With the rapid growth of mobile devices and IoT technologies, the demand for wireless power transmission technology is increasing, and wireless power transmission research is actively being conducted. In recent years, research on wireless power transmission in the Fresnel region has been actively conducted, improving the low-efficiency of the initial wireless power transmission. Previous studies have applied retro-directive beamforming to improve the efficiency in the Fresnel region. The conventional retro-directive beamforming is analyzed by the ray tracing and using a tilted beam is proposed to improve efficiency. To implement the tilted beam, we propose using the arc array and the optimal method of designing the arc array. In this way, retro-directive beamforming using arc array designed by this method is applied and theoretically analyzed and compared with far-field beamforming and conventional retro-directive beamforming, and verified through EM simulator and experiment. The proposed efficiency improvement method is expected to be used for microwave power transfer in the Fresnel region.
급증하는 모바일 기기와 IoT 기술의 발전으로 무선 전력 전송 기술의 수요가 증가하여 무선 전력 전송 연구가 활발히 일어나고 있다. 초기의 무선 전력 전송의 낮은 효율 개선을 시작으로 Fresnel 영역에서의 무선 전력 전송 연구가 최근에 활발히 일어나고 있으며, Fresnel 영역에서 효율 개선을 위해 기존의 연구들은 역 지향성 빔포밍을 적용하였다. 이러한 기존의 역 지향성 빔포밍을 광선 추적 기반으로 분석하고 효율 개선이 될 수 있는 기울어진 빔을 사용하는 것을 제안한다. 기울어진 빔을 구현하기 위해 아크 배열을 사용하고 아크 배열을 최적으로 설계할 수 있는 방법을 제안한다. 이러한 방법을 통해 설계한 아크 배열을 사용한 역 지향성 빔포밍을 적용하여 원거리 장 빔포밍과 기존의 역 지향성 빔포밍과 이론적으로 분석, 비교하고 EM 시뮬레이터, 실험을 통해 검증한다. 제안된 효율 개선 방법은 Fresnel 영역에서의 무선 전력 전송에 활용될 것이라 기대된다.
