一种采用复阻抗压缩网络的双频整流电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种采用复阻抗压缩网络的双频整流电路，包括上层微带结构、中间介质基板和底层金属地板，所述上层微带结构印制在中间介质基板的上表面，所述底层金属地板印制在中间介质基板的下表面，所述上层微带结构由一个双频复阻抗压缩网络分别与第一整流支路及第二整流支路相连构成。当输入功率发生变化导致整流电路阻抗变化时，本实用新型专利技术采用的双频复阻抗压缩网络能在两个工作频率上同时减小输入阻抗的变化范围，提高电路的匹配性能和整流效率，从而在两个工作频率上都能在宽功率范围内实现高效率整流。

A dual frequency rectifier circuit using complex impedance compression network

The utility model discloses a rectifier circuit using dual frequency complex impedance compression network, including the upper and middle microstrip structure substrate and a metal bottom floor, the upper structure on the surface of the intermediate printed microstrip dielectric substrate, the metal bottom floor is printed on the lower surface of the intermediate substrate, the microstrip structure is composed of upper layer a dual frequency complex impedance compression network are respectively connected to the first and two branch rectifier rectifier circuit. When the input power is changed to rectifier circuit impedance changes, the utility model adopts the dual frequency complex impedance range compression network can work in two frequency and decreasing the input impedance, improve the matching performance and efficiency of the rectifier circuit, can achieve high efficiency rectifier in a wide power range within two working frequency to.

【技术实现步骤摘要】
一种采用复阻抗压缩网络的双频整流电路
本技术涉及一种微波整流电路，具体涉及一种采用复阻抗压缩网络的双频整流电路。
技术介绍
无线能量传输分为短程传输方式、中程传输方式和远程传输方式三种类型。远程传输所应用的技术是微波无线能量传输技术(MPT:MicrowavePowerTransmission)。微波无线能量传输系统先将直流电能变换为微波能量，再通过发射机定向发射到接收端，接收端将接收到的微波信号整流为直流电为负载传输电能，经历了电能——微波——电能的转换过程，从而实现非物理连接式能量传输。微波无线传输具有距离远，大规模，能改变传输方向，在空气中衰减小，不易受环境影响等优点。对于微波无线能量传输系统来说，整流电路是其中重要的一环。整个系统的能量传输效率很大程度上取决于整流电路的效率，因此，很多研究致力于提高整流电路的效率，以此提高整个无线能量传输系统的性能。然而，在微波输能系统中，接收端的整流天线接收到的功率并不是恒定不变的，而是会受到传输路径上的损耗、多径反射等的影响，接收到的电磁波会发生变化。当整流电路的输入功率发生变化的时候，由于整流装置的非线性，其输入阻抗会发生很大的变化，引起阻抗失配并降低整流效率。传统的整流电路都是优化设计在特定的输入功率下，功率变化时整流效率易受影响。因此，整流电路在输入功率变化时效率下降非常快。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本技术提供一种采用复阻抗压缩网络的双频整流电路。