Исследование и разработка методов совершенствования интегральных модулей питания для микромощных пассивных беспроводных устройств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат наук Синюкин Александр Сергеевич

• Синюкин Александр Сергеевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Синюкин Александр Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ МОДУЛЕЙ ПИТАНИЯ ДЛЯ ПАССИВНЫХ БЕСПРОВОДНЫХ УСТРОЙСТВ

1.1 Беспроводная передача и сбор энергии радиочастотного излучения

1.2 Ключевые технологии, основанные на беспроводной передаче и сборе энергии радиочастотного излучения

1.2.1 Беспроводные сенсорные сети

1.2.2 Интернет вещей

1.2.3 Технология радиочастотной идентификации

1.2.4 Основные области применения устройств, основанных на беспроводной передаче и сборе радиочастотной энергии

1.3 Классификация беспроводных микроустройств

1.3.1 Классификация беспроводных микроустройств по типу питания

1.3.2 Классификация беспроводных микроустройств по частоте входного сигнала

1.3.3 Классификация беспроводных микроустройств по типу реализации .. 29 1.3.4. Классификация беспроводных микроустройств по классу и поколению

1.4 Структура типового пассивного беспроводного устройства

1.5 Согласование мощностей и импедансов

1.6 Выпрямители напряжения в пассивных беспроводных микроустройствах

1.6.1 Компоненты преобразования переменного тока в постоянный ток в составе выпрямителей напряжения

1.6.2 Способы снижения порогового напряжения МОП-транзисторов

1.6.3 Особенности использования МОП-транзисторов в качестве выпрямляющих компонентов

1.6.4 Альтернативные подходы при выборе конструкции и технологии изготовления транзисторов

1.6.5 Применение конденсаторов в выпрямителях напряжения

1.6.6 Особенности использования ректенн в составе пассивных беспроводных устройств

1.7 Конфигурации выпрямителей и умножителей напряжения, применяемые в пассивных беспроводных микроустройствах

1.7.1 Удвоитель напряжения

1.7.2 Умножитель напряжения на основе схемы накачки заряда Диксона

1.7.3 Умножитель напряжения на основе схемы Кокрофта-Уолтона

1.7.4 Преобразователь напряжения постоянного тока с повышением

напряжения

1.7.5. Выпрямители напряжения с дифференциальным управлением

1.8 Стабилизаторы напряжения в пассивных беспроводных микроустройствах

1.8.1 Стабилизаторы с малым падением напряжения

1.8.2 Стабилизаторы напряжения на основе цифровых компонентов

1.9 Выводы и постановка задач

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ С ПОВЫШЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ УМНОЖЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

2.1 Исследование однополупериодного выпрямителя напряжения

2.2 Исследование различных конфигураций выпрямителей напряжения

2.3 Исследование влияния параметров компонентов умножителей на выходное напряжение типового умножителя на основе схемы Диксона

2.4 Предлагаемая модификация умножителя напряжения на основе схемы накачки заряда Диксона

2.5 Результаты моделирования предлагаемого умножителя и сравнение их с результатами моделирования типового умножителя

2.6 Методика моделирования многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей в Spice-совместимых программных средах разработки и моделирования электрических схем

2.7 Методика построения многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей с повышенной эффективностью умножения напряжения

2.8 Выводы

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ С ПОВЫШЕНИЕМ УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ

3.1 Анализ существующих моделей выпрямителей и умножителей напряжения

3.2 Модель умножителя напряжения с типовым соединением выводов МОП-транзисторов в диодном включении

3.3 Модель предлагаемого умножителя напряжения на основе МОП-

транзисторов в диодном включении

3.4. Сравнение результатов расчетов по полученным моделям умножителей с результатами моделирования в САПР Tanner EDA

3.5 Протокол и модель накопления и расходования энергии выпрямителем-умножителем напряжения

3.6 Рекомендации по проектированию многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей напряжения

3.7 Выводы

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЦИФРОВЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ С ФАЗОЧАСТОТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

4.1 Анализ стабилизаторов напряжения с малым падением напряжения, применяемых в беспроводных маломощных устройствах

4.2 Особенности построения цифрового стабилизатора напряжения с фазочастотным управлением

4.3 Анализ и моделирование предлагаемого цифрового стабилизатора напряжения с фазочастотным управлением

4.4 Преимущества предлагаемого цифрового стабилизатора напряжения .... 145 4.5. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА

ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

Bluetooth - беспроводная технология передачи данных малого радиуса действия

на основе использования радиоволн BSIM (Berkeley Short-channel IGFET Model) - семейство моделей короткоканальных МОП-транзисторов, разработанных в Калифорнийском университете (г. Беркли) DIBL (Drain-Induced Barrier Lowering) - снижение потенциального барьера,

вызванное напряжением стока DTMOST (Dynamic Threshold MOSFET) - МОП-транзисторы с динамическим

пороговым напряжением EKV (Enz-Krummenacher-Vittoz) - модель субмикронных МОП-транзисторов,

разработанная К. Энцем, Ф. Круменахером, Е.А. Виттосом EPC (Electronic Product Code) - набор технологий бесконтактной маркировки

товаров для логистики и розничной торговли EH (Energy Harvesting) - сбор энергии из окружающего пространства (обычно

беспроводной) IoT (Internet of Things) - интернет вещей

LDD (Lateral Drain Diffusion) - латеральная диффузионная область LDO (Low Drop-Out) - стабилизатор напряжения с малым падением напряжения NULD (Non-Uniform Lateral Doping) - неравномерное латеральное легирование PSRR (Power Supply Rejection Ratio) - коэффициент подавления помех по питанию

RFID (Radio-Frequency IDentification) - радиочастотная идентификация Reader - считывающее устройство; устройство считывания информации; ридер Rectenna (Rectifier + Antenna) - устройство преобразования энергии постоянного

тока, состоящее из антенны, цепи согласования и выпрямителя напряжения RCN (Resistance Compression Network) - сжатие диапазона входного импеданса SCE (Short Channel Effect) - эффект короткого канала Tag - метка; метка радиочастотной идентификации

Wi-Fi - совокупность стандартов передачи потоков цифровых данных по

радиочастотным каналам WiMAX - радиочастотная технология обеспечения универсальной беспроводной

связи на значительных расстояниях WPH (Wireless Power Harvesting) - беспроводной сбор энергии WPT (Wireless Power Transfer / Wireless Power Transmission) - беспроводная

передача электрической энергии WSN (Wireless Sensor Network) - беспроводная сенсорная сеть

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка методов совершенствования интегральных модулей питания для микромощных пассивных беспроводных устройств»

Актуальность работы

В настоящее время все большее распространение в промышленности, строительстве, торговле, транспорте, медицине получают беспроводные миниатюрные устройства, способные работать автономно. Такие устройства нашли широкое применение в беспроводных сенсорных сетях [1], технологии радиочастотной идентификации [2], технологии интернета вещей [3]. Микроустройства, применяемые в этих областях, например метки радиочастотной идентификации (КЕГО) или беспроводные датчики, позволяют автоматизировать и упростить процессы логистики, идентификации, контроля доступа, безналичной оплаты товаров и услуг, диагностики, мониторинга и прогнозирования состояния технических объектов и окружающей среды.

В зависимости от типа питания беспроводные микроустройства делятся на активные, то есть устройства, оснащенные батареей или аккумулятором, и пассивные, которые получают энергию для работы из внешней среды. Разработка пассивных беспроводных устройств представляет наибольший интерес, поскольку такие устройства характеризуются меньшими массой и размерами по сравнению с активными аналогами, меньшей стоимостью изготовления, значительно более длительным сроком службы. Кроме того они могут применяться в областях, где замена батареи или всей активной метки нежелательна, неудобна или даже невозможна, например, в медицинских имплантатах [4] или в случае датчиков, встраиваемых в технические объекты и сооружения [5].

Традиционно энергия для питания беспроводных пассивных микроустройств передается от связанного с пассивными устройствами устройства считывания (ридера) или базовой станции вместе с сигналом запроса посредством радиочастотного излучения. Однако в случае большой удаленности источника излучения от пассивных микроустройств уровень энергии, поступающей на такие устройства, может быть очень низким. Другой способ обеспечения питанием пассивных устройств заключается в сборе энергии радиочастотного излучения из

окружающей среды [6]. Источниками энергии в этом случае могут выступать базовые станции сотовой связи, радио- и телестанции, сети Bluetooth, Wi-Fi, WiMAX и др. Но и в этом случае уровень энергии, поступающей на приемную антенну пассивного устройства, может быть недостаточен для формирования требуемого напряжения питания.

Энергия, собираемая беспроводными пассивными устройствами, не может использоваться для формирования напряжения питания микросхемы устройства непосредственно. Для преобразования радиочастотной энергии в постоянное напряжение (напряжение постоянного тока) применяются выпрямители напряжения [7]. Приемная антенна, выпрямитель напряжения и цепь согласования импедансов между ними образуют структуру, называемую ректенной [8]. Достижение необходимого уровня напряжения питания обеспечивается посредством использования умножителей напряжения [9]. В настоящее время выпрямители и умножители напряжения преимущественно основываются на МОП-транзисторах в диодном включении. Поскольку уровень энергии, собираемой пассивным устройством, может быть очень низким важной и актуальной задачей является разработка устройств преобразования энергии и повышения уровня напряжения, способных работать при низких амплитудах входного напряжения (ниже порогового напряжения транзисторов) и обеспечивать при этом высокую эффективность умножения напряжения и, как следствие, высокий уровень выходного напряжения. Облегчить эту задачу позволяют специальные схемотехнические решения, применение передовой элементно-компонентной базы, использование более совершенных технологий, позволяющих реализовывать изоляцию карманов диэлектриком или транзисторы с нулевым или близким к нулю пороговым напряжением, и другие подходы, однако стоимость таких устройств оказывается достаточно высокой. Поэтому для производства пассивных устройств актуально использовать более простые, но в то же время более экономичные типовые технологии.

Другим важным компонентом модуля питания пассивного беспроводного устройства является стабилизатор напряжения [10], поддерживающий

напряжение питания на постоянном уровне при изменении нагрузочного тока или амплитуды входного напряжения. Во многих случаях такие стабилизаторы построены на основе аналоговых компонентов, однако для снижения потребляемой мощности, снижения чувствительности к внешним воздействиям, а также для достижения совместимости с технологическими процессами разработки и изготовления цифровых интегральных микросхем немаловажной является проблема разработки стабилизатора напряжения с использованием цифровых компонентов.

