Indonesi an  Journa l  of   El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   13 ,  No.   3 ,  Ma rch   201 9 , p p.   1 007 ~ 1 013   IS S N:  25 02 - 4752 ,  DOI: 10 .11 591/ ijeecs . v 13 .i 3 .pp 1 007 - 1 013           1007       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   R ectifi er for RF  e nergy  h arvestin g usin g  s tu b  m atc hi ng       I.  A dam 1 ,  M.   N.   M. Y as in 2 ,  M.  E. A.  Az i z 3   an d  Sulaim an   M. I. 4     1 Bi oelect ro m a gn et ic s Resea r ch Gr oup (Bi oE M) ,  Ma lay sia   2 School  of  Com pute r and  Com m unic a ti on   Engi ne eri ng,   Univer si ti   Malay s ia ,   Ma lays ia   3 School  of  Mi cr oel e ct roni c Engi nee ring ,   Univ ersit i  M al a y si a ,   Ma lay s ia   4 Univer siti   Kual a  Lumpur  &  Bri t ish Ma lay si a  Ins ti tute ,   Mal a y s ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Oct   1,   2018   Re vised  Dec   10, 2 018   Accepte d Dec   25, 201 8       One  of  ch al l en ge  in  r ecte nn a  design  is  th e  i m peda nce   m atc hing  of  th e   ant enn a  to  the  rec t ifi er   loa d .   R ec t ifi er   exhi b it s   complex  impe danc e   while  ant enn as  are  nor m al l y   designe d   t o  m at ch  e it he r  5 0  Ω  or  75  Ω  lo a ds.  For  the   opti m um   power  tra nsfer   be twe en  an te nn a   and   the  re ct if ie r   circui t ,   bot h   impedanc es  should  be  m at che d.   Thi s  pape r   pre sents  the   design  and   deve lopment  of   the   7 - stage s  Di ckson  m ult ipl ie r   in  ene rg y   har v esti ng.   T h e   obje c ti ve  of  th i s  pape r  is  to  ana l y z e  th e  per form anc e  of  th e  designe d  m ult ipl ie r  toge t her   with  m at ching  ci rcu i t.   An  i m prove m ent   of  60%  output  volt ag e  is  achie ved   b y   fe edi ng  - 30dBm   of  low  in put  powe r     at   the m ult ipl i er ci rcu it .      Ke yw or d s :   Dicks on Mult ipli er   Energy  Harves ti ng     Stub Ma tc hing     Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   I.   Adam ,    School  of Com pu te r  a nd Com m un ic at ion   En gin ee rin g ,   Un i ver sit i M al ay sia  Per li s , M al ay sia .   02600 A ra u,   P erli s .   Em a il :  is m ahayat i@un im ap. edu.m y       1.   INTROD U CTION     Energy  ha r vest ing   has  been  to pic  of  interest   by  m any  research e rs’   ye a rs  be fore  as  world  are  lo ok i ng  for  ren e wa ble en er gy to  rep la ce cur re nt en er gy so urce [ 1] - [ 10 ] . Radi o  fr e quency (RF )  be ca m e a  m or e p opula r   so urce  in   ha rv e sti ng   e nergy  f or  it s  avail abili ty   and   easy   sca veng in g  syst e m   com par ed  to   oth e rs  s ource su c h  as   wind,  s olar,  vi br at io n,   piezoe le ct ric  and   t he rm al .  All  this  so urce  a re  fa r   beyo nd  our  c on t ro l,  for  e xa m ple   therm al  n eeds  heat, s olar re quires li gh t  prese nt and  vibrat io n need s m otion [ 7].   RF  energy  ca n  be  harves te d  ei ther  f ro m   am bient  or   f rom   ded ic at ed  s ource.  