Système de radiocommunication télé-alimenté par voie radiofréquence à 2.45 GHz

Design of radiofrequency energy harvesters in CMOS technology for low-power applications

• Auteur / Autrice : Dean Karolak
• Direction : Yann Deval, Thierry Taris
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 27/11/2015
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de l'intégration du matériau au système (Talence, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Renaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniela Dragomirescu, André Augusto Mariano, François Rivet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvain Bourdel, Daniela Dragomirescu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Redresseurs intégrés

Transfert d'énergie sans fil

Antennes (électronique)

Conversion énergétique

Réseaux de capteurs (technologie)

Mots clés libres

Récepteur télé-alimenté

Récupération d’énergie

Redresseur

Transmission d’énergie sans fil

Réseau de capteurs sans fil

Antenne

Télé-alimentation

Wireless Powered Receiver

RF Harvester

Rectifier

Wireless Power Transmission

Wireless Sensor Network

Antenna

Far-field propagation

Résumé

Récepteurs récupérateurs d’énergie sans fil (WPR) détiennent un avenir prometteur pour la génération d'énergie électrique continue afin d’alimenter complètement ou partiellement les circuits compris dans les systèmes de communication sans fil. Applications importantes telles que l'identification par radiofréquence (RFID) et les réseaux de capteurs sans fils (WSN) fonctionnant aux bandes de fréquences UHF et SHF sont apparues, nécessitant un important effort sur la conception de WPRs d’haute efficacité pour étendre la distance de fonctionnement ou de la durée de vie de ces applications portables. Dans ce contexte, les redresseurs intégrés et les antennes sont d'un intérêt particulier, car ils sont responsables pour la tâche de conversion d'énergie. Ce travail de thèse vise à faire progresser l'étatde l'art à travers de la conception et réalisation de WPRs d’haute efficacité, dès l'antenne jusqu’au stockage de la puissance DC convertie, en explorant les défis d’interconnexion avec leur pleine intégration sur PCBs.

Wireless Powered Receivers (WPR) hold a promising future for generating a small amount ofelectrical DC energy to drive full or partial circuits in wirelessly communicating electronic devices.Important applications such as RFIDs and WSNs operating at UHF and SHF bands have emerged,requiring a significant effort on the design of high efficient WPRs to extend the operating range or thelifetime of these portable applications. In this context, integrated rectifiers and antennas are of aparticular interest, since they are responsible for the energy conversion task. This thesis work aims tofurther the state-of-the-art throughout the design and realization of high efficient WPRs from the antennaup to the storage of the converted DC power, exploring the interfacing challenges with their fullyintegration into PCBs.