Nesnelerin İnterneti (Iot) Uygulamaları İçin Polarizasyondan Bağımsız Metamalzeme Emici Tabanlı Enerji Hasatlama

Abstract

Bu çalışmada Nesnelerin İnterneti (IoT) için metamalzeme emici tabanlı enerji hasatlayıcı önerilmiştir. Önerilen metamalzeme yapının ön yüzeyi bakır rezonatör ile dielektrik malzemeden ve arka yüzey de tamamen bakırdan oluşmaktadır. Önerilen metamalzeme tabanlı emici 2.44 GHz ve 4.33 GHz mikrodalga frekanslarında çalışmaktadır. Bu çalışmada enine elektrik (TE), enine manyetik (TM) ve enine elektromanyetik (TEM) modları sayısal olarak incelenmiş ve emilim değerleri karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada Sonlu Entegrasyon Tekniği (FIT) tabanlı simülasyon programı kullanılmış ve FIT tabanlı simülasyon sonuçlarına göre 2.44 GHz'de emilim tepe noktası yaklaşık %91 ve 4.33 GHz frekansta ise emilim tepe noktası %97'dir. Sunulan yapının sinyal emici özelliği sayesinde hapsolan elektromanyetik enerji yerleştirilen dirençler üzerinden elektrik enerjisine dönüştürülmüştür. Bu çalışmanın amacı ISM çalışma frekanslarında metamalzeme emici tabanlı hasatlayıcı ile elektromanyetik dalgaların enerji emilimi ve dönüşümü daha küçük yapılarla sağlamaktır.

In this study, a metamaterial absorber based energy harvester is proposed for the Internet of Things (IoT). The front surface of the proposed metamaterial structure consists of copper resonator and dielectric material, and the back surface is completely copper. The proposed metamaterial-based absorber operates at microwave frequencies of 2.44 GHz and 4.33 GHz. In this study, transverse electric (TE), transverse magnetic (TM) and transverse electromagnetic (TEM) modes were numerically investigated and their absorption values were compared. In this study, Finite Integration Technique (FIT) based simulation program was used and according to the FIT based simulation results, the absorption peak is approximately 91% at 2.44 GHz and 97% at 4.33 GHz frequency. Thanks to the signal absorbing feature of the presented structure, the trapped electromagnetic energy converted into electrical energy through resistors placed. The aim of this study is to provide energy absorption and conversion of electromagnetic waves with a metamaterial absorber based harvester at ISM operating frequencies with smaller structures.