A  dev ic e  desig ne d  t o  colle ct   the  el ect ro m agn et ic   en erg y  in  the  fr e e  sp ace  an d  tra ns f or m   into  dir ect   cur re nt  ( D C)  is  cal le d  rectenn a.   Fig ure   1  sho ws  gen e ral  bl ock   of  recte nna  w he re  it   is  basical ly   a  com bin at ion   of  recti fier  an d  anten na.  Ma tc hin g ci rc ui t i s ap plied   bet ween t he  a nte nna a nd the  recti fier circ uit.           Figure  1.   Ge ne ral b l ock d ia gra m  o f  Re ct e nna       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  13 , N o.   3 ,  Ma rc h   201 9   :   1 0 0 7   –   1 0 1 3   1008   In   high  fr e que ncy  analy sis,  i m ped ance  m atch in g  is  on e   of  im po rtant  as pect.  T he  im ped ance s  of  anten na  a nd  re ct ifie r  ci rcu it s  are  ne ed  t o  be  m at ched ,  in   w hich  it   ca n  a void  of  the   tra nsm itted  wa ve  re flect ed   back   a nd  for  a   m axi m u m   po wer   tra ns fe r.   A  good  m at ching   net w ork  w il l  allow   a  m axim u m   po wer   trans fer   betwee n  the  a nt enn a a nd th e r ect ifie r  ci rcu it .   The  num b er  of   R F  tra ns m it te rs  will   co ntinu e   to  gro wth  al ong  wi th  the  num ber   of  m ob il e   su bsc ri ption s .  Hen ce ,  there  are  gr eat   pote ntial   in  har ves ti ng   the  energ y  fr om   Glob al   Syst e m   fo r  Mob il e   Com m un ic at io n  ( GS M )  f re quency  ba nd.  Ma ny  ap proac hes  hav e   bee n  pro posed   pre v io us ly   su c h  a s  ad ding   par asi ti c  el em e nts  [ 8],  L  or  T - m at ching     [9 ]   and   [10]  an d  stub   m at ching   te chn iq ues  [11 ]   –   [15].    RF - to - DC   eff ic ie ncy o f   45%  at  868  MH z  with  a n  opti m u m   load  of  2. 5  kΩ  is pr ese nt ed  in   [ 9]  after  L  m at ching   is app li ed   to  the  recti fier  ci r cuit.  A uthor s  in  [11]  su cce ssfu ll y  inv e nte d  an  e ff ic ie nt  of   si ng le   sta ge   RF  energy  harveste r   m od ule  at   900  MHz  wit h  ex hib it s  a  direct   curre nt  ( DC)  recti fied  vo lt a ge  of   1.2 5  V   at   0.5  m   wh er e  they   i m ple m ented  a  capaci tor  with  stub   m at ching   in  the  m a tc hin g  ci rc uit.   Diff e ren t  m a tc hin g  ci rc uits   wer e   analy zed  i n  [ 12]   with   a  4 - sta ge  Vill ard   recti fier.  I n  their   w ork,   t he  s horte d  stu b  m at chin g  perform ed  be tt er  for   low p ow e r  i nput in  t he ran ge fr om   - 30 d Bm  to  - 5 dBm .   A  m ulti sta ge  recti fier,  ot herwise  kn own  a s   volt age   m ultip li er  has  been  fo c us   i n  this  w ork  to get her  with  a  stu b  m a tc hin g  net wor k.  T he  f re qu e nc y  of  interest   i n  the  desig ne d  c ircuit   is  G SM  band  a s  the   rec ei ved  sign al   stren gth  is  hig her   com par e d  to  oth e r   a m bient  RF  s ign al .  D ue  to  nonlinea r  beha vior  of   the  di o de  in  recti fier  ci rc uit,  a  pro per   m at chin g  bet wee n  recti fier  an d  anten na  is  nee ded.  A n  inc re m ent  in  the  re ct ifie d  ou t pu t  volt age  is dem on strat e d  a fter th e  m atch in g  ci rc uit i s  appli ed bef ore  the  desig ne d m ul ti plier circuit .       