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The presented Thesis describes the design of RF-energy harvesting systems with applications on different environments, from the biomedical side to the industrial one, tackling the common thread problem which is the design of complete energy autonomous tags each of them with its dedicated purpose. This Thesis gathers a work of three years in the field of energy harvesting system design, a combination of full-wave electromagnetic designs to optimize not only the antenna performance but also to fulfill the requirements given by each case study such as dimensions, insensitivity from the surrounding environment, flexibility and compliance with regulations. The research activity has been based on the development of highly-demanded ideas and real-case necessities which are in line with the environment in which modern IoT applications can really make a positive contribution. The Thesis is organized as follows: the first application, described in Chapter 2, regards the design and experimental validations of a rotation-insensitive WPT system for implantable devices. Chapter 3 presents the design of a wearable energy autonomous detector to identify the presence of ethanol on the body surface. Chapter 4 describes investigations in the use of Bessel Beam launchers for creating a highly-focused energy harvesting link for wearable applications. Reduced dimensions, high focusing and decoupling from the human body are the key points to be addressed during the full-wave design and nonlinear optimization of the receiver antenna. Finally, Chapter 5 presents an energy autonomous system exploiting LoRa (Long Range) nodes for tracking trailers in industrial plants. The novelty behind this design lies on the aim of obtaining a perfectly scalable system that exploits not only EH basic operating system but embeds a seamless solution for collecting a certain amount of power that varies with respect the received power level on the antenna, without the need of additional off-the-shelf component

Il lavoro di tesi presentato ha previsto la progettazione di un sistema di Wireless Power Transfer, sfruttando l’accoppiamento induttivo tra coil risonanti, posti a una distanza operativa di cinque cm. Attraverso diversi software si è potuti partire da una simulazione iniziale, di natura prevalentemente elettromagnetica per poi correlare, attraverso formule specifiche, i dati misurati con un’implementazione circuitale vera e propria. La chiave del lavoro è stata la progettazione di un sistema di coil riceventi che potessero essere di dimensioni compatibili con un impianto e che garantissero un trasferimento di potenza sufficiente all’alimentazione di un dispositivo, senza conoscere a priori la sua posizione rispetto al trasmettitore. Garantire che il sistema in fase di ricezione sia il più possibile insensibile alle rotazioni è la prima specifica da considerare per guidare le scelte implementative da un punto di vista geometrico. I risultati ottenuti hanno portato un’efficienza soddisfacente, con valori che oscillano attorno al 19%.

Il lavoro di tesi presentato ha previsto la progettazione di un sistema di Wireless Power Transfer, sfruttando l’accoppiamento induttivo tra coil risonanti, posti a una distanza operativa di cinque cm. Attraverso diversi software si è potuti partire da una simulazione iniziale, di natura prevalentemente elettromagnetica per poi correlare, attraverso formule specifiche, i dati misurati con un’implementazione circuitale vera e propria. La chiave del lavoro è stata la progettazione di un sistema di coil riceventi che potessero essere di dimensioni compatibili con un impianto e che garantissero un trasferimento di potenza sufficiente all’alimentazione di un dispositivo, senza conoscere a priori la sua posizione rispetto al trasmettitore. Garantire che il sistema in fase di ricezione sia il più possibile insensibile alle rotazioni è la prima specifica da considerare per guidare le scelte implementative da un punto di vista geometrico. I risultati ottenuti hanno portato un’efficienza soddisfacente, con valori che oscillano attorno al 19%.

L'elaborato descrive la gestione del monitoraggio remoto dei dispositivi cardiaci impiantabili nella realtà ospedaliera.