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Coupling Independent metamaterial-based wireless power and data transfer system over a single channel for biomedical applications

研究課題

研究課題/領域番号 22K14260
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関九州大学

研究代表者

BARAKAT ADEL  九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (20792039)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードMetamateria / wireless power transfer / wireless data transfer / Clock and data recovery / Efficiency / low power consumption / Metamaterial / Efficienct oscillator / wireless power and data / biocompatibility / biomedical implant / stacked metamaterial / free running oscillator
研究開始時の研究の概要

A general wireless power and data transfer (WPDT) system employs two modules, which results in a large size. Also, the use of a fixed frequency oscillator makes the performance of the WPDT system dependent on the separation between the transmitter (TX) and receiver (RX). In this research, a free-running oscillator that uses stacked metamaterial as its resonator is proposed such that the system has TX/RX separation independent operation. Also, data is transmitted by modulating the current source of this oscillator.

研究実績の概要

The purpose of this research is the implementation of a metamaterial-assisted wireless power and data transfer (WPDT) system over a single channel to compact biomedical implants. Also, this WPDT system features 1- a free running oscillator for dynamic transfer, and 2-a clock and data recovery circuit in CMOS technology with low power consumption.

In this ficial year (FY2023), final prototypes of the metamaterial-assisted free running oscillator and its characterization have been completed. Results has been drafted and submitted to an international Q1 journal.

Finally, under the topic of clock and data recovery, a presentation has been has been done at an international conference. Moreover, a paper has been published on a highly impacted Q1 journal (IEEE-TAP).

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

The planned test in phantom model has been performed early before and the results is submitted for review in an international journal.

今後の研究の推進方策

In FY2024, a new chip will be fabricated for the clock and data recovery circuit with lower power consumption. The obtained results will be summarized and published.

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] An Efficient Inverse Modeling Method Using Translator-Inspired Neural Network and Dual-Annealing for a Compact WPT System2024

    • 著者名/発表者名
      Jiang Xin、Pokharel Ramesh K.、Barakat Adel
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Antennas and Propagation

      巻: 72 号: 4 ページ: 3282-3291

    • DOI

      10.1109/tap.2024.3372149

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hybrid SRR-based Stacked Metamaterial for Miniaturized Dual-band Wireless Power Transfer System2023

    • 著者名/発表者名
      Jiang Xin、Pokharel Ramesh K.、Barakat Adel、Yoshitomi Kuniaki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Antennas and Propagation

      巻: 71 号: 6 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tap.2023.3262977

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Frequency Switching Dual Power Band Rectifier with Load-Modulation Technique2023

    • 著者名/発表者名
      Gyawali Babita、Thapa Samundra Kumar、Aboualalaa Mohamed、Barakat Adel、Pokharel Ramesh Kumar
    • 学会等名
      2023 IEEE Wireless Power Technology Conference and Expo (WPTCE)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparator-less ASK-PWM CDR Circuit for Forward Data Communication Over A Single Channel Wireless Power and Data Transfer System2023

    • 著者名/発表者名
      Barakat Adel、Bin Zulkalnain Mohd Khairi、Pokharel Ramesh
    • 学会等名
      2023 IEEE Wireless Power Technology Conference and Expo (WPTCE)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stacked Metamaterial Based Wireless Power Transfer System for Biomedical Implant Applications2022

    • 著者名/発表者名
      A. Barakat
    • 学会等名
      Japan-Africa Conference in Electronics, Communications, and Computations (JAC-ECC 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Systems for Printed Flexible Sensors: Compact and efficient wireless power and information transfer systems for IoT sensors and implants2022

    • 著者名/発表者名
      Ramesh K Pokharel and Adel Barakat
    • 総ページ数
      305
    • 出版者
      IOP Science
    • ISBN
      9780750339353
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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