Цель работы

Разработка схемотехнических и конструктивных методов совершенствования интегральных модулей питания для микромощных пассивных беспроводных устройств, разработка математических моделей модулей питания, исследование и моделирование функциональных зависимостей модулей питания, разработка рекомендаций по проектированию модулей питания.

Для достижения цели сформулированы следующие задачи:

1. Проведение анализа литературных источников, описывающих методы построения модулей питания и компонентов модулей питания пассивных беспроводных устройств, их функциональные особенности и конструктивно -схемотехнические решения, применяемые при разработке таких устройств.

2. Разработка метода построения, схем и конструкций многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей с повышенной эффективностью умножения, полученной за счет ослабления влияния эффекта подложки на характеристики транзисторов.

3. Разработка математических моделей многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей, учитывающих особенности работы наноразмерных транзисторов в режимах слабой и сильной инверсии.

4. Исследование и моделирование переходных характеристик и функциональных зависимостей многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей с повышенной эффективностью умножения.

5. Разработка рекомендаций по проектированию многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей с повышенной эффективностью умножения.

6. Разработка схемы и конструкции цифрового стабилизатора напряжения повышенной точности на основе фазовой автоподстройки частоты.

Методы исследования

Исследование и разработка методов совершенствования интегральных модулей питания для микромощных пассивных беспроводных устройств основывались на методах цифровой и аналоговой схемотехники, физики транзисторов, компьютерного и аналитического моделирования.

Объектом исследования является интегральные модули питания для микромощных пассивных беспроводных устройств.

Предметом исследования являются методы совершенствования интегральных модулей питания для микромощных пассивных беспроводных устройств, математические модели модулей питания, функциональные характеристики модулей питания.

Научная новизна

1. Разработан способ построения многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей с повышенной эффективностью умножения напряжения, отличающийся ослаблением влияния эффекта подложки на характеристики транзисторов.

2. Разработаны модели многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей, учитывающие особенности работы наноразмерных транзисторов в режимах как сильной, так и слабой инверсии.

3. Разработан способ построения цифрового стабилизатора напряжения повышенной точности на основе фазовой автоподстройки частоты, позволяющий снизить время установления выходного напряжения.

4. Разработана модель накопления и расходования энергии выпрямителем -умножителем напряжения, отличающаяся возможностью применения в условиях низких зарядовых токов.

Практическая значимость

1. Разработаны схемы и конструкции многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей с повышенной в 2,1 раза относительно типовой схемы эффективностью умножения, полученной за счет ослабления влияния эффекта подложки на характеристики транзисторов.

2. Разработана методика моделирования многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей в Брюе-совместимых программных средах разработки и моделирования электрических схем.

3. Разработаны рекомендации по проектированию многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей с повышенной эффективностью умножения.

4. На основании разработанных математических моделей многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей, учитывающих особенности работы наноразмерных транзисторов в режимах сильной и слабой инверсии, разработаны программные средства, позволяющие рассчитывать основные параметры многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей.

5. Разработаны схема и конструкция цифрового стабилизатора напряжения повышенной точности на основе фазовой автоподстройки частоты с уменьшенным до 3 нс временем установления выходного напряжения.

6. Разработан протокол накопления и расходования энергии выпрямителем-умножителем напряжения с разделением по фазам, отличающийся возможностью применения в условиях низких зарядовых токов.

Положения, выносимые на защиту

1. Соединение выводов подложки ^-канальных МОП-транзисторов в диодном включении с выводами затворов и стоков в структуре многокаскадного выпрямителя-умножителя позволяет ослабить негативное влияние эффекта

подложки на пороговое напряжение, зарядовые токи, падения напряжения на транзисторах, в результате чего повышается эффективность умножения и выходной уровень напряжения. Использование ^-канальных МОП-транзисторов вместо и-канальных транзисторов позволяет реализовывать устройство без усложнения типовых КМОП-технологий и приводит к снижению стоимости производства конечного устройства.

2. Реализация стабилизатора напряжения на основе цифровых компонентов вместо аналоговых компонентов позволяет снизить потребляемую мощность устройства и требуемый уровень входного напряжения, снижает чувствительность к изменениям параметров процесса и температуры, а также допускает технологическое масштабирование структуры стабилизатора и совместимость с другими технологическими процессами. Использование разделенного на два симметричных модуля реверсивного к-разрядного сдвигового регистра позволяет уменьшить время установления выходного напряжения.

3. Применение модуля питания на основе предложенных выпрямителя-умножителя с повышенной эффективностью умножения напряжения и цифрового стабилизатора напряжения, реализованных по типовой технологии КМОП 90 нм, позволяет обеспечить работу пассивных беспроводных устройств при сверхнизких уровнях входной мощности (менее -20 дБм).

4. Модели многокаскадных КМОП выпрямителей-умножителей, учитывающие особенности работы наноразмерных транзисторов в режимах как сильной, так и слабой инверсии, позволяют оценивать и прогнозировать работу интегральных модулей питания во всем диапазоне входной мощности.

Достоверность результатов работы

Достоверность полученных в работе научных результатов обеспечивается корректным применением математического аппарата, описывающего работу наноразмерных транзисторов и схем выпрямителей-умножителей, апробированных систем автоматизированного проектирования и моделирования

электрических схем, достаточной степенью соответствия результатов расчетов на основе разработанных моделей с результатами моделирования в системе T-Spice с использованием точных моделей BSIM4, а также согласованием с известными работами.

Реализация результатов работы

Результаты диссертации использованы при выполнении научно-исследовательских работ №VnGr-07/2017-10, №FENW-2020-0022 по заданиям Минобрнауки России и проекта РФФИ №19-37-90018, а также внедрены в учебный процесс Института нанотехнологий, электроники и приборостроения Южного федерального университета.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях:

- 18-я Национальная молодежная научно-практическая конференция «Моделирование. Фундаментальные научные исследования, теория, методы и средства» (г. Новочеркасск, 2018).

- Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении» (г. Таганрог, 2019).

- International Youth Conference on Electronics, Telecommunications and Information Technologies (г. Санкт-Петербург, 2020, 2021).

- IX Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС) - 2020» (г. Москва, 2020).

- 30-я Международная конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (г. Севастополь, 2020).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 5 статей в журналах, входящих в перечень ЮФУ, 2 статьи в журналах, индексируемых в базе данных Scopus. Получены 2 патента РФ на полезные модели и 1 свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 205 наименований, списка публикаций автора по теме диссертации, обозначенных литерой A, и одного приложения. Объем диссертации составляет 175 страниц, включая 52 рисунка, 35 формул и 2 таблицы. Акт о внедрении и справки об использовании результатов работы представлены в приложении к диссертации.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ МОДУЛЕЙ ПИТАНИЯ ДЛЯ ПАССИВНЫХ БЕСПРОВОДНЫХ УСТРОЙСТВ

1.1 Беспроводная передача и сбор энергии радиочастотного излучения

Беспроводная передача электрической энергии (Wireless Power Transfer или Wireless Power Transmission, WPT), осуществляемая для удаленного питания различных электрических устройств посредством изменяющегося во времени электромагнитного поля, является очень перспективным решением в тех приложениях, где использование проводов или аккумуляторной батареи неудобно, неэкономично, опасно или неосуществимо [11-13].

Одним из первых передачу электрической энергии между двумя точками в пространстве без использования проводов описал Н. Тесла в конце XIX - начале XX вв. [14]. Однако в его экспериментах ввиду отсутствия антенн с высокой направленностью эффективность беспроводной передачи энергии была невысока. Во второй половине XX в. крупные исследования по передаче энергии микроволнового излучения проводились под руководством У. Брауна [15]. Они были посвящены созданию и оптимизации ректенны [16], разработке компактного геликоптера, работающего на энергии микроволнового излучения [17], совершенствованию системы передачи энергии микроволнового излучения со спутников, собирающих солнечную энергию на геоцентрической орбите, на Землю [18].

За последние несколько десятков лет появилось еще немало примеров реализации технологии беспроводной передачи энергии [5, 19], и в настоящее время системы, реализуемые по этой технологии, можно разделить на два основных направления [1, 6, 11, 20, 21]: системы беспроводной передачи энергии, основанные на радиочастотном излучении, и неизлучающие ближнепольные системы. К первому направлению относятся системы передачи энергии дальнего поля, функционирующие за счет излучения энергии антенной передающего устройства и распространения ее в среде (вакууме, воздухе) на значительное

расстояние (во много раз превышающее размеры антенны) в форме электромагнитной волны. Ближнепольные системы полагаются в свою очередь на связь по электрическому или магнитному полю (индуктивно-связанные устройства) [21, 22]. В зависимости от типа используемой антенны одно поле (электрическое в случае дипольной антенны или магнитное в случае рамочной антенны) доминирует над другим [6, 20]. Дальность действия ближнепольных систем в общем случае ограничена несколькими сантиметрами, но их отличает большая надежность и стабильность, чем у излучающих систем передачи энергии [21]. Немаловажен тот факт, что помимо собственно беспроводной передачи электромагнитной энергии, часто одновременно осуществляется передача информации (запроса на идентификацию, идентифицирующего кода, данных с датчиков) посредством модуляции и кодирования сигнала [23, 24].

Из-за возросшего количества используемых радиочастотных приемопередающих устройств и повсеместного распространения источников электромагнитного излучения в конце XX в. получила развитие технология беспроводного сбора энергии (Wireless Power Harvesting, WPH или Energy Harvesting, EH) [5, 6, 25-28]. Эта технология позволяет беспроводным устройствам получать энергию для питания не от связанных с ними передатчиков или базовых станций, а собирать ее из окружающего пространства [11, 29-31]. К числу источников для беспроводного сбора радиочастотной энергии можно отнести радиостанции [30, 32, 33], телевизионные широковещательные станции [5, 30, 31], сети Wi-Fi [32, 34], Bluetooth [35], узлы сотовой связи [28, 30, 31, 36] (рисунок 1.1). Количество энергии, собираемой из этих источников, может быть недостаточным для непосредственного обеспечения питания микросхемы пассивного устройства [32, 37, 38] вследствие ненаправленного излучения и значительного разброса диапазонов частот. Для решения этой проблемы возможна реализация специальных протоколов сбора и расходования энергии [2, 30, 39, 40, 41], использование высокоэффективных антенн и умножителей напряжения [37], систем многолучевого возбуждения [42, 43] и оптимизируемых по мощности сигналов [44, 45].