2.   DESIG N       I n  this  sect ion,   recti fier a nd m at ching circ uit wil l be  discuss ed  in div i dual ly .     2 . 1.       Rect ifie r  D esi gn   The  recti fier  de scribes  is  this   pap e r  is  base d  on  7 - sta ge  D ic ks on  m ulti pli er  with  Sc ho tt ky  diode  as   sta te d  in  Fi g ure   2.   Ea ch  sta ge   is  consi sti ng  of   t wo  di od es   and  tw o  capa ci tors.   T he  RF   input  po wer   i n  R F   energy  harvest ing   syst e m   is  ty pical ly   s m all,  thus  the   DC   ha rv est e d  from   a  sin gle  sta ge   r ect ifie r  is  not  e nough.  Ther e f or e,  t o  obta in  a  hi gh e r  DC  volt age  th e  ci rcu it   is  casca ded   i nto   m ulti ple  sta ge.   Th e  casca de d  ci r cuit  is   cal le d  Dicks on   m ulti plier.  In   2003,  Kar t haus  and   Fische r  [ 6]  had   m od ifie d  the  or i gin al   Dicks on  to po l og y  by  el i m inati ng  t he  n ee d of cl oc k pu lse s  and  re duci ng the  num ber o f  c ouplin g an d  stray  ca pa ci tors.     The  recti fier  de scribes  is  this   pap e r  is  base d  on  7 - sta ge  D ic ks on  m ulti pli er  with  Sc ho tt ky  diode  as   sta te d  in  Fi gur e   2.   Ea ch  sta ge   is  consi sti ng  of   t wo  di od es   and  tw o  capa ci tors.   T he  RF   input  po wer   i n  R F   energy  harvest ing   syst e m   is  ty pical ly   s m all,  thus  t he   DC   ha rv est e d  from   a  sin gle  sta ge   r ect ifie r  is  not  e nough.  Ther e f or e,  t o  obta in  a  hi gh e r  DC  volt age  th e  ci rcu it   is  casca ded   i nto   m ulti ple  sta ge.   Th e  casca de d  ci r cuit  is   cal le d  Dicks on   m ulti plier.  In   2003,  Kar t haus  and   Fische r  [ 6]  had   m od ifie d  the  or i gin a l  Dicks on  to po l og y  by  el i m inati ng  t he  n ee d of cl oc k pu lse s  and  re duci ng the  num ber o f  c ouplin g an d  stray  ca pa ci tors.           Figure  2. Dic kson n - sta ge  Re ct ifie r  Co nf i gurati on [6]       The  re ct ify   el e m ents  in  the   ci rcu it   m ai nl y  determ ines  t he  RF  to  DC   conve rsio n  ef fici ency  an d  Schott ky  diod es  app ea red   to   be  a  good   ca nd i date  as  they   been   widely   us ed  [ 3] - [ 7].  Du e  to  high  operati ng   fr e qu e ncy  a nd   low  in put  po wer,  diodes  ha ve  a   ve ry  fa s t  switc hing  ti m e  and  the  l owest   po s sible  tur n  on   vo lt age  [ 4].  Sc ho tt ky  diodes  offe r  gr eat   a dvantages  i n  te r m s   of   sp ee d  be cause  it   does   no t  r el y  on   hole s  or  el ect ro ns   rec om bin ing   w hen   they   enter  the  opposit e  ty pe  of   reg i on   as  in  the  case  of   a  c onve ntion al   dio de .  A s   a  resu lt ,  HS M S2850  Sc ho tt ky   dio des  are  se le ct ed  based   on  the  low  tu r n  on   vo lt age .  Th e  dio de  it sel f  ha s  be e n  desig ne d  and   op ti m iz ed  fo r   us e  in  s m al l   sign al   (for   input  powe r  le ss  than  - 20  dB m )  a pp li cat ion s  at   fr e qu e ncies  be low  1.5  GH z  [16].  