corrente elettrica alternata, generata quando detta antenna (1) a polarizzazione circolare entra in risonanza con una frequenza di detta onda elettromagnetica, in una corrente elettrica continua.
10. Sistema per immagazzinare energia elettrica secondo la rivendicazione 9, in cui detto adattatore di impedenza (5) e detto raddrizzatore (6) sono disposti all?interno di detta cavit? (20).
11. Sistema per immagazzinare energia elettrica secondo la rivendicazione 9, in cui in cui detto adattatore di impedenza (5), detto raddrizzatore (6) e detti mezzi di immagazzinamento di energia (7) sono disposti all?interno di detta cavit? (20).
12. Sistema per immagazzinare energia elettrica secondo la rivendicazione 9, in cui detto sistema comprende:
- un elemento di fissaggio (100) avente una porzione di estremit? (101), in cui detta porzione di estremit? (101) di detto elemento di fissaggio (100) presenta una ulteriore cavit? (110),
in cui
detto adattatore di impedenza (5) e detto raddrizzatore (6) sono disposti all?interno di detta cavit? (20) di detta antenna (1) a polarizzazione circolare, e
detti mezzi di immagazzinamento di energia (7) sono disposti all?interno di detta ulteriore cavit? (110) di detto elemento di fissaggio (100).
13. Sistema per immagazzinare energia elettrica secondo la rivendicazione 9, in cui detto sistema comprende:
- un elemento di fissaggio (100) avente una porzione di estremit? (101), in cui detta porzione di estremit? (101) di detto elemento di fissaggio (100) presenta una ulteriore cavit? (110),
in cui
detto adattatore di impedenza (5) e detto raddrizzatore (6) sono disposti all?interno di detta ulteriore cavit? (110) di detto elemento di fissaggio (100), e
detti mezzi di immagazzinamento di energia (7) sono disposti all?interno di detta cavit? (20) di detta antenna (1) a polarizzazione circolare.
14. Sistema per immagazzinare energia elettrica secondo la rivendicazione 9, in cui detto sistema comprende:
- un elemento di fissaggio (100) avente una porzione di estremit? (101), in cui detta porzione di estremit? (101) di detto elemento di fissaggio (100) presenta una ulteriore cavit? (110),
in cui
detto adattatore di impedenza (5), detto raddrizzatore (6) e detti mezzi di immagazzinamento di energia (7) sono disposti all?interno di detta ulteriore cavit? (110).
15. Sistema per immagazzinare energia elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 12-14, in cui detto sistema comprende almeno un sensore tra i seguenti sensori:
- un sensore di temperatura per rilevare una temperatura di detto elemento di fissaggio (100),
- un sensore ultrasonico per rilevare una lunghezza di detto elemento di fissaggio (100),
- un sensore estensimetrico per rilevare un allungamento di detto elemento di fissaggio (100), - un sensore di torsione per rilevare un grado di torsione di detto elemento di fissaggio (100),
- un sensore di posizione angolare per rilevare una posizione di detto elemento di fissaggio (100),
- un sensore di rotazione per rilevare un angolo che corrisponde all?angolo di rotazione di detto elemento di fissaggio (100),
- un sensore accelerometro per rilevare una accelerazione di detto elemento di fissaggio (100), - un sensore di vibrazione per rilevare una vibrazione di detto elemento di fissaggio (100),
in cui
detto almeno un sensore ? collegato a detti mezzi di immagazzinamento di energia (7),
in cui
detto almeno un sensore ? disposto su detta porzione di estremit? (101) di detto elemento di fissaggio (100) o all?interno di detto elemento di fissaggio (100) o in un elemento di supporto disposto tra detta antenna (1) a polarizzazione circolare e detta porzione di estremit? (101) di detto elemento di fissaggio (100).
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10056473C1 (de) * | 2000-11-15 | 2002-01-17 | Infineon Technologies Ag | Transponder |
| JP2005084954A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Hitachi Ltd | 電子タグを装着した組合せ装置および電子タグ |
| WO2015019106A2 (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-12 | Drayson Wireless Limited | Rf energy harvester |
| WO2019004824A1 (en) * | 2017-06-28 | 2019-01-03 | Nowi Energy B.V. | ENERGY COLLECTION DEVICE FOR CONVERTING DIRECT CURRENT RADIO FREQUENCY ENERGY, AND CORRESPONDING METHOD AND SENSOR COMPRISING THE POWER COLLECTION DEVICE |
| CN208889853U (zh) * | 2018-11-21 | 2019-05-21 | 常熟正昊电子科技有限公司 | 一种小型化陶瓷基宽频平面螺旋天线 |
| US20190207317A1 (en) * | 2018-01-04 | 2019-07-04 | The Board Of Trustees Of The University Of Alabama | Cavity-backed spiral antenna with perturbation elements |
-
2021
- 2021-11-11 IT IT102021000028709A patent/IT202100028709A1/it unknown
-
2022
- 2022-11-11 WO PCT/IT2022/050291 patent/WO2023084552A1/en unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10056473C1 (de) * | 2000-11-15 | 2002-01-17 | Infineon Technologies Ag | Transponder |
| JP2005084954A (ja) * | 2003-09-09 | 2005-03-31 | Hitachi Ltd | 電子タグを装着した組合せ装置および電子タグ |
| WO2015019106A2 (en) * | 2013-08-09 | 2015-02-12 | Drayson Wireless Limited | Rf energy harvester |
| WO2019004824A1 (en) * | 2017-06-28 | 2019-01-03 | Nowi Energy B.V. | ENERGY COLLECTION DEVICE FOR CONVERTING DIRECT CURRENT RADIO FREQUENCY ENERGY, AND CORRESPONDING METHOD AND SENSOR COMPRISING THE POWER COLLECTION DEVICE |
| US20190207317A1 (en) * | 2018-01-04 | 2019-07-04 | The Board Of Trustees Of The University Of Alabama | Cavity-backed spiral antenna with perturbation elements |
| CN208889853U (zh) * | 2018-11-21 | 2019-05-21 | 常熟正昊电子科技有限公司 | 一种小型化陶瓷基宽频平面螺旋天线 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| BIN WEN ET AL: "A low-profile two-arm Archimedean spiral antenna radiating a circularly polarized normal beam or conical beam", 2013 INTERNATIONAL WORKSHOP ON MICROWAVE AND MILLIMETER WAVE CIRCUITS AND SYSTEM TECHNOLOGY, IEEE, 24 October 2013 (2013-10-24), pages 62 - 65, XP032595122, DOI: 10.1109/MMWCST.2013.6814565 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023084552A1 (en) | 2023-05-19 |
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