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초록
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본 논문은 무인항공기 비행시간 향상을 위해 RF 무선 전력 획득 기술을 이용한 self-powered 센서 노드 회로에 관해 설계 연구하였다. 제안하는 센서 노드는 두 가지 경우가 만족하였을 때 동작한다. 마스터 노드의 입력 RF ID와 센서 노드의 ID가 같을 경우와 RF 무선 전력 획득 시스템이 히스테리시스 스위치에 의해 동작될 때다. 마스터 노드의 출력은 263 MHz에서 26 dBm을 사용하였다. RF 전력을 DC 전력으로 변환하는 최대 효율은 마스터 노드에서 2미터 떨어진 지점(4-6 dBm)에서 55 %이다. 최대 RF 무선 전력 획득 범위는 마스터 노드와 센서 노드의 거리가 약 13 m 이다. 센서 노드의 MCU 및 수신기와 온도 센서와 같은 부하의 소비 전력은 10 msec 동안 5.0 V에서 평균 15 mA이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents a self-powered sensor-node scheme using a RF wireless power harvesting techniques for improve drone time of flight. Sensor-node that is proposed is turned when two conditions satisfy: The one is input RF ID data from master-node should be same with sensor-node's ID, and the other...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 드론의 운행시간 향상을 위한 무선전력 획득 기술을 활용한 self-powered 센서 노드를 제안하였다. 실험 부분의 배터리는 RF 전력 획득 시스템이 대체할 수 있다.
  • 본 논문에서는 무인 항공기 시스템인 드론의 운행시간 향상을 위한 RF기반 무선 전력획득기술을 활용한 self powered 센서 노드를 설계 연구하였다[8]. 제안하는 센서 노드는 그림 1과 같이 RF 무선 전력획득기술 시스템 및 전력 관리 시스템으로 구성되어 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
드론에서 배터리의 무게와 용량은 무엇에 제약을 주고 있는가? 하지만 산업 및 민간분야에 사용되는 드론은 동력원으로 배터리를 주로 사용한다. 배터리의 무게와 용량은 드론의 이륙과 비행에 제약을 주고 있다[3]. 이러한 비행가용 시간의 한계를 극복하기 위해 드론의 배터리를 무선으로 충전하는 무선전력전송기술에 대한 연구가 국내외로 진행 중이다.
무선전력전송기술은 거리에 따라 어떤 방식이 사용되는가? 무선전력전송기술은 근거리에서는 낮은 주파수의 전기나 자기장 결합에 의한 자기유도방식이 사용되며, 원거리에서는 방사형 전력전송 방식이 사용된다. 무선충전은 유선충전에 비해 충전을 요하는 무인항공기의거동에 자율성을 더하고, 특정한 곳에 착륙하거나 이륙해야 할 필요가 없어 주어진 임무를 보다 효과적으로 수행 할 수 있다[2].
드론은 현재 무슨 용도로 활용되고 있는가? 소위 드론(Drone)은 조종사가 탑승하지 않고 적군을 파악하고 폭격까지 가할 수 있는 군사용 무인항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle)로 2000년대 초반에 개발됐다. 현재는 오픈 소스의 영향으로 기업, 미디어, 개인을 위한 용도로도 활용되고 있다. 드론시스템이 산업 및 민간분야에서 각광받는 이유는 원격 조종이 가능하고 드론에 부가적인 기기를 부착하여 운영할 수 있기 때문이다[1].
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참고문헌 (9)

  1. S. W. Son, "Overview and issues of drone wireless communication," J. KICS, vol. 33, no. 2, pp. 93-99, Feb, 2016. 

  2. Y. S. Lee, "Optimal antenna design for UAV wireless charging," The Korean Soc. Aeronautical and Space Sci., pp. 757-760, Jeju Island, Korea, Nov. 2014. 

  3. J. H. Jin, "Understanding and trends in the UAV/Drone," J. KICS, vol. 33, no. 2, pp. 93-99, Feb. 2016. 

  4. M. S. Han, "RF based wireless power transfer system for smartphone wireless charging applications," in Proc. KICS Int. Conf. Commun., pp. 303-304, Jeju Island, Korea, Jun. 2014. 

  5. J. Akkermans, M. van Beurden, G. Doodeman, and H. Visser, "Analytical models for low-power rectenna design," IEEE Ant. Wirel. Propaga. Lett., vol. 4, pp. 187-190, 2005. 

  6. J. Zbitou, M. Latrach, and S. Toutain, "Hybrid rectenna and monolithic integrated zero-bias microwave rectifier," IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 54, no. 1, pp. 147-152, Jan. 2006. 

  7. G. Vera, A. Georgiadis, A. Collado, and S. Via, "Design of a 2.45 GHz rectenna for electromagnetic (EM) energy scavenging," in IEEE Radio Wireless Symp., pp. 61-64, 2010. 

  8. Triet Le, "Efficient far-field radio frequency energy harvesting for passively powered sensor networks," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 43, no. 5, pp. 1287-1302, May 2008. 

  9. B. Razavi, "A study on injection locking and pulling in oscillators," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 39, no. 9, Sept. 2004. 

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