Рисунок 1.1 - Источники для сбора радиочастотной энергии в городской среде

[46]

Немаловажным для технологии беспроводной передачи радиочастотной энергии является реализация минимально возможных габаритов, то есть миниатюризация конечного пассивного устройства, поскольку это позволяет расширить его функциональность и диапазон возможных применений, обеспечить мобильность и даже возможность носить такие устройства непосредственно на одежде или на теле [34, 47, 48].

1.2. Ключевые технологии, основанные на беспроводной передаче и сборе энергии радиочастотного излучения

1.2.1 Беспроводные сенсорные сети

Технологии беспроводной передачи и сбора энергии радиочастотного излучения находят широкое применение в логистике, промышленности, торговле, строительстве, медицине и в повседневной жизни. Наиболее распространенными и активно развивающимися приложениями беспроводной передачи и сбора радиочастотной энергии являются беспроводные сенсорные сети (Wireless Sensor

Network, WSN) [1, 49], технология интернета вещей (Internet of Things, IoT) [3, 37, 50], технология радиочастотной идентификации (Radio-Frequency Identification, RFID). Применение этих технологий многовариантно, причем существуют примеры комбинирования их элементов для достижения большей эффективности, функциональности, надежности [33, 51].

Беспроводные сенсорные сети состоят из большого количества сенсорных узлов [35, 52, 53], способных собирать информацию из окружающего пространства посредством различных переменных среды: температуры, влажности, давления, освещенности, звука, вибраций [34, 53-55]. Беспроводные сенсорные сети нашли себе применение в таких областях как мониторинг целостности конструкций [5, 56], энергоэффективные или «умные» здания, медицинская диагностика и контроль состояния здоровья [47, 54, 57], автомобильная промышленность, прецизионное сельское хозяйство. В беспроводных сенсорных сетях возможна реализация многоскачковой передачи энергии и многотрактовой маршрутизации, благодаря чему расстояние между источником и приемником радиочастотной энергии уменьшается, и в результате возрастает эффективность передачи энергии [1, 58]. Следующим этапом развития беспроводных сенсорных сетей с комбинированием элементов технологии радиочастотной идентификации стала концепция интернета вещей [35].

1.2.2 Интернет вещей

Под интернетом вещей, также называемым «всеохватывающим интернетом» (Internet of Everything) или промышленным интернетом вещей (Industrial Internet), понимается новая технологическая парадигма, представляющая собой глобальную сеть физических объектов (механизмов, электронных устройств, датчиков), способных взаимодействовать как друг с другом, так и с окружением, в том числе с людьми [3]. Интернет вещей считается одной из наиболее важных передовых технологий, которая потенциально применима в широком диапазоне отраслей экономической деятельности. Эти отрасли могут включать здравоохранение [51, 59], системы мониторинга и

управления [5], обработку больших данных и облачные вычисления [3, 51, 60]. Наибольшая значимость интернета вещей проявляется во взаимосвязи составляющих его устройств между собой и интеграции с системами товарно-материальных запасов, системами поддержки заказчиков, приложениями интеллектуальной обработки данных и анализа хозяйственной деятельности [3]. На рисунке 1.2 представлено сравнение рынка интернета вещей по отраслям экономики для 2015 и 2020 годов.

■ 2015 ■ 2020

45

$40 $40 $40

Рисунок 1.2 - Международный объем рынка интернета вещей по отраслям для

2015 и 2020 годов [61]

1.2.3 Технология радиочастотной идентификации

Основная функция технологии радиочастотной идентификации заключается в автоматизированной идентификации различных объектов (товаров, активов, документов, элементов производства) посредством радиочастотного излучения. История развития этой технология началась приблизительно с середины XX века, когда во время Второй мировой войны британскими военными использовались

транспондеры идентификации дружественных самолетов, основанные на пассивных радарных отражателях, настроенных на определенную частоту [20, 62, 63]. Сходными с RFID-устройствами функциями обладал и эндовибратор, разработанный Л.С. Терменом, применявшийся в качестве подслушивающего устройства в посольстве США в Москве после окончания Второй мировой войны и работавший на основе собственного поля переизлучения, модулируемого акустическими колебаниями (человеческой речью).

В общем случае RFID-система состоит из одного [64] или нескольких [20, 65] считывающих устройств (ридеров, от англ. Reader), опрашивающих устройств или базовых станций, которые могут быть как стационарными, так и мобильными [20, 41], и одной или нескольких [38] меток радиочастотной идентификации (Tag), также известных как транспондеры. Современные RFID-метки представляют собой компактные устройства, состоящие из антенны и прикрепленной к ней микросхемы и предназначенные для хранения и передачи на считывающее устройство идентификационного кода по запросу от этого считывающего устройства. Метки обычно прикреплены к объекту идентификации (контейнеру в логистической цепи, товару в розничной сети, детали на конвейере). Когда считывающее устройство производит опрос, то есть посылает радиочастотный модулированный сигнал для осуществления идентификации (содержащий, таким образом, информацию запроса и энергию для питания пассивной метки [23]), метка этот сигнал принимает, демодулирует и посредством обратного рассеяния [24] передает собственный сигнал, содержащий код идентификации (некоторые транспондеры кроме кода могут содержать дополнительную информацию об идентифицируемом объекте). В результате ридер принимает сигнал от метки, передает данные о коде в периферийную программную среду [64], которая в случае корректности кода подтверждает успешность идентификации. История и прогноз развития рынка технологии радиочастотной идентификации с 2014 по 2025 года представлены на рисунке 1.3.

а ■

9.56 10.53 _ Н ■

2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

■ Розничная торговля «Здравоохранение ■ Сектор управления Другое

Финансовые службы Промышленность Транспорт и логистика

Рисунок 1.3 - Международный рынок КРГО-технологий, распределенный по

приложениям (в млрд. $) [66]

1.2.4 Основные области применения устройств, основанных на беспроводной передаче и сборе радиочастотной энергии

Системы радиочастотной идентификации, также как беспроводные сенсорные сети и интернет вещей, используются в различных областях [67, 68]. Одной из основных сфер применения КРГО-технологии является логистика [69, 70], в частности автоматизация цепочек поставок в процессах перевозки, локализации и хранения материальных ресурсов. Другой не менее важной областью является розничная торговля, в которой метки радиочастотной идентификации прикрепляются к отдельным товарам или контейнерам [67, 69] для автоматизации закупок, сортировки и распределения продукции, поддержки потребителя, что в свою очередь положительно влияет на общую прибыль. Также КРГО-системы применяются в промышленности [71, 72], при учете материальных активов и инвентаризации [45, 72, 73], используются для автоматических сборов дорожных пошлин, обеспечения контроля доступа в здания и помещения, осуществления безналичных платежей (в частности в общественном транспорте) [74] (рисунок 1.4), отслеживания животных на фермах [45]. Важную роль играют КРГО-системы в отрасли здравоохранения, где метки могут включаться в

биологические имплантаты [4, 62] и стимуляторы [75], использоваться при протезировании [62] и биотелеметрии [76]. Кроме того известны достаточно нестандартные направления применения технологии радиочастотной идентификации, например встраивание меток в спортивный инвентарь (мячи для гольфа, обувь) [77] для сверхточного фиксирования результатов соревнований или имплантация меток для обеспечения персонального доступа.

Рисунок 1.4 - Единый билет для проезда в различных видах транспорта на основе

КРГО-метки, производимый группой компаний «Микрон» [74]: а) билет, работающий на частоте 13,56 МГц; б) структура билета - микросхема (обведена красным) и гибкая индукционная антенна; в) микрофотография микросхемы

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Синюкин Александр Сергеевич, 2021 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Lu, X., Wang, P., Niyato, D., Kim, D.I., Han, Z. Wireless Networks With RF Energy Harvesting: A Contemporary Survey // IEEE Communication Surveys & Tutorials. - 2015. - V. 17, № 2. - P. 757-789.

2. Sheu, M.-L., Tiao, Y.-S., Fan, H.-Y., Huang, J.-J. Implementation of a 2.45GHz Passive RFID Transponder Chip in 0.18^m CMOS // Journal of Information Science and Engineering. - 2010. - V. 26, № 2. - P. 597-610.

3. Lee, I., Lee, K. The Internet of Things (IoT): Applications, investments, and challenges for enterprises // Business Horizons. - 2015. - V. 58, № 4. - P. 431-440.

4. Occhiuzzi, C., Contri, G., Marrocco, G. Design of Implanted RFID Tags for Passive Sensing of Human Body: The STENTag // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 2012. - V. 60, № 7. -P. 3146-3154.

5. Takacs, A., Okba, A., Aubert, H., Charlot, S., Calmon, P-F. Recent Advances in Electromagnetic Energy Harvesting and Wireless Power Transfer for IoT and SHM Applications // 2017 IEEE International Workshop of Electronics, Control, Measurement, Signals and their Application to Mechatronics. - 2017. - P. 1-4.

6. Tran, L.-G., Cha, H.-K., Park, W.-T. RF power harvesting: a review on designing methodologies and applications // Micro and Nano Systems Letters. - 2017. -V. 5, № 14. - P. 1-16.

7. Collado, A., Daskalakis, S.-N., Niotaki, K., Martinez, R., Bolos, F., Georgiadis, A. Rectifier Design Challenges for RF Wireless Power Transfer and Energy Harvesting Systems // Radioengineering. - 2017. - V. 26, № 2. - P. 411-417.

8. Donchev, E., Pang, J.S., Gammon, P.M., Centeno, A., Xie, F., Petrov, P.K., Breeze, J.D., Ryan, M.P., Riley, D.J., Alford, N.M. The rectenna device: From theory to practice (a review) // MRS Energy & Sustainability: A Review Journal. - 2014. - V. 1 (E1). - P. 1-34.

9. Fahsyar, P.N.A., Soin, N. A Proposed Low Power Voltage Multiplier for Passive UHF RFID Transponder // 2010 IEEE International Conference on Semiconductor Electronics (ICSE). - 2010. - P. 334-337.

10. Zamora-Mejía, G., Martínez-Castillo, J., Rocha-Pérez, J.M., Díaz-Sánchez, D. A digitally enhanced LDO voltage regulator for UHF RFID passive tags // IEICE Electronics Express. - 2016. - Vol.13, No.12. - P. 1-10.