47  pF   ca pacit or   is  us e d  in  each  sta ge   capaci tor  an d  the  load  is  100  nF   par al le l wit h 1 00 k Ω.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Rect if ie r for  R F  e ner gy  h ar ve sti ng   us in g  s tu b  m atc hing   ( I.  Ad am )   1009   The  ci rc uit  has   bee n  sim ulated   based  on  a  l ow  cost  FR - 4  bo a r d  ( with  di el ect ric  con sta nt,  є r   =   4.6 ,   and   s ubstrat e  thick ness,   t   =  1. 6  m m ).   The  ci rcu it   dim ension  is  73   m m   x  60  m m .  All  the  de sign   a nd   res ult  are  si m ulate d  by  usi ng Advance d Desi gn Syste m  ( AD S )  soft war e .     2 . 2.       Matchin g Circ uit     Im ped ance  m at ching   is  one  of   the  im po rtant  aspects  of   hi gh   f reque ncy  ci rcu it   analy sis.  The  desi gn   ci rcu it   has   to  be  im ped ance  m at ched   f or  a  m axi m u m   po w er  tra ns fe r  bet ween  the  recei ving  a nten na  a nd  th e   recti fier circ uit.   Sin gle st ub m at ching w il l  be  d isc us se d  f urt her in t his p a pe r.   A  sin gle  stub  m at ching   te chn i qu e  is  s uitable   for  m at c hing  any  com plex  loa d  to  char act e risti c   i m ped ance .  U nlike  a  qu a rter  wav el e ng t h  transfor m er,  the  stub   m a tc hin g  is  desi gn e d  by  us i ng  50Ω  trans m issi on   li ne  f or  bo t h  m a in  li ne  a nd  stu b.   Stu bs   a re  s horte d  or  open  ci rcu it   le ngths  of   t ran sm issi on   li ne   intende d  to  produce  a  pure  r eact ance  at   the  at ta ch m ent  point,  for  the  li ne   fr e qu e ncy  of   interest .  Fig ure   3  ( a )   and  ( b)   desc rib e  par al le l  an d  s eries  sin gle  stu b  m at ching   network.  Pa rall el   stub   m at ching   is  pr e fer a ble  si nce  it   easi er  an d  feas ible  for  m ic ro strip  boar d  ap pl ic at ion .  T he  stub   m at ching   c an  be  ei the r  s horted  or   op e n  stub  dep e nds  on   t he   const raint  of  the  desi gn.  G ener al ly ,  one  will   choose  ba sed  on   w hich   topolo gy  gi ve s  the  sh ort est  leng t h, in the r an ge  of  less than  half a  la m bd a (λ) . F or  a w i der   bandw i dth , s t ub s a re s uppose d  to  be  as  sh ort  as  possi bl e.    In  Fig ur e   3,   Z L   is  the  l oad  im ped a nce,   Z o   is   the  ch aracte ris ti c  i m ped ance  wh ic h  in   this  c ase  it   is  50   oh m   anten na  i m ped ance,  l  is  the  stu b  le ngt h  an d  d  is  the   le ng t h  f r om   stub   to  the   loa d.   W it h  stub  ad de d  in  the   transm issi on   li ne  bet ween   Z o   and   Z L   at   a  certai n  le ngth,  t he   i m ped ance  s een  bey ond  th e  stub   is  e qu al   to  the   char act e risti c  im ped ance.  For   a  par al le l  stu b  m at ching ,   it   is  co nv e nient   to  e xpress   the   im ped ance - m atch in g  process  us i ng   adm i tt ances  ra ther  tha n  im ped ance s.  In it ia ll y,  the  loa d  im ped a nce  is  c on ve rte d  to  norm al iz e   adm i tt ance.          (a)   (b)     Figure  3. Sin gl e Stu b  Ma tc hi ng C onfig ur at io n (a) pa rall el  an d ( b) siries       ′ = ⁄                                        (1)     ′ = 1 ′ ⁄                             (2)     =  + (  )                                     (3)    =                           (4)   (  ) = +  (  )                      (5)   A  stu b  shou l d  be  place d  at   a  locat ion   w he re   the  li ne  adm ittance  has  a  rea l  par t  that  equal   to  Y o .  As   sh ow  in  e quat ion   (4),   st ub   a dm ittance  is  an  i m aginar y,  ei th er  capaci ta nce  or   in duct ance .  To  obta in  m atch e d  conditi on,  s us c eptsance  ( B )  of  stu b  an d  ds t ub   sho uld   be  eq ual  in  val ue  w it h  opposit e  po la rity .   As  sho wn   i n  Fig ure   4,  the  input  im ped anc e  at   91 5  MH z  is  equ al   to  12  -   j   39. 8  Ω,  whic h  is  com plex  neg at ive  reacta nce   i m ped ance .  S m it h  Chart  is  us e d  to  fi nd   t he  stu b  le ngth   ( d )  an d  th e  li ne  le ngth  fro m   load   im ped ance  ( l ).   Applyi ng   bo t h  fo rm ula  (1)  and   (2),   the  nor m al iz ed  ad m itt ance  is  cal culat ed  as  0.347  +   j 1.1 5  Ω.  The n,   th e   value  Y ’L  is  pl otted  on  the  s m it h  char t.  Us ing   sm it h  char t  too ls  pro vid e d  in  A DS   s of t war e ,  value  of  stub  le ng th  and  stu b l ocati on ca n  be  calc ulate d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  13 , N o.   3 ,  Ma rc h   201 9   :   1 0 0 7   –   1 0 1 3   1010       Figure  4. Im ped ance  of t he  m ulti plier sim ula te d  at  91 5  M H z       As  can  be  see n  in  Fig ure   5,  the  le ng th  of   op e n  is  gr eat er   than  half  a  λ  com par ed  to  s horted  stu b.   Fig ure   6  sho w s  the  pro pose d  stub   m at ching  ci rcu it   in  A D S  en vir on m ent.  From   the  calcu la ti on ,  stu b  locat ion  occurs at  9.1 3 m m  an d  the  stu b  le ngth  of  ope n  a nd s horted  a re fo und  a s  55. 97 m m  an d  11. 79 m m  r especti vely           (a)   (b)     Figure  5. Sm ith  C har t  (ad m it t ance   plo t)  p l otted to  f i nd stu b l eng th  ( a ) op e n pa rall el  stub a nd (b) sh ort ed  par al le l st ub           (a)   (b)     Figure  6. Pro pose d  m at ching   netw ork (a)  op en parall el  stu b, an d ( b)   shorte d parall el  stu b       The  width   is  cal culat ed  at   transm issi on   li ne  cha racteri st ic   i m ped ance,  wh ic h  is  50  Ω .  Re flect ion  coeffic ie nt  of   bo t h  stu b  m atch in g  is  show ed  in  Fig ure   7.   Shor te d  stu b  m at ching   give   a  deep e r  an d  wide r   band with,  w hi ch  is  - 22. 78   dB   with  a  band witdh   of   246  MHz.  Wh il e,  le ss  band witdh   is  ob ta ine d  in  op e n  s tu b  si m ulati on , 83  MHz wit h  - 20. 45 d B  d ee p.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Rect if ie r for  R F  e ner gy  h ar ve sti ng   us in g  s tu b  m atc hing   ( I.  Ad am )   1011       Figure  7. Re fle ct ion  C oeffici ent of t he pr opose d  st ub m at ch ing       3.   SIMULATE D   RES ULTS  A ND AN ALYSIS     Re su lt s  are  sim ula te d  by  us ing   Adva nced   Desig n  Syst em   2013   ( A DS).  