Low Power Rectenna for Wireless Power Transmission at 900MHz

Abstract: In this paper, a rectenna for wireless power transmission at 900MHz is proposed. Rectenna is adevice transforming RF power into DC power and it may consist of a antenna, rectifying and charging circuits. In this paper, we designed a slot antenna to receive 900MHz signal, a rectifying circuit of about40% efficiency at 0dBm input, and a charging circuit to store a weak power signal and supply constant voltage to load. From the experiment using a RFID reader as a transmitter for 1W power, it was found thatthe proposed rectenna receiving about 0dBm power can supply 3.3V constant voltage to 50㏀ load during280sec. Key words: Wireless power transmission, Rectenna, Slot antenna, Rectifier, Super capacitor †교신저자(한국해양대학교 전자통신공학과, E-mail:dkpark@hhu.ac.kr, Tel: 051-410-4311)1 한국해양대학교 전자통신공학과 대학원2 한국해양대학교 전자통신공학과3 한국해양대학교 전파공학과 1. 서 론 전자기파를 이용하여 무선으로 전력을 공급하는 연구는 100여년 전 니콜라 테슬라(NiKola Tesla)에 의해 제안되었으나 지금까지 일부 제한된 용도로만 사용되어 왔다[1]. 그러나 2008년 미국 MIT에서 발행하는 테크놀로지 리뷰에서 10대 유망기술 중 하나로 무선전력전송이 포함 될 정도로 미래 사회에 파급효과가 매우 클 것으로 예상됨에 따라 최근에 많은 연구가 진행 중에 있다[2-6]. 일반적으로 무선전력 전송에 사용되는 신호의 주파수는 ISM 대역을 사용하고 있으며, 수신부 안테나로 입력되는 전력이 10dBm 이상일 때 RF 전력을 DC로 변환하는 전력변환 효율이 약 60%~80% 정도로 구현되고 있다[7,8]. 입력전력이 클 때 일반적으로 전력변환 효율이 좋게 나타나고 있다. 그러나 이를 위해 높은 전력을 무분별하게 방사할 경우 다른 기기의 장해 및 인체에도 해로운 영향을 끼칠 수 있어 국가별로 허용전력밀도에 대해 제한을 두고 있다[9].