11. Marian, V., Allard, B., Vollaire, C., Verdier, J. Strategy for Microwave Energy Harvesting From Ambient Field or a Feeding Source // IEEE Transactions on Power Electronics. - 2012. - V. 27, № 11. - P. 4481-4491.

12. Popovic, Z., Falkenstein, E.A., Costinett, D., Zane, R. Low-Power Far-Field Wireless Powering for Wireless Sensors // Proceedings of the IEEE. - 2013. - V. 101, № 6. - P. 1397-1409.

13. Wu, K., Choudhury, D., Matsumoto, H. Wireless Power Transmission, Technology, and Applications // Proceedings of the IEEE. - 2013. - V. 101, № 6. - P. 1271-1275.

14. Tesla, N. The Transmission of Electrical Energy Without Wires As a Means for Furthering Peace // Electrical World and Engineer. - 1905. - V. 45, № 1. - P. 21-24.

15. Brown, W.C. Experiments in the transportation of energy by microwave beam // IRE International Convention Record. - 1964. - V. 12. - P. 8-17.

16. Brown, W.C. Optimization of the Efficiency and Other Properties of the Rectenna Element // 1976 IEEE-MTT-S International Microwave Symposium. - 1976. - P. 142-144.

17. Brown, W.C., Mims, J.R., Heenan, N. An experimental microwave-powered helicopter // IRE International Convention Record. - 1965. - V. 13. - P. 225-235.

18. Brown, W.C. Satellite power stations: a new source of energy? // IEEE Spectrum. - 1973. - V. 10, № 3. - P. 38-47.

19. Costanzo, A., Masotti, D. Wirelessly powering: an enabling technology for zero-power sensors, IoT and D2D communication // 2015 IEEE MTT-S International Microwave Symposium. - 2015. - P. 1-4.

20. Chawla, V., Ha, D.S. An Overview of Passive RFID // IEEE Communications Magazine. - 2007. - V. 45, № 9. - P. 11-17.

21. Hui, S.Y.R., Zhong, W., Lee, C.K. A Critical Review of Recent Progress in Mid-Range Wireless Power Transfer // IEEE Transactions on Power Electronics. -

2014. - V. 29, № 9. - P. 4500-4511.

22. Cabrera, F.L., De Sousa, F.R. Achieving Optimal Efficiency in Energy Transfer to a CMOS Fully Integrated Wireless Power Receiver // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2016. - V. 64, № 11. - P. 3703-3713.

23. Xu, X., Özfelikkale, A., McKelvey, T., Viberg, M. Simultaneous Information and Power Transfer under a Non-Linear RF Energy Harvesting Model // 2017 IEEE International Conference on Communications Workshops (ICC Workshops). - 2017. -P. 179 - 184.

24. Alevizos, P.N., Vougioukas, G., Bletsas, A. Nonlinear Energy Harvesting Models in Wireless Information and Power Transfer // 2018 IEEE 19th International Workshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications (SPAWC). -2018. - P. 1-5.

25. Paradiso, J.A., Starner, T. Energy Scavenging for Mobile and Wireless Electronics // IEEE Pervasive Computing. - 2005. - V. 4, № 1. - P. 18-27.

26. Paing, T., Falkenstein, E., Zane, R., Popovic, Z. Custom IC for Ultra-low Power RF Energy Harvesting // 2009 Twenty-Fourth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition. - 2009. - P. 1239-1245.

27. Niotaki, K., Georgiadis, A., Collado, A., Vardakas, J.S. Dual-Band Resistance Compression Networks for Improved Rectifier Performance // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2014. - V. 62, № 12. - P. 3512-3521.

28. Khan, T.A., Alkhateeb, A. Millimeter Wave Energy Harvesting // IEEE Transactions on Wireless Communications. - 2016. - V. 15, № 9. - P. 6048-6062.

29. Din, N.M., Chakrabarty, C.K., Bin Ismail, A., Devi, K.K., Chen, W.-Y. Design of RF Energy Harvesting System for Energizing Low Power Devices // Progress In Electromagnetics Research. - 2012. - V. 132. - P. 49-69.

30. Parks, A.N., Sample, A.P., Zhao, Y., Smith, J.R. A Wireless Sensing Platform Utilizing Ambient RF Energy // 2013 IEEE Topical Conference on Biomedical Wireless Technologies, Networks, and Sensing Systems. - 2013. - P. 154-156.

31. Piñuela, M., Mitcheson, P.D., Lucyszyn, S. Ambient RF Energy Harvesting in Urban and Semi-Urban Environments // IEEE Transactions on Microwave Theory and

Techniques. - 2013. - V. 61, № 7. - P. 2715-2726.

32. Fan, S., Zhao, Y., Gou, W., Song, C., Huang, Y., Zhou, J., Geng, L. A High-Efficiency Radio Frequency Rectifier-Booster Regulator for Ambient WLAN Energy Harvesting Applications // 2018 IEEE MTT-S International Wireless Symposium (IWS). - 2018. - P. 1-3.

33. Taghadosi, M., Albasha, L., Quadir, N.A., Rahama, Y.A., Qaddoumi, N. High Efficiency Energy Harvesters in 65nm CMOS Process for Autonomous IoT Sensor Applications // IEEE Access. - 2018. - V. 6. - P. 2397-2409.

34. Talla, V., Pellerano, S., Xu, H., Ravi, A., Palaskas, Y. Wi-Fi RF Energy Harvesting for Battery-Free Wearable Radio Platforms // 2015 IEEE International Conference on RFID (RFID). - 2015. - P. 47-54.

35. Nicot, J., Taris, T. Remote RF Powering of Ambient Sensors // 2016 IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems (ICECS). - 2016. - P. 760-763.

36. Vullers, R.J.M., Van Schaijk, R., Visser, H.J., Penders, J., Van Hoof, C. Energy Harvesting for Autonomous Wireless Sensor Networks // IEEE Solid-State Circuits Magazine. - 2010. - V. 2, № 2. - P. 29-38.

37. De Souza, C.P., Villarim, A.W.R., Baiocchi, O. A 20mV Rectifier for Boosting Internet of Natural Things (IoNT) // 2018 IEEE 9th Annual Information Technology, Electronics and Mobile Communication Conference (IEMCON). - 2018. -P. 401-405.

38. Hua, X., Harjani, R. A 5^W-5mW Input Power Range, 0-3.5V Output Voltage Range RF Energy Harvester with Power-Estimator-Enhanced MPPT Controller // 2018 IEEE Custom Integrated Circuits Conference (CICC). - 2018. - P. 1-4.

39. Kocer, F., Flynn, M.P. A New Transponder Architecture with On-Chip ADC for Long-Range Telemetry Applications // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2006. - V. 41, № 5. - P. 1142-1148.

40. Zhang, J.W., Zhang, X.Y., Chen, Z.L., See, K.Y., Tan, C.M., Chen, S.S. On-Chip RF Energy Harvesting Circuit for Image Sensor // 2011 International Symposium on Integrated Circuits. - 2011. - P. 420-423.

41. Stoopman, M., Philips, K., Serdijn, W.A. An RF-Powered DLL-Based 2.4GHz Transmitter for Autonomous Wireless Sensor Nodes // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2017. - V. 65, № 7. - P. 2399-2408.

42. Boaventura, A.S., Carvalho, N.B. Maximizing DC Power in Energy Harvesting Circuits Using Multisine Excitation // 2011 IEEE MTT-S International Microwave Symposium. - 2011. - P. 1-4.

43. Clerckx, B., Bayguzina, E., Yates, D., Mitcheson, P.D. Waveform Optimization for Wireless Power Transfer with Nonlinear Energy Harvester Modeling // 2015 International Symposium on Wireless Communication Systems (ISWCS). - 2015. - P. 276-280.

44. Trotter, M.S., Griffin, J.D., Durgin, G.D. Power-Optimized Waveforms for Improving the Range and Reliability of RFID Systems // 2009 IEEE International Conference on RFID. - 2009. - P. 80-87.

45. Trotter, M.S., Durgin, G.D. Survey of Range Improvement of Commercial RFID Tags with Power Optimized Waveforms // 2010 IEEE International Conference on RFID (IEEE RFID 2010). - 2010. - P. 195-202.

46. Rathod, J. RF Energy Harvesting - Converting Radio Frequency into Electrical Energy [Электронный ресурс] / Circuit Digest. URL: https://circuitdigest.com/article/rf-energy-harvesting-converting-radio-frequency-into-electrical-energy (дата обращения 15.04.2021).

47. Costanzo, A., Masotti, D., Aldrigo, M. Compact, Wearable Antennas for Battery-Less Systems Exploiting Fabrics and Magneto-Dielectric Materials // Electronics. - 2014. - V. 3, № 3. - P. 474-490.

48. Deshmukh, S.D., Shilaskar, S.N. Wearable sensors and patient monitoring system: A Review // 2015 International Conference on Pervasive Computing (ICPC). -2015. - P. 1-3.

49. Le, T., Mayaram, K., Fiez, T. Efficient Far-Field Radio Frequency Energy Harvesting for Passively Powered Sensor Networks // IEEE Journal of Solid-state Circuits. - 2008. - V. 43, № 5. - P. 1287-1302.

50. Gutierrez, F. Fully-Integrated Converter for Low-Cost and Low-Size Power

Supply in Internet-of-Things Applications // Electronics. - 2017. - V. 6, № 2 (38). - P. 1-20.

51. Singh, R., Singh, E., Nalwa, H.S. Inkjet printed nanomaterial based flexible radio frequency identification (RFID) tag sensors for the internet of nano things // RSC Advances. - 2017. - № 7. - P. 48597-48630.

52. Nimo, A., Grgic, D., Reindl, L.M. Optimization of Passive Low Power Wireless Electromagnetic Energy Harvesters // Sensors (Basel). - 2012. - V. 12, № 10. -P. 13636-13663.

53. Deng, F., He, Y., Li, B., Zhang, L., Wu, X., Fu, Z., Zuo, L. Design of an Embedded CMOS Temperature Sensor for Passive RFID Tag Chips // Sensors (Basil). -2015. - V. 15, № 5. - P. 11442-11453.

54. Robinet, S, Gomez, B., Delorme, N. A CMOS-SOI 2.45GHz Remote-Powered Sensor Tag // 2008 IEEE International Solid-State Circuits Conference -Digest of Technical Papers. - 2008. - P. 286-287, 614.