The  ci rcu it   di m ension   with  stub  m at ching  are  106 x 103  m m  an d  10 6 x 60 m m  f or  the  op e n  a nd s hort ed  st ub. T he re ct ifie d  outp ut  volt age  is  si m ulate d  acro ss  10 0  nF  pa rall el   with  100  kΩ  loa ds .  Re su lt s  are  at ta in ed  f or   both  op en  an d  s horte d  stub  at ta ched   t o  th e  m ult ipli er  ci rcu it ,  w her e  both  ci rcu it   re s on at e  at   915  MHz  with   - 26   dB  retu rn   l oss.    A  band width o f 7  MHz a nd  8  M Hz were  obtai ne d for  op e n  a nd s horted  stu b resp ect ively ,  a s sho wn in Fi g ure   8 .           Figure  8. Re fle ct ion  C oeffici ent of t he  m ultip li er  with the   m at ching   netw ork       The  recti fied  outp ut  vo lt a ge  of  the  ci rcu it   is  then  m easur e d  to  ve rify  the  ci rcu it   per f orm ance  without  and   with  m at c hing  ci rcu it .  A t  the  resonan t  fr e qu e ncy,  the   resu lt   showe d  that  there  are  i m pr ovem ents  in  the  recti fied  ou t put  fo r   lo w  in pu t powe r  ra ng i ng f r om   - 30  d Bm   to  0  dBm   after  the  m at ching   ne twork  is  a ppli ed  in   fron t  of  the   ci rcu it . A  m axi m um   increase  of  60%  was   ach ie ved  in  recti fied  ou t put  volt age  durin g  - 30  dBm   input  po wer  f or  m ulti plier  with  m at ching   ci r cuit.  1.4 9  V  a nd  1.50  V   are   a chieve d  at   - 10  dBm   inp ut  power  f or   ci rc uit  with  op en  an d  shorte d  stub   m a tc hin g,  wh il e  1.0 5  V   fo r  ci rc uit  without  m a tc hin g.  The  detai ls  resu lt   is   il lustrate d  in  T able 1.       Table  1.   Sim ul at ed  res ults  with  op e n  a nd s ho rted  st ub m at c hing  netw ork f or the  pro pose d  m ulti plier   Pin  ( d B m )   W ith o u t Stub   Op en  Stub   Sh o rted Stu b   Io  ( m A)   Vo  ( V )   Io  ( m A)   Vo  ( V )   Io  ( m A)   Vo  ( V )   - 30   0 .04   0 .02   0 .06   0 .05   0 .06   0 .05   - 25   0 .07   0 .06   0 .13   0 .13   0 .14   0 .31   - 20   0 .15   0 .15   0 .26   0 .33   0 .27   0 .33   - 15   0 .31   0 .41   0 .49   0 .73   0 .50   0 .74   - 10   0 .66   1 .05   0 .88   1 .49   0 .86   1 .50   - 5   1 .40   2 .53   1 .54   2 .80   1 .55   2 .81   0   3 .17   5 .97   2 .66   4 .97   2 .67   4 .97   5   5 .32   1 0 .46   4 .42   8 .23   4 .43   8 .24   10   6 .72   1 5 .63   6 .09   1 4 .28   6 .12   1 4 .30     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  13 , N o.   3 ,  Ma rc h   201 9   :   1 0 0 7   –   1 0 1 3   1012   Fig ure   9  s how s  the  outp ut  powe r  ve rs us   in pu t  power   of   t he  recti fier  c ricuit .  The  m ult ipli er  wit h  m at hcing   ci rc ui t  are  able  to  increase  t he  ou tpu t  volt age  at   low  in put  po wer.  Mult ipli er  with  s horted   stub  m at ching   ci rc ui t  exh ibit s  gr ea te r  outp ut  po w er  f or  - 30   dBm   to  - 20  dBm   inp ut  powe r.   Wh ereas,  for  the   r est   of  the  te ste d  inpu t  power ,  a  good   a gr eem ent  has  bee n  ac hieved   i n  the  out pu t  power   for  bo t h  ope n  stu b  an d  sh ort ed   stu b  ci rcu it .  