Enfoque Experimental Óptico para la Emulación del Comportamiento Direccional del Beamforming de Radiofrecuencia para el Estudio de la Captación Inalámbrica de Energía

Resumen

La generación de haces de radiofrecuencia mediante beamforming permite dirigir la potencia transmitida hacia determinadas regiones del espacio, lo que resulta de interés en aplicaciones de captación inalámbrica de energía y gestión de la energía disponible en dispositivos. En estos sistemas, conocer cómo varía la potencia recibida según la posición y orientación del receptor es relevante para estudiar las condiciones de disponibilidad energética y las decisiones asociadas a su administración. Aunque este comportamiento puede analizarse mediante modelos matemáticos y simulaciones numéricas, su estudio experimental mediante sistemas de radiofrecuencia requiere hardware específico para generar, controlar y medir los haces, lo que puede resultar costoso cuando se necesitan múltiples condiciones de operación. En este trabajo se propone un enfoque experimental óptico para emular la potencia de radiofrecuencia que estaría disponible en diferentes posiciones y orientaciones respecto a un haz generado mediante beamforming. El sistema utiliza una fuente luminosa para generar un haz dirigido y un receptor óptico para registrar su distribución angular. La propuesta no busca reproducir la transferencia de energía ni la física electromagnética del haz de radiofrecuencia, sino proporcionar una representación experimental de su potencia recibida equivalente. Para ello, las lecturas del receptor óptico se relacionan mediante una función empírica con la potencia proporcionada por un modelo matemático de radiofrecuencia. El enfoque se evalúa comparando la amplitud, posición angular y ancho angular de las distribuciones óptica y de radiofrecuencia. Los resultados muestran que el sistema óptico puede emular la potencia recibida equivalente y conservar la distribución angular bajo las condiciones evaluadas.