本技术由一个双频复阻抗压缩网络连接两个整流支路构成。当输入功率发生变化时，整流支路由于整流二极管的非线性特性，输入阻抗会发生变化，进而导致阻抗失配，降低整流效率。通过采用双频复阻抗压缩网络，能减小整流支路输入阻抗(复阻抗)的变化范围，提高电路在不同功率下的匹配性能和整流效率。不仅如此，采用该双频复阻抗压缩网络的整流电路能够实现双频整流，并且在两个工作频率上都能在宽功率范围实现高效率整流。本技术采用如下技术方案：一种采用复阻抗压缩网络的双频整流电路，包括上层微带结构、中间介质基板和底层金属地板，所述上层微带结构印制在中间介质基板的上表面，所述底层金属地板印制在中间介质基板的下表面，所述上层微带结构由一个双频复阻抗压缩网络I、第一整流支路II及第二整流支路III构成；所述双频复阻抗压缩网络I由双频匹配网络和双频阻抗调控网络级联构成，所述双频匹配网络由第一微带线1、第二微带线2及第三微带线3构成，所述第二微带线2及第三微带线3与第一微带线1垂直连接，，所述双频阻抗调控网络由第一路径和第二路径并联而成，所述第一路径由第四微带线4、第五微带线5和第六微带线6构成，所述第五微带线5及第六微带线6与第四微带线4垂直连接，所述第一微带线1分别与第四微带线4及第二路径连接；所述第一路径与第一整流支路II连接，第二路径与第二整流支路III连接。所述第二微带线2及第三微带线3的结构及尺寸完全相同，且加载在第一微带线1同一侧的两端；所述第五微带线5及第六微带线6的结构及尺寸完全相同，且分别加载在第四微带线4同一侧的两端。所述第一整流支路II由隔直流通交流的第一电容7、第一整流部分、第一谐波抑制网络及第一负载端构成；所述第一整流部分由第八微带线8、第一整流管9、第二整流管10和第十一微带线11连接构成，所述第一整流管9和第二整流管10的正极分别与第八微带线8和第十一微带线11相连，所述第一整流管9及第二整流管10的负极均加载在第十二微带线12与第一电容7一端的连接处，所述第一电容7的另一端与第四微带线4连接，所述第八微带线8和第十一微带线11末端分别通过金属化过孔连接到底层金属地板；所述第一谐波抑制网络包括第十二微带线12、分别用于抑制第一工作频率的二次谐波和基波的第十三微带线13和第十五微带线15，以及分别用于抑制第二工作频率的二次谐波和基波的第十四微带线14和第十六微带线16，其中第十三微带线13和第十五微带线15垂直加载在第十二微带线12的一侧，第十四微带线14和第十六微带线16垂直加载在第十二微带线12的另一侧；所述第一负载端由第一电阻17和第十八微带线18构成，所述第一电阻17连接在第十二微带线12与第十八微带线18之间，所述第十八微带线18通过金属化过孔连接底层金属地板。所述第二整流支路III由隔直流通交流的第二电容19、第二整流部分、第二谐波抑制网络及第二负载端构成；所述第二整流部分由第二十微带线20、第三整流管21、第四整流管22和第二十三微带线23连接构成，所述第三整流管21和第四整流管22的正极分别与第二十微带线20和第二十三微带线23相连，所述第三整流管21和第四整流管22的负极均加载在第二十四微带线24与第二电容19一端的连接处，所述第二电容19的另一端与第二路径连接，所述第二十微带线20和第二十三微带线23末端分别通过金属化过孔连接到底层金属地板；所述第二谐波抑制网络包括第二十四微带线24、分别用于抑制第一工作频率的二次谐波和基波的第二十五微带线25和第二十七微带线27，以及分别用于抑制第二工作频率的二次谐波和基波的第二十六微带线26和第二十八微带线28，其中第二十五微带线25和第二十七微带线27垂直加载在第二十四微带线24的一侧，第二十六微带线26和第二十八微带线28垂直加载在第二十四微带线24的另一侧；所述第二负载端由第二电阻29和第三十微带线30构成，所述第二电阻29连接在第二十四微带线24与第三十微带线30之间，所述第三十微带线30通过金属化过孔连接底层金属地板。所述第一整流管9和第二整流管10均由两个二极管共阴极封装而成。所述第一谐波抑制网络中的第十三微带线13和第十五微带线15分别为第一工作频率的二次谐波和基波的四分之一波长开路枝节线，第十四微带线14为第二工作频率二次谐波的四分之三波长开路枝节线，第十六微带线16为第二工作频率基波的四分之一波长开路枝节线。所述第二整流部分的第三整流管21和第四整流管22均由两个二极管共阴极封装而成。所述第二谐波抑制网络中的第二十五微带线25和第二十七微带线27分别为第一工作频率的二次谐波和基波的四分之一波长开路枝节线，第二十六微带线26为第二工作频率二次谐波的四分之三波长开路枝节线，第二十八微带线28为第二工作频率基波的四分之一波长开路枝节线。