Data  in   Table  1  s howe d  the   m a xi m u m   ou tpu t  c urre nt  an d  recti fied   outp ut  volt age   at   9 15  MHz  f or   m ulti plier  with ou t   stub ,  with  open  a nd  sho rted  stu b  m at ching   ci rc uit.  From   the  resu lt s,  both   m at ching   netw ork  a re success fu ll y i ncr e ased  the  ou t pu t  volt age  of the  recti fier at lo w  i nput  p owe r.     As  a  s umm ary,  both  of   t he  m at ching   ci rc ui ts  hav e  s u cce ssfu ll y  increa s e  the  outp ut  volt age  of  the  m ul ti plier  when  low  in put  power   is  ap plied  to  the  ci rcu it .  Shor te d  stub   m at chi ng   is  le ss  pron e  t o  el ect ro m agn et ic   ra diati on  le akag e   as   i n  t his w ork   it   pr ov i de s   3 % h ig he r  ou t pu t   with   le s s  boar d  siz e  c om par ed   to   op e n  stu b.  How e ve r,  open  s tub  m ay  becom e  m or e p racti cal  o n  m ic ro str ip w he re it do e s n ot u se sho rt v ia  as   a gro und t erm i nal.           Figure  9. Re ct ifie d O utput P ower  of the  m ult ipli er circ uit sim ula te d  at  91 5 M Hz       4.   CONCL US I O N     A  m at ching   usi ng   stu b  el e m ent  has  bee n  discuss e d  i n  orde r  to  e nh ance  the   ef fici ency  of  the  m ul ti plier  ci rcu it   at   low  po w er  le vel.   Sim ul at ion   resu lt s  from   bo th  ci rcu i ts  have  be en  presente d  to   ve r ify   the   m at ching   ci rc ui ts  are  able  to  increase  m ulti plier  eff ic ie ncy.  A  m ulti plier  with  sh ort ed  ci r c uit  stub   giv es  bette r  resu lt s c om par ed  to  ope n  ci rc uit stu b wit h  s m al le r  ph ysi c al  d im ension .       ACKN OWLE DGE MENTS     Au t hors w ou l d l ike to t ha nk you to  U niv e rsiti  Mal ay sia  Per li s f or  fina ncial   su pp or ts.       REFERE NCE S     [1]   Sharia ti,  Negin ,   W a y ne  ST  Rowe,   and  K amran  Ghorbani ,   "H ighly   sensi ti ve  rec t ifi er  for  ef fi ci en t  RF   ene r g y   har vesti ng . "  Mi c rowave  Conf ere nce   ( EuMC) ,   20 14  44th Europea n.   IE EE ,   2014 .     [2]   Pradha n,   Saji n a,  Le e   Sun - Kok  Noh,  and  Dong - You  Choi ,   "Co m par at ive   stud y  of  rec te nna  for   el ectrom agne t i c   ene rg y   h arv est in g. "  Int ernati onal   Journal  o f  Con t rol an d  Au tomat ion  7. 3   ( 2014) :  101 - 112.     [3]   Pham ,   Binh  L,   and  Anh - Vu  Ph am ,   "Tri ple   b an ds  ant enna   and   high  eff icien c y  rec tifier  d esign   for  RF   ene rg y   har vesti ng  at   90 0,   1900  and  240 0  MH z. "  Mic ro wave   Symposiu m  Digest  ( IMS ) ,   2013  IEE E  MT T - S  Inte rnationa l.   IEE E ,   2013 .     [4]   Adam ,   Ism ahay at i ,   e t  a l.  "D ouble   ba nd   m ic ro wave   re ct if ie r   f or  ene rg y   har v esti ng. "  M ic row ave   and  Opt ic a l  Technol ogy   Letters   58. 4  ( 2016) :  922 - 927.     [5]   Toude shki,   Ar ash,   et  al.  "D evel opm ent   of  a  n e w  ca sca d e  vol tage - double r   for  volt ag e  m ult ipli ca t ion. "  Chin ese   Journal  of   Engi n ee ring 2 014   (20 14).     [6]   Kart haus,   Udo,  and  Marti n  Fis c her .   "F ully   inte gra te d  passive  UH F  R FID   tra n sponder  IC  with  16. 7 - /spl  m u/W   m ini m um   RF   input   power. "   IE E E  Journal   of   Solid - Stat e   Circuits  38. 10  ( 2003) :  1602 - 1608.     [7]   Olgun,   U .   Eff i cient  Microwa v e  Ene rg y   Harve st i ng  Te chno log y   and  it s  Applicat ions  (Doct ora l  d isserta ti on ,   Th e   Ohio  State  Univ ersity ) ,  2012 .   [8]   Barne t t,   Ra y m o nd  E. ,   Jin  Li u ,   a nd  Steve   L az ar .   "A   RF   to  DC  vo lt ag e  conve rsion   m odel   for  m ult i - stage   re ct if ie rs  i n  UH F RFID   tra nsponders."  IE EE  Journal  of   solid - state   ci rcui ts ,   44   ( 2 ):   354 - 37 0 ,   20 09 .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Rect if ie r for  R F  e ner gy  h ar ve sti ng   us in g  s tu b  m atc hing   ( I.  Ad am )   1013   [9]   Anchuste gui  Echea rt e,   Ike r ,   et   a l.   "A   high - eff ici ency   m at chi ng  t ec hniqu e  for  low  power  le vel s  in  RF   har vesti ng. "   PIE RS   2013  Sto ck holm - Progres s  in  E le c tromagnetics  Re sear ch   Symposium.  Proce ed ings.  The   El e ct rom agnet i c s   Ac ademy ,   2013 .     [10]   Adam ,   I,   Male k ,   M.  F.  A,  Yasi n,   M.  N.  M ,  an d   Rahi m ,   H.  A.   "RF   Ene rg y   H a rve sting  W it h  E ffic i ent   Mat chi n g   Te chn ique   For   Low  Pow er  L ev el   Appl ic a ti on . "  ARPN  Journal   of  Eng ine ering   and  Applied  S cienc es ,   10 :   8318 - 8321 ,  2015 .   [11]   Ta ris,   Thierr y ,   Vale ri e  Vigner a s,  and   Lud ivi ne  Fadel .   "A   900M Hz  RF   ene rg y   h arv esti ng  m odul e. "  New  C ircui t s  and  Syste ms   Co nfe renc e  ( NEWC AS) ,  2012  IE EE  10th  Int ernati on al.   I EEE ,   2012.     [12]   Adam ,   Ism ahay at i ,   Mohd  Najib  Mohd  Yasin,   and  Moham ma d  Shahra ze l  R az a ll i .   "Com par ison  of  recti fi e r   per form anc e  usi ng  diffe ren t  m atching  te chn ique . "   Elec troni c  De sign  ( ICED ) ,   20 16  3rd  Inte rnational   Confe renc e  on.   IE EE ,  2016 .    [13]   Ta khedmit ,   H,  e t  al ,   "D esign  an d  expe riments  o f  a  2. 4 - GH z  vol ta ge  m ult ip lier  f or  RF   ene rg y   h a rve sting. "  Proc .   Powe r ME MS :  4 48 - 451 ,  2012 .   [14]   Sara i va ,   Henr iq ue  M.,  et  al.  " Expe riment al   ch ara c te ri zation  of   wea rab le   ant en nas  and  c irc u it s   for  RF   ene r g y   har vesti ng   in   W BAN s."  Ve hic u l ar Tec hnology C onfe renc e  ( VTC  Spring) ,   2014  IE EE   79 th. IE E E ,   2014.   [15]   Jabba r,   Ham id,   Young  S.  Song,  and  Taik y eong  Te d  Jeong.   "R F  ene rg y   har v esti n g  s y stem  and  c ir cui ts  for  ch arg in g  of  m obil e  d evice s."  IEEE  Tr ansacti ons on   Consum er  El e ct roni cs  56. ( 1 ) ,   2010 .    [16]   Avago  Technol o gie s,  HS MS - 2850,   “ Surfac e   Mou nt  Z ero   Bi as  Sch ott k y   De te c -   tor   Diodes. ”    [17]   Advanc ed  D esig n  S y stem 2013   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.