55. Zhao P. Energy Harvesting Techniques for Autonomous WSNs/RFID with a Focus on RF Energy Harvesting: Doctor's degree Dissertation. - Darmstadt, Germany, 2012. - 138 p.

56. Zhang, C., Wang, H., Yen, M. Low Power Analog Circuit Design for RFID Sensing Circuits // 2010 IEEE International Conference on RFID (IEEE RFID 2010). -2010. - P. 16-21.

57. Zargham, M., Gulak, P.G. High-Efficiency CMOS Rectifier for Fully Integrated mW Wireless Power Transfer // 2012 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS). - 2012. - P. 2869-2872.

58. Mishra, D., De, S., Jana, S., Basagni, S., Chowdhury, K., Heinzelman, W. Smart RF Energy Harvesting Communications: Challenges and Opportunities // IEEE Communications Magazine. - 2015. - V. 53, № 4. - P. 70-78.

59. Riazul Islam, S. M., Kwak, S., Humaun Kabir, Md., Hossain, M, Kwak, K.-S. The Internet of Things for Health Care: A Comprehensive Survey // IEEE Access. -2015. - V. 3. - P. 678-708.

60. Swangpattaraphon, N., Teh, Y.-K. Design Consideration of 433.92MHz ISM

Band RF Rectifier for Wireless IoT Cloud Application // 2019 IEEE 9th Annual Computing and Communication Workshop and Conference (CCWC). - 2019. - P. 685689.

61. Ilchenko, V. 5 Best Use Cases of IoT in Manufacturing [Электронный ресурс] / ByteAnt. URL: https://www.byteant.com/blog/5-best-use-cases-of-iot-in-manufacturing/ (дата обращения 15.04.2021).

62. Smith, C. Human Microchip Implantation // Journal of Technology Management & Innovation. - 2008. - V. 3, № 3. - P. 151-160.

63. Hadi, D.A., Soin, N. Study on Analog Front End of Passive UHF RFID Transponder // 2009 International Conference for Technical Postgraduates (TECHPOS). - 2009. - P. 1-5.

64. Moeinfar, D., Shamsi, H., Nafar, F. Design and Implementation of a Low-Power Active RFID for Container Tracking at 2.4 GHz Frequency // Advances in Internet of Things. - 2012. - V. 2, № 2. - P. 13-22.

65. Ouadou, M., Zytoune, O. Proactive Redundant Data Filtering Scheme for Combined RFID and Sensor Networks // Electronics. - 2017. - V. 6, № 4 (72). - P. 117.

66. Radio Frequency Identification Technology Market Size, Share & Trends Analysis Report, 2018 - 2025 [Электронный ресурс] / Grand View Research. URL: https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/radio-frequency-identification-rfid-technology-market (дата обращения 15.04.2021).

67. Радиочастотная идентификация [Электронный ресурс] / Сайт АО «Ангстрем». URL: https: //www.angstrem.ru/ru/catalog/radiochastotnaya-identifikaciya (дата обращения 15.04.2021).

68. RFID-продукция. Интернет вещей [Электронный ресурс] / Сайт группы компаний «Микрон». URL: https://mikron.ru/products/ (дата обращения 15.04.2021).

69. Wang, W. Research on and design of key circuits in RFID tag chip for container management // International Conference on Measurement Instrumentation and Electronics (ICMIE 2016). - 2016. - V. 75. - P. 1-4.

70. Wu, X., Deng, F., Chen, Z. RFID 3D-LANDMARC Localization Algorithm

Based on Quantum Particle Swarm Optimization // Electronics. - 2018. - V. 7, № 2 (19). - P. 1-11.

71. Kaur, N., Velandia, D.S., Whittow, W., Barwick, D., Iredia, E., Parker, N., Porter, N., Conway, P., West, A.A. Design and Performance of a Flexible Metal Mountable UHF RFID Tag // 2015 Electronic Components & Technology Conference. - 2015. - P. 2120-2126.

72. Shangguan, L., Jamieson, K. The Design and Implementation of a Mobile RFID Tag Sorting Robot // Proceedings of the 14th Annual International Conference on Mobile Systems, Applications, and Services (MobiSys '16). - 2016. - P. 31-42.

73. Chen, L., Ba, H., Heinzelman, W., Cote, A. RFID Range Extension with Low-power Wireless Edge Devices // 2013 International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC). - 2013. - P. 524-528.

74. Транспортные билеты [Электронный ресурс] / Сайт группы компаний «Микрон». URL: https://mikron.ru/products/rfid-chip-inlays-maps/rfid-tags-inlays/transportnye-bilety/ (дата обращения 15.04.2021).

75. Lee, H.-M., Park, H., Ghovanloo, M. A Power-Efficient Wireless System With Adaptive Supply Control for Deep Brain Stimulation // IEEE Journal of SolidState Circuits. - 2013. - V. 48, № 9. - P. 2203-2216.

76. Besnoff, J.S., Deyle, T., Harrison, R.R., Reynolds, M.S. Battery-Free Multichannel Digital ECG Biotelemetry using UHF RFID Techniques // 2013 IEEE International Conference on RFID (RFID). - 2013. - P. 16-22.

77. Khan, M A., Sharma, M., R, B.P. A Survey of RFID Tags // International Journal of Recent Trends in Engineering. - 2009. - V. 1, № 4. - P. 68-71.

78. Zhang, G., Wu, D., Jia, J., Gao, W., Cai, Q., Xiao, W., Yu, L., Tao, S., Chu, Q. Architecture Characteristics and Technical Trends of UHF RFID Temperature Sensor Chip // Active and Passive Electronic Components. - 2018. - V. 2018, Article ID 9343241. - P. 1-8.

79. Liu, H., Bolic, M., Nayak, A., Stojmenovic, I. Taxonomy and Challenges of the Integration of RFID and Wireless Sensor Networks // IEEE Network. - 2008. - V. 22, № 6. - P. 26-32.

80. Vaz, A., Ubarretxena, A., Zalbide, I., Pardo, D., Solar, H., Garcia-Alonso, A., Berenguer, R. Full Passive UHF Tag With a Temperature Sensor Suitable for Human Body Temperature Monitoring // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Brief. - 2010. - V. 57, № 2. - P. 95-99.

81. Friis, H.T. A Note on a Simple Transmission Formula // Proceedings of the IRE. - 1946. - V. 34, № 5. - P. 254-256.

82. Partal, H.P., Partal, S.Z., Belen, M.A. Design and Implementation of a RF Energy Harvesting Module with DC Power Control // 2018 22nd International Microwave and Radar Conference (MIKON). - 2018. - P. 33-36.

83. Gudan, K., Shao, S., Hull, J.J., Ensworth, J., Reynolds, M.S. Ultra-low Power 2.4GHz RF Energy Harvesting and Storage System with -25dBm Sensitivity // 2015 IEEE International Conference on RFID (RFID). - 2015. - P. 40-46.

84. Almohaimeed, A.M., Amaya, R.E., Lima, J.A., Yagoub, M.C.E. An Adaptive Power Harvester with Active Load Modulation for Highly Efficient Short/Long Range RF WPT Applications // Electronics. - 2018. - V. 7, № 7 (125). - P. 1-14.

85. Ho, J.S., Yeh, A.J., Neofytou, E., Kim, S., Tanabe, Y., Patlolla, B., Beygui, R.E., Poon, A.S.Y. Wireless power transfer to deep-tissue microimplants // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United Stated of America (PNAS). - 2014. - V. 111, № 22. - P. 7974-7979.

86. Umeda, T., Yoshida, H., Sekine, S., Fujita, Y., Suzuki, T., Otaka S. A 950MHz Rectifier Circuit for Sensor Network Tags With 10-m Distance // IEEE Journal of Solid-state Circuits. - 2006. - V. 41, № 1. - P. 35-41.

87. Pillai, V., Heinrich, H., Dieska, D., Nikitin, P.V., Martinez, R., Rao, K.V.S. An Ultra-Low-Power Long Range Battery/Passive RFID Tag for UHF and Microwave Bands With a Current Consumption of 700 nA at 1.5 V // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. - 2007. - V. 54, № 7. - P. 1500-1512.

88. Bakhtiar, A.S., Jalali, M.S., Mirabbasi, S. A High-Efficiency CMOS Rectifier for Low-Power RFID Tags // 2010 IEEE International Conference on RFID (IEEE RFID 2010). - 2010. - P. 210-214.

89. Xuecheng, Z, Huan, L., Hui, L., Dongsheng, L., Liang, G., Ke, Y. Design and

Implementation of an Analog Front-End Circuit for Semi-Passive HF RFID Tag // 2014 IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium. - 2014. - P. 389-392.

90. Лосев, В.В., Чаплыгин, Ю.А., Крупкина, Т.Ю. Новые методы построения микроэлектронных цифровых систем с низким энергопотреблением // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС). -2010. - № 1. - С. 308-313.

91. Valenta, C.R., Durgin, G.D. Harvesting Wireless Power: Survey of Energy-Harvester Conversion Efficiency in Far-Field, Wireless Power Transfer Systems // IEEE Microwave Magazine. - 2014. - V. 5, № 14. - P. 108-120.

92. Afandi, H., Wibowo, E.P., Darwis, Musa, P., Purnomo, J. Analog Control (Front-End) Design of RFID Tag in 0.35 цт CMOS Technology // International Conference on Electrical, Electronics and Mechatronics. - 2015. - P. 14-17.

93. Guler, U., Jia, Y., Ghovanloo, M. A Reconfigurable Passive RF-to-DC Converter for Wireless IoT Applications // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. - 2019. - V. 66, № 11. - P. 1800-1804.

94. Wang, D., Negra, R. Design of a dual-band rectifier for wireless power transmission // 2013 IEEE Wireless Power Transfer (WPT). - 2013. - P. 127-130.

95. Shanawani, M., Masotti, D., Costanzo, A. THz Rectennas and Their Design Rules // Electronics. - 2017. - V. 6, № 4 (99). - P. 1-33.

96. Jiang, B., Smith, J.R., Philipose, M., Roy, S., Sundara-Rajan, K., Mamishev, A.V. Energy Scavenging for Inductively Coupled Passive RFID Systems // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. - 2007. - V. 56, № 1. -P. 118-125.

