RF Energy Harvesting by Combining Power with 180º Hybrid Couplers and Multiple Antennas

Authors

  • Jonathan Martínez Moreno
  • Agustín Santiago Medina Vázquez Universidad de Guadalajara
  • Carlos Alberto Bonilla Barragán
  • José Martín Villegas González
  • Juan Carlos Aldaz Rosas

Keywords:

180º hybrid coupler, multiple antennas, RF combining power, RF energy harvesting

Abstract

This paper introduces the implementation and experimental results obtained with a radio frequency energy harvester system. A radio frequency combining power circuit based on the characteristic of the 180º hybrid coupler to combine energy is proposed here to be used in radio frequency energy harvesting schemes. Through experimental validations, this proposal demonstrates to offer important advantages compared with other radio frequency energy harvesters found in the literature, including a harvesting voltage enhanced, ease implementation, since is not require any modification in the hybrid coupler,
and multi-band function using wideband antennas. The system is designed to harvest energy in the GSM, UMTS, and Wi-Fi frequency bands. The validation of the proposed system using four receiving antennas showed a direct current harvested voltage of 301 mV at 2.5 GHz for an input power of -7 dBm. In addition,
the terms of accumulated voltage gain and cumulative efficiency are introduced to evaluate the performance of the proposed combining circuit in radio frequency harvesting schemes.

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Author Biographies

Jonathan Martínez Moreno

Jonathan Mart´ınez Moreno naci´o en la ciudad de
Guadalajara, M´exico en 1991. Curs´o sus estudios
universitarios en la Universidad de Guadalajara obteniendo
el t´ıtulo de ingeniero en Comunicaciones
y Electr´onica en 2016. Actualmente busca obtener
el grado de Maestro en Ciencias en Ingenier´ıa
Electr´onica por la Universidad de Guadalajara. Sus
´areas de inter´es incluyen los circuitos de cosecha de
energ´ıa de RF, circuitos de microondas, y el dise˜no
de antenas.

Agustín Santiago Medina Vázquez, Universidad de Guadalajara

Agust´ın Santiago Medina V´azquez es Doctor en Ciencias en Ingenier´ıa Electrica con especialidad en Dise˜no Electr´onico, obtuvo el grado en el Centro de Estudios Avanzados e Investigaci´on (CINVESTAV) del IPN, M´exico. Actualmente, es profesor investigador en la Universidad de Guadalajara, Jalisco, M´exico. Sus ´areas de inter´es son el dise˜no de electr´onica anal´ogica, el estudio y la aplicaci´on de dispositivos semiconductores y la exploraci´on de nuevas alternativas para el desarrollo de dispositivos de muy bajo voltaje de operaci´on.

Carlos Alberto Bonilla Barragán

Carlos Alberto Bonilla Barrag´an obtuvo en 2013 el grado de Doctor en Ciencias con especialidad en Ingenier´ıa Electr´onica de Alta Frecuencia por la Universidad Aut´onoma de Baja California (UABC) en M´exicali. Desde 1994 es profesor en la Universidad de Guadalajara. Sus ´areas de inter´es son el dise˜no de circuitos de microondas, el dise˜no de antenas, reflexometros hexaportales, y los circuitos de cosecha de energ´ıa de RF.

José Martín Villegas González

Jos´e Mart´ın Villegas Gonz´alez recibi´o el grado de Doctor en Ciencias en Ingenier´ıa El´ectrica por la Universidad de Baja California (UABC), M´exico. Ha estado en el Departamento de Ingenier´ıa Electr´onica y Computaci´on en la Universidad de Guadalajara, M´exico, desde 1994, donde es actualmente Profesor titular. Sus ´areas de inter´es incluyen la docencia en Ingenier´ıa y el procesamiento estad´ıstico de se˜nales con aplicaciones en la caracterizaci´on de circuitos pasivos de microcinta.

Juan Carlos Aldaz Rosas

Juan Carlos Aldaz Rosas recibi´o el grado Maestro en Ciencias en Ingenier´ıa Electr´onica con especializaci´on en Alta Frecuencia por la Universidad de Guadalajara, Jalisco, M´exico, en 2007. Desde 1980 a 2012, trabaj´o como ingeniero en telecomunicaciones para Telecomunicaciones de M´exico, de la Secretar´ıa de Comunicaciones y Transportes (SCT). Desde 2000 a 2007, fue profesor en el Instituto T´ecnologico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Guadalajara, M´exico. Desde 2004 a 2012 fue gerente regional de Telecomunicaciones en la
region ocidental. Actualmente, es profesor en el departamento de Electr´onica, de la Universidad de Guadalajara, Guadalajara, Jalisco, M´exico.

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Published

2020-04-12

How to Cite

Martínez Moreno, J., Medina Vázquez, A. S., Bonilla Barragán, C. A., Villegas González, J. M., & Aldaz Rosas, J. C. (2020). RF Energy Harvesting by Combining Power with 180º Hybrid Couplers and Multiple Antennas. IEEE Latin America Transactions, 18(3), 604–612. Retrieved from https://latamt.ieeer9.org/index.php/transactions/article/view/842

Issue

Vol. 18 No. 3 (2020): Ordinary Issue

Section

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