97. Dobkin, D.M. The RF in RFID: Passive UHF RFID in Practice. - Burlington, MA, USA: Elsevier, 2008. - 493 p.

98. Hu, Y., Sawan, M., El-Gamal, M.N. An Integrated Power Recovery Module Dedicated to Implantable Electronic Devices // Analog Integrated Circuits and Signal Processing. - 2005. - V. 43, № 2. - P. 171-181.

99. Ghovanloo, M., Atluri, S. An Integrated Full-Wave CMOS Rectifier With Built-In Back Telemetry for RFID and Implantable Biomedical Applications // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. - 2008. - V. 55, № 10. - P.

3328-3324.

100. Ghovanloo, M., Najafi, K. Fully Integrated Wideband High-Current Rectifiers for Inductively Powered Devices // IEEE Journal of Solid-state Circuits. -2004. - V. 39, № 11. - P. 1976-1984.

101. Musk, E., et al. An Integrated Brain-Machine Interface Platform with Thousands of Channels // bioRxiv - The Preprint Sever for Biology. - 2019. - P. 1-12.

102. Kiani, M., Ghovanloo, M. An RFID-Based Closed-Loop Wireless Power Transmission System for Biomedical Applications // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. - 2010. - V. 57, № 4. - P. 260-264.

103. De Vita, G., Iannaccone, G. Design Criteria for the RF Section of UHF and Microwave Passive RFID Transponders // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2005. - V. 53, № 9. - P. 2978-2990.

104. Loo, C.-H., Elmahgoub, K., Yang, F., Elsherbeni, A., Kajfez, D., Kishk, A., Elsherbeni, T., Ukkonen, L., Sydanheimo, L, Kivikoski, M., Merilampi, S., Ruuskanen, P. Chip Impedance Matching For UHF RFID Tag Antenna Design // Progress In Electromagnetics Research. - 2008. - V. 81. - P. 359-370.

105. Taris, T., Vigneras, V., Fadel, L. A 900MHz RF Energy Harvesting Module // 10th IEEE International NEWCAS Conference. - 2012. - P. 445-448.

106. Chen, X., Yeoh, W.G., Choi, Y.B., Li, H., Singh, R. A 2.45-GHz Near-Field RFID System With Passive On-Chip Antenna Tags // IEEE Transactions on Microwave Theory And Techniques. - 2008. - V. 56, № 6. - P. 1397-1404.

107. EPCglobal [Электронный ресурс] / GS1. URL: https://www.gs1.org/epcglobal (дата обращения 15.04.2021)

108. Nasab, S.H., Asefi, M., Albasha, L., Qaddoumi, N. Investigation of RF Signal Energy Harvesting // Active and Passive Electronic Components. - 2010. - V. 2010, Article ID 591640. - P. 1-6.

109. Rao, K.V.S., Lam, S.F., Nikitin, P.V. UHF RFID Tag for Metal Containers // 2010 Asia-Pacific Microwave Conference. - 2010. - P. 179-182.

110. Hong, Y., Chan, C.F., Guo, J., Ng, Y.S., Shi, W., Ho, M., Leung, L.K., Leung, K.N., Choy, C.S., Pun, K.P. Design and Challenges of Passive UHF RFID Tag

in 90nm CMOS Technology // 2008 IEEE International Conference on Electron Devices and Solid-State Circuits. - 2008. - P. 1-4.

111. Hong, Y., Chan, C.F., Guo, J., Ng, Y.S., Shi, W., Leung, L.K., Leung, K.N., Choy, C.S., Pun, K.P. Design of Passive UHF RFID Tag in 130nm CMOS Technology // 2008 IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems. - 2008. - P. 1371-1374.

112. Jinpeng, S., Xin'an, W., Shan, L., Hongqiang, Z., Jinfeng, H., Xin, Y., Xiaoxing, F., Binjie, G. Design and implementation of an ultra-low power passive UHF RFID tag // Journal of Semiconductors. - 2012. - V. 33, № 11 (115011). - P. 1-6.

113. Yao, W., Guangjun, W., Wei, M., Yanli, H., Xueyoung, Z. Design of a passive UHF RFID tag for the IS018000-6C protocol // Journal of Semiconductors. -2011. - V. 32, № 5 (055009). - P. 1-6.

114. Curty, J.-P. Joehl, N., Dehollain, C., Declercq, M.J. Remotely Powered Addressable UHF RFID Integrated System // IEEE Journal of Solid-State Circuits. -2005. - V. 40, № 11. - P. 2193-2202.

115. Liu, D.-S., Zou, X.-C., Yang, Q.-P., Xiong, T.-W. An analog front-end circuit for ISO/IEC 15693-compatible RFID transponder IC // Journal of Zhejiang University-SCIENCE A. - 2006. - V. 7, № 10. - P. 1765-1771.

116. Zulkifli, F.F., Sampe, J., Islam, M.S., Mohamed, M.A. Architecture of Ultra Low Power Micro Energy Harvester Using RF Signal for Health Care Monitoring System: A Review // American Journal of Applied Sciences. - 2015. - V. 12, № 5. - P. 335-344.

117. Shameli, A., Safarian, A., Rofougaran, A., Rofougaran, M., De Flaviis, F. Power Harvester Design for Passive UHF RFID Tag Using a Voltage Boosting Technique // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2007. - V. 55, № 6. - P. 1089-1097.

118. Nikitin, P.V., Rao, K.V.S., Lam, S.F, Pillai, V., Martinez, R., Heinrich, H. Power Reflection Coefficient Analysis for Complex Impedances in RFID Tag Design // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2005. - V. 53, № 9. - P. 2721-2725.

119. Mahmoud, M., Abdel-Rahman, A.B., Abbas, M., Allam, A., Jia, H.,

Pokharel, R.K. Efficiency Improvement of Differential Drive Rectifier for Wireless Power Transfer Applications // 2016 7th International Conference on Intelligent Systems, Modelling and Simulation. - 2016. - P. 435-439.

120. Tran, N., Lee, B., Lee, J.-W. Development of Long-Range UHF-band RFID Tag chip Using Schottky Diodes in Standard CMOS Technology // 2007 IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium. - 2007. - P. 281-284.

121. Barnett, R.E., Liu, J., Lazar, S. A RF to DC Voltage Conversion Model for Multi-Stage Rectifiers in UHF RFID Transponders // IEEE Journal of Solid-state Circuits. - 2009. - V. 44, № 2. - P. 354-370.

122. Curty, J.-P., Joehl, N., Krummenacher, F., Dehollain, C., Declercq, M.J. A Model for ^-Power Rectifier Analysis and Design // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. - 2005. - V. 52, № 12. - P. 2771-2779.

123. Zhao, P., Hollstein, T., Glesner, M. Analysis on Power Harvesting Circuits with Tunable Matching Network for Improved Efficiency // 2009 Ph.D. Research in Microelectronics and Electronics. - 2009. - P. 96-99.

124. Guo, J., Hong, H., Zhu, X. Automatic Load Control for Highly Efficient Microwave Rectifiers // 2012 IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series on Innovative Wireless Power Transmission: Technologies, Systems, and Applications. - 2012. - P. 171-174.

125. Liu, D., Wang, R., Yao, K., Zou, X., Guo, L. Design and Implementation of a RF Powering Circuit for RFID Tags or Other Batteryless Embedded Devices // Sensors (Basel). - 2014. - V. 14, № 8. - P. 14839-14857.

126. Qin, Y., Werner, D.H. Rectenna with Non-linear Adaptive Load Capable of Operating Over a Broad Range of Input Power Levels // 2016 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation (APSURSI). - 2016. - P. 2155-2156.

127. Almohaimeed, A.M., Yagoub, M.C.E., Amaya, R.E. Efficient Harvester with Active Load Modulation and Wide Dynamic Input Power Range for Wireless Power Transfer Applications // 2017 Annual IEEE International Systems Conference (SysCon). - 2017. - P. 1-4.

128. Niotaki, K., Georgiadis, A., Collado, A., Vardakas, J.S. Dual-Band

Resistance Compression Networks for Improved Rectifier Performance // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2014. - V. 62, № 12. - P. 35123521.

129. Georgiadis, A., Collado, A., Niotaki, K. Rectenna Design and Signal Optimization for Electromagnetic Energy Harvesting and Wireless Power Transfer // IEICE Transactions on Electronics. - 2015. - V. E98-C, № 7. - P. 608-612.

130. Nimo, A., Beckedahl, T., Ostertag, T., Reindl, L. Analysis of Passive RF-DC Power Rectification and Harvesting Wireless RF Energy for Micro-watt Sensors // AIMS Journal. - 2015. - V. 3, № 2. - P. 184-200.

131. Wang, X., Abdelatty, O., Mortazawi, A. Design of a Wide Dynamic Range Rectifier Array with an Adaptive Power Distribution Technique // 2016 46th European Microwave Conference (EuMC). - 2016. - P. 922-925.

132. Liu, Z., Zhong, Z., Guo, Y.-X. Enhanced Dual-Band Ambient RF Energy Harvesting With Ultra-Wide Power Range // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. - 2015. - V. 25, № 9. - P. 630-632.

133. Wu, Y., Linnartz, J.-P., Gao, H., Matters-Kammerer M.K., Baltus P. Modeling of RF Energy Scavenging for Batteryless Wireless Sensors with Low Input Power // 2013 IEEE 24th Annual International Symposium on Personal, Indoor, and Mobile Radio Communications (PIMRC). - 2013. - P. 527-531.

134. Mabrouki, A., Latrach, M., Lorrain, V. High Efficiency Low Power Rectifier Design using Zero Bias Schottky Diodes // 2014 IEEE Faible Tension Faible Consommation. - 2014. - P. 1-4.

135. Nintanavongsa, P., Muncuk, U., Lewis, D.R., Chowdhury, K.R. Design Optimization and Implementation for RF Energy Harvesting Circuits // IEEE Journal on Emerging and Selected Topics in Circuits and Systems. - 2012. - V. 2, № 1. - P. 24-33.

136. Sun, H., Guo, Y.-X., He, M., Zhong, Z. Design of a High-Efficiency 2.45GHz Rectenna for Low-Input-Power Energy Harvesting // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. - 2012. - V. 11. - P. 929-932.

137. Kim, S., Cho, J.-H., Hong, S.-K. A Full Wave Voltage Multiplier for RFID Transponders // IEICE Transactions on Communications. - 2008. - V. E91-B, № 1. -

P.388-391.

138. Karthaus, U., Fischer, M. Fully Integrated Passive UHF RFID Transponder IC With 16.7-^W Minimum RF Input Power // IEEE Journal of Solid-state Circuits. -2003. - V. 38, № 10. - P. 1602-1608.

139. Olgun, U., Chen, C.-C., Volakis, J.L. Wireless Power Harvesting with Planar Rectennas for 2.45 GHz RFIDs // 2010 URSI International Symposium on Electromagnetic Theory. - 2010. - P. 329-331.

140. Hemour, S., Zhao, Y., Lorenz, C.H.P., Houssameddine, D., Gui, Y., Hu, C.-M., Wu, K. Towards Low-Power High-Efficiency RF and Microwave Energy Harvesting // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. - 2014. - V. 62, № 4. - P. 965-976.

141. Башков, В.М., Иванов, Ю.А., Мешков, С.А., Синякин, В.Ю., Федоренко, И.А., Федоркова, Н.В., Федоров, И.Б., Шашурин, В.Д. Преобразователь энергии электромагнитной волны СВЧ-диапазона в постоянное напряжение. Патент РФ № 2443050 от 20.02.2012.

142. Wong, H., Wang, W., Chen, Z. On the RF Energy Harvesting based on CMOS Technology // 2018 7th International Symposium on Next Generation Electronics (ISNE). - 2018. - P. 1-4.

143. Sun, H., Zhong, Z., Guo, Y.-X. An Adaptive Reconfigurable Rectifier for Wireless Power Transmission // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. -2013. - V. 23, № 9. - P. 492-494.

144. Feldengut, T., Kokozinski, R., Kolnsberg, S. A UHF Voltage Multiplier Circuit Using a Threshold-Voltage Cancellation Technique // 2009 Ph.D. Research in Microelectronics and Electronics. - 2009. - P. 288-291.

145. Kotani, K., Sasaki, A., Ito, T. High-Efficiency Differential-Drive CMOS Rectifier for UHF RFIDs // IEEE Journal of Solid-state Circuits. - 2009. - V. 44, № 11. - P. 3011-3018.

146. Papotto, G., Carrara, F., Palmisano, G. A 90-nm CMOS Threshold-Compensated RF Energy Harvester // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2011. - V. 46, № 9. - P. 1985-1997.

147. Mazzilli, F., Thoppay, P.E., Johl, N., Dehollain, C., De Lausanne, E.P.F. Design Methodology and Comparison of Rectifiers for UHF-band RFIDs // 2010 IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium. - 2010. - P. 505-508.

148. Yao, Y., Wu, J., Shi, Y., Dai, F.F. A Fully Integrated 900-MHz Passive RFID Transponder Front End With Novel Zero-Threshold RF-DC Rectifier // IEEE Transactions on Industrial Electronics. - 2009. - V. 56, № 7. - P. 2317-2325.

149. Yi, J., Ki, W.-H., Tsui, C.-Y. Analysis and Design Strategy of UHF MicroPower CMOS Rectifiers for Micro-Sensor and RFID Applications // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. - 2007. - V. 54, № 1. - P. 153-166.

150. Gosset, G., Rue, B., Flandre, D. Very High Efficiency 13.56 MHz RFID Input Stage Voltage Multipliers Based On Ultra Low Power MOS Diodes // 2008 IEEE International Conference on RFID. - 2008. - P. 134-140.

151. Cui, J., Akita, J., Kitagawa, A. A rectifier structure for UHF RFID transponder with high efficiency // IEICE Electronics Express. - 2010. - V. 7, № 14. -P. 1086-1090.

152. Shokrani, M.R., Khoddam, M., Hamidon, M.N.B., Kamsani, N.A., Rokhani, F.Z., Shafie, S.B. An RF Energy Harvester System Using UHF Micropower CMOS Rectifier Based on a Diode Connected CMOS Transistor // The Scientific World Journal. - 2014. - V. 2014. - Article ID 963709. - P. 1-11.

153. Wei, P., Che, W., Bi, Z., Wei, C., Na, Y., Qiang, L., Hao, M. High-Efficiency Differential RF Front-End for a Gen2 RFID Tag // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. - 2011. - V. 58, № 4. - P. 189-194.

154. Theilmann, P.T., Presti, C.D., Kelly, D.J., Asbeck, P.M. A ^W Complementary Bridge Rectifier With Near Zero Turn-on Voltage in SOS CMOS for Wireless Power Supplies // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. - 2012. - V. 59, No.9. - P. 2111 - 2124.

155. Mandal, S., Sarpeshkar, R. Low-Power CMOS Rectifier Design for RFID Applications // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. - 2007. -V. 54, № 6. - P. 1177-1188.

156. Ashry, A., Sharaf, K., Ibrahim, M. A Simple and Accurate Model for RFID

Rectifier // IEEE Systems Journal. - 2008. - V. 2, № 4. - P. 520-524.

157. Liu, D.-S., Li, F.-B., Zou, X.-C., Liu, Y., Hui, X.-M., Tao, X.-F. New Analysis and Design of a RF Rectifier for RFID and Implantable Devices // Sensors (Basel). - 2011. - V. 11, № 7. - P. 6494-6508.

158. Scorcioni, S., Bertacchini, A., Larcher, L. A 868MHz CMOS RF-DC Power Converter With -17dBm Input Power Sensitivity and Efficiency Higher Than 40% Over 14dB Input Power Range // 2012 Proceedings of the ESSCIRC (ESSCIRC). -2012. - P. 109-112.

159. Teh, Y.-K., Mohd-Yasin, F., Choong, F., Reaz, M.I., Kordesch, A.V. Design and Analysis of UHF Micropower CMOS DTMOST Rectifiers // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs. - 2009. - V. 56, № 2. - P. 122-126.

160. Vaddi, R., Agarwal, R.P., Dasgupta, S., Kim, T.T. Design and Analysis of Double-Gate MOSFETs for Ultra-Low Power Radio Frequency Identification (RFID): Device and Circuit Co-Design // Journal of Low Power Electronics and Applications. -2011. - V. 1, № 2. - P. 277-302.

161. Hong, S.S.B., Ibrahim, R., Khir, M.H.Md., Daud, H., Zakariya, M.A. Rectenna Architecture Based Energy Harvester for Low Power RFID Application // 2012 4th International Conference on Intelligent and Advanced Systems (ICIAS2012). - 2012. - P. 382-387.

162. Dolgov, A., Zane, R., Popovic, Z. Power Management System for Online Low Power RF Energy Harvesting Optimization // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. - 2010. - V. 57, № 7. - P. 1802-1811.

163. Vera, G.A., Georgiadis, A. Collado, A., Via, S. Design of a 2.45 GHz Rectenna for Electromagnetic (EM) Energy Scavenging // 2010 IEEE Radio and Wireless Symposium (RWS). - 2010. - P. 61-64.

164. Marian, V., Vollaire, C., Verdier, J., Allard, B. Potentials of an Adaptive Rectenna Circuit // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. - 2011. - V. 10. -P. 1393-1396.

165. Olgun, U., Chen, C.-C., Volakis, J.L. Investigation of Rectenna Array Configurations for Enhanced RF Power Harvesting // IEEE Antennas and Wireless

Propagation Letters. - 2011. - V. 10. - P. 262-265.

166. Sun, H.C., Zhong, Z., Guo, Y.-X. Design of rectifier with extended operating input power range // Electronics Letters. - 2013. - V. 49, № 18. - P. 11751176.

167. Almohaimeed, A.M., Yagoub, M.C.E., Amaya, R.E. A Highly Efficient Power Harvester with Wide Dynamic Input Power Range for 900 MHz Wireless Power Transfer Applications // 2016 16th Mediterranean Microwave Symposium (MMS). -2016. - P. 1-4.

168. Dickson, J.F. On-Chip High-Voltage Generation in MNOS Integrated Circuits Using an Improved Multiplier Technique // IEEE Journal of Solid-state Circuits. - 1976. - V. SC-11, № 3. - P. 374-378.

169. Разуваев, Ю.Ю. Расчет переходных процессов и параметров схемы удвоителя на переключаемых емкостях // Известия вузов. Электроника. - 2017. -Т. 22, №3. - С. 247-255.

170. Scorcioni, S., Larcher, L., Bertacchini, A., Vincetti, L., Maini, M. An Integrated RF Energy Harvester for UHF Wireless Powering Applications // 2013 IEEE Wireless Power Transfer (WPT). - 2013. - P. 92-95.

171. Hamano, K., Tanaka, R., Yoshida, S., Sakaki, H., Nishikawa, K., Kawasaki, S., Kawai, K., Okazaki, H., Narahashi, S., Shinohara, N. Wide Dynamic Range Rectifier Circuit with Sequential Power Delivery Technique // 2017 12th European Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC). - 2017. - P. 415-418.

172. Cockcroft, J.D., Walton, E.T.S. Experiments with high velocity positive ions. - (I) Further developments in the method of obtaining high velocity positive ions // Proceedings of the Royal Society, A. - 1932. - V. 136, № 830. - P. 619-630.

173. Villard, M.P. Transformateur à haut voltage. A survolteur cathodique // Journal de Physique Théorique et Appliquée, 4th series. - 1901. - V. 10, № 1. - P. 2832.

174. Greinacher, H. Das Ionometer und seine Verwendung zur Messung von Radium- und Röntgenstrahlen // Physikalische Zeitschrift. - 1914. - V. 15. - P. 410415.

175. Pan, F., Samaddar, T. Charge Pump Circuit Design. - USA: The McGraw Hill, 2006. - 247 p.

176. Huang, Y., Shinohara, N., Mitani, T. A Study on Low Power Rectenna Using DC-DC Converter to Track Maximum Power Point // 2013 Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings (APMC). - 2013. - P. 83-85.

177. Jiang, F., Guo, D., Cheng, L.L. Analysis and Design of Power Generator on Passive RFID // Progress in Electromagnetics Research Symposium. - 2008. - P. 13571362.

178. Wong, S.-Y., Chen, C. Power efficient multi-stage CMOS rectifier design for UHF RFID tags // Integration, the VLSI Journal. - 2011. - V. 44, № 3. - P. 242-255.

179. Jinpeng, S., Bo, W., Shan, L., Xin'an, W., Zhengkun, R., Shoucheng, L. A passive UHF RFID tag with a dynamic-Vth-cancellation rectifier // Journal of Semiconductors. - 2013. - V. 34, № 9 (095005). - P. 1-5.

180. De Vita, G., Iannaccone, G. Ultra-Low-Power Series Voltage Regulator for Passive RFID Transponders with Subthreshold Logic // Electronic Letters. - 2006. - V. 42, № 23. - P. 1350-1352.

181. Cheng, X., Zhang, Y., Xie, G., Yang, Y., Zhang, Z. An ultra-low power output capacitor-less low-dropout regulator with slew-rate-enhanced circuit // Journal of Semiconductors. - 2018. - V. 39, № 3 (035002). - P. 1-6.

182. Jackum, T., Maderbacher, G., Pribyl, W., Riederer, R. A Digitally Controlled Linear Voltage Regulator in a 65nm CMOS Process // 2010 17th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems. - 2010. - P. 982-985.

183. Oh, J.-M., Yang, B.-D., Kang, H.-J., Kim, Y.-S., Choi, H.-Y., Jung, W.-S. 250 mV Supply Voltage Digital Low-Dropout Regulator Using Fast Current Tracking Scheme // ETRI Journal. - 2015. - V. 37, № 5. - P. 961-971.

184. Bernardo, D.D., Lopez, J.L., Lopez, M.D., De Leon, M.T., Rosales, M., Alarcon, L.P. 0.5 V Output Digital Low Dropout (DLDO) Voltage Regulator with VCO-based Digital Feedback Loop // TENCON 2017 - 2017 IEEE Region 10 Conference. - 2017. - P. 505-509.

185. Hinojo, J.M., Lujän-Martinez, C., Torralba, A., Ramirez-Angulo, J. FVF-

Based Low-Dropout Voltage Regulator with Fast Charging/Discharging Paths for Fast Line and Load Regulation // ETRI Journal. - 2017. - V. 39, № 3. - P. 373-382.

186. Hwang, Y.-S., Lin, M.-S., Hwang, B.-H., Chen, J.-J. A 0.35^m CMOS sub-1V low-quiescent-current low-dropout regulator // 2008 IEEE Asian Solid-State Circuits Conference. - 2008. - P. 153-156.

187. Nasir, S.B., Gangopadhyay, S., Raychowdhury, A. All-Digital Low-Dropout Regulator with Adaptive Control and Reduced Dynamic Stability for Digital Load Circuits // IEEE Transactions on Power Electronics. - 2016. - V. 31, № 12. - P. 82938302.

188. Lu, S.-H., Huang, W.-J., Liu, S.-I. A Fast Settling Low Dropout Linear Regulator with Single Miller Compensation Capacitor // 2005 IEEE Asian Solid-State Circuits Conference. - 2005. - P. 153-156.

189. Mihhailov, J., Strik, V., Strik, S., Rang, T. Low Noise LDO Architecture with Consideration for Low Voltage Operation // 2014 14th Biennial Baltic Electronic Conference (BEC). - 2014. - P. 41-44.

190. Okuma, Y., Ishida, K., Ryu, Y., Zhang, X., Chen, P.-H., Watanabe, K., Takamiya, M., Sakurai, T. 0.5-V Input Digital LDO with 98.7% Current Efficiency and 2.7-^A Quiescent Current in 65nm CMOS // IEEE Custom Integrated Circuits Conference 2010. - 2010. - P. 1-4.

191. Luders, M., Eversmann, B., Schmitt-Landsiedel, D., Brederlow, R. Fully-integrated LDO voltage regulator for digital circuits // Advanced in Radio Science. -2011. - V. 9. - P. 263-267.

192. Kundu, S., Liu, M., Wen, S.-J., Wong, R., Kim, C.H. A Fully Integrated Digital LDO With Built-In Adaptive Sampling and Active Voltage Positioning Using a Beat-Frequency Quantizer // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2019. - V. 54, № 1. - P. 109-120.

193. Huang, M., Lu, Y., U, S.-P., Martins, R.P. An Output-Capacitor-Free Analog-Assisted Digital Low-Dropout Regulator with Tri-Loop Control // 2017 IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC). - 2017. - P. 342-343.

194. Chen, J.-J., Lin, M.-S., Lin, H.-C., Hwang, Y.-S. Sub-1V capacitor-free low-

power-consumption LDO with digital controlled loop // APCCAS 2008 - 2008 IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems. - 2008. - P. 526-529.

195. Hu, C., Niknejad, A.M., Paydavosi, N. BSIM4v4.8.0 MOSFET Model -User's Manual. - Berkeley, CA, USA: UC Berkeley, 2013. - 177 p.

196. Sicard, E. Microwind & DSCH Version 3.5 - User's Manual Lite Version. -Toulouse, France: INSA Toulouse, 2010. - 137 p.

197. Custom IC, MEMS & Photonic Design [Электронный ресурс] // Сайт компании Siemens. URL: https ://eda. sw. siemens. com/en-US/ic/ic-custom/ (дата обращения 15.04.2021).

198. Технологии [Электронный ресурс] / Сайт группы компаний «Микрон». URL: https://www.mikron.ru/capabilities/technology/ (дата обращения 15.04.2021).

199. Sicard, E., Bendhia, S.D. Basics of CMOS Cell Design. - USA: McGraw-Hill, 2007. - 429 p.

200. Wang, A., Calhoun, B.H., Chandrakasan, A.P. Sub-threshold Design for Ultra Low-Power Systems. - New York, NY, USA: Springer, 2006. - 209 p.

201. Разевиг, В.Д. Применение программ P-CAD и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ: В 4 выпусках. Выпуск 3: Моделирование аналоговых устройств. - М.: Радио и связь, 1992. - 120 с.

202. Sicard, E., Bendhia, S.D. Advanced CMOS Cell Design. - USA: McGraw-Hill, 2007. - 364 p.

203. Enz, C.C., Vittoz, E.A. Charge-based MOS transistor modeling. -Chichester, West Sussex, UK: Wiley, 2006. - 303 p.

204. Raychowdhury, A., Somasekhar, D., Tschanz, J.W., De, V.K. Digitally Phase Locked Low Dropout Regulator. Patent US № 0241890. Publication Date: 27.08.2015.

205. Baker, R.J. CMOS: circuit design, layout, and simulation. - Hoboken, NJ, USA: Wiley, 2010. - 1177 p.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА

A1. Коноплев, Б.Г., Синюкин, А.С. Исследование выпрямителей на основе наноразмерных МОП-транзисторов для микросистем с беспроводным питанием // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2018. - № 2 (196). - С. 105-113. (РИНЦ, ВАК)

A2. Синюкин, А.С., Коноплев, Б.Г. Исследование влияния параметров наноразмерных МОП-транзисторов на характеристики преобразователей энергии для пассивных беспроводных устройств // Известия ЮФУ. Технические науки. -2019. - № 6 (208). - С. 15-24. (РИНЦ, ВАК)

А3. Sinyukin, A.S., Konoplev, B.G. An Integrated CMOS UHF Energy Converter for Passive Wireless Devices // Russian Microelectronics. - 2021. - V. 50, № 3. - P. 189-196. (Scopus, ВАК)

А4. Sinyukin, A.S., Konoplev, B.G. Integrated Ultra-Low Power RF-DC Converter for Wireless Passive Microdevices // Springer Proceedings in Physics. -2021. - V. 255. - P. 3-9. (Scopus)

А5. Синюкин, А.С., Коноплев, Б.Г., Ковалев, А.В. Преобразователь радиочастотной энергии на наноразмерных МОП-транзисторах для пассивных беспроводных приложений // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС) - 2020. Сборник трудов. Выпуск III. - М.: ИППМ РАН, 2020. - С. 218-223. (РИНЦ, ВАК)

А6. Sinyukin, A.S. Design of Power Supply Unit for Passive UHF RFID Tag // International Journal of Research Studies in Electrical and Electronics Engineering. -2017. - V. 3, № 2. - P. 11-18.

А7. Popov, A.O., Sinyukin, A.S. Design of Frequency Meter Unit for Low-Power Integrated Circuits // International Journal of Research Studies in Electrical and Electronics Engineering. - 2017. - V. 3, № 4. - P. 1-4.

А8. Коноплев, Б.Г., Синюкин, А.С. Моделирование выпрямителей для устройств с беспроводным питанием // Моделирование. Фундаментальные исследование, теория, методы и средства. Сборник трудов. - Новочеркасск: Лик,

2018. - С. 366-370. (РИНЦ)

А9. Синюкин, А.С. Моделирование модуля питания пассивных устройств радиочастотной идентификации // Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении «КомТех-2019». Сборник трудов. - Ростов-на-Дону, Таганрог: ЮФУ, 2019 - С. 108-114.

А10. Konoplev, B.G., Sinyukin, A.S. Research of Nanoscale MOSFET Parameters Impact on the Performance of Energy Converters for Internet of Things // International Journal of Innovative Research in Electronics and Communications. -

2019. - V. 6, № 4. - P. 18-24.

А11. Синюкин, А.С., Коноплев, Б.Г. Интегральный выпрямитель ректенны для собирания энергии в диапазонах 1,8/2,4/5 ГГц // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии (КрыМиКо'2020). Выпуск 2. Сборник трудов. - Севастополь: СевГУ, 2020 - С. 35-36.

A12. Коноплев, Б.Г., Синюкин, А.С. Цифровой стабилизатор напряжения с фазочастотным управлением. Патент РФ на полезную модель № 194411 от

10.12.2019.

A13. Коноплев, Б.Г., Синюкин, А.С. Умножитель напряжения для маломощных приложений. Патент РФ на полезную модель № 199930 от

29.09.2020.

A14. Синюкин, А.С., Коноплев, Б.Г. Программа моделирования переходных процессов в умножителях напряжения на наноразмерных МОП-транзисторах. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ РФ № 2019664524 от 08.11.2019.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Документы о внедрении и использовании результатов диссертационной работы

УТВЕРЖДАЮ

СПРАВКА

об использовании в НИР результатов, полученных аспирантом

Синюкиным A.C.

Результаты: Исследование и разработка модуля питания пассивного беспроводного устройства в рамках выполнения Эскизного проекта на модули средств удаленного снятия сигналов, полученные аспирантом Синюкиным A.C. в июне - ноябре 2020 г., использованы при выполнении проекта № ЛАБ0110/2020-01ИЦ «Разработка и исследование методов и средств мониторинга. диагностики и прогнозирования состояния инженерных объектов на основе искусственного интеллекта».

Руководитель проекта № ЛАБ0110/2020-01ИЦ д.т.н.

A.B. Ковалев

« 01 » 42

2020 г.