所述双频复阻抗压缩网络I的双频阻抗调控网络在两个工作频率上均等效于一条满足以下公式的微带线，其特性阻抗ZICN，电长度θICN：其中ZL0是从第一电容7往负载端看过去的等效阻抗，XL0是ZL0的虚部，当ZICN和θICN满足关系上式时，该等效的微带线能使两个整流路径的阻抗具有相反的相位，并在两个整流路径并联后减小总输入阻抗的变化范围。所述双频阻抗调控网络的设计公式如下：其中Zb是第四微带线4的特性阻抗，θb1和θb2分别是第四微带线4在工作频率f1和f2时对应的电长度；Za是第五和第六微带线5、6的特性阻抗，θa1和θa2分别是第五和第六微带线5、6在工作频率f1和f2时对应的电长度；当双频阻抗调控网络满足以上公式时，能使电路能在两个工作频率(f1和f2)上实现复阻抗压缩。本技术的有益效果：(1)本技术通过在两个整流支路前连接一个双频复阻抗压缩网络，减小随输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用复阻抗压缩网络的双频整流电路，包括上层微带结构、中间介质基板和底层金属地板，所述上层微带结构印制在中间介质基板的上表面，所述底层金属地板印制在中间介质基板的下表面，其特征在于，所述上层微带结构由一个双频复阻抗压缩网络(I)、第一整流支路(II)及第二整流支路(III)构成；所述双频复阻抗压缩网络(I)由双频匹配网络和双频阻抗调控网络级联构成，所述双频匹配网络由第一微带线(1)、第二微带线(2)及第三微带线(3)构成，所述第二微带线(2)及第三微带线(3)与第一微带线(1)垂直连接，所述双频阻抗调控网络由第一路径和第二路径并联而成，所述第一路径由第四微带线(4)、第五微带线(5)及第六微带线(6)构成，所述第五微带线(5)及第六微带线(6)与第四微带线(4)垂直连接，所述第一微带线(1)分别与第四微带线(4)及第二路径连接；所述第一路径与第一整流支路(II)连接，第二路径与第二整流支路(III)连接。

【技术特征摘要】
2017.03.15 CN 20172025129441.一种采用复阻抗压缩网络的双频整流电路，包括上层微带结构、中间介质基板和底层金属地板，所述上层微带结构印制在中间介质基板的上表面，所述底层金属地板印制在中间介质基板的下表面，其特征在于，所述上层微带结构由一个双频复阻抗压缩网络(I)、第一整流支路(II)及第二整流支路(III)构成；所述双频复阻抗压缩网络(I)由双频匹配网络和双频阻抗调控网络级联构成，所述双频匹配网络由第一微带线(1)、第二微带线(2)及第三微带线(3)构成，所述第二微带线(2)及第三微带线(3)与第一微带线(1)垂直连接，所述双频阻抗调控网络由第一路径和第二路径并联而成，所述第一路径由第四微带线(4)、第五微带线(5)及第六微带线(6)构成，所述第五微带线(5)及第六微带线(6)与第四微带线(4)垂直连接，所述第一微带线(1)分别与第四微带线(4)及第二路径连接；所述第一路径与第一整流支路(II)连接，第二路径与第二整流支路(III)连接。2.根据权利要求1所述的双频整流电路，其特征在于，所述第二微带线(2)及第三微带线(3)的结构及尺寸完全相同，且加载在第一微带线(1)同一侧的两端；所述第五微带线(5)及第六微带线(6)的结构及尺寸完全相同，且分别加载在第四微带线(4)同一侧的两端。3.根据权利要求1所述的双频整流电路，其特征在于，所述第一整流支路(II)由隔直流通交流的第一电容(7)、第一整流部分、第一谐波抑制网络及第一负载端构成；所述第一谐波抑制网络包括第十二微带线(12)、分别用于抑制第一工作频率的二次谐波和基波的第十三微带线(13)和第十五微带线(15)，以及分别用于抑制第二工作频率的二次谐波和基波的第十四微带线(14)和第十六微带线(16)，其中第十三微带线(13)和第十五微带线(15)垂直加载在第十二微带线(12)的一侧，第十四微带线(14)和第十六微带线(16)垂直加载在第十二微带线(12)的另一侧；所述第一整流部分由第八微带线(8)、第一整流管(9)、第二整流管(10)和第十一微带线(11)连接构成，所述第一整流管(9)和第二整流管(10)的正极分别与第八微带线(8)和第十一微带线(11)相连，所述第一整流管(9)及第二整流管(10)的负极均加载在第十二微带线(12)与第一电容(7)一端的连接处，所述第一电容(7)的另一端与第四微带线(4)连接，所述第八微带线(8)和第十一微带线(11)末端分别通过金属化过孔连接到底层金属地板；所述第一负载端由第一电阻(17)和第十八微带线(18)构成，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：章秀银，杜志侠，林跃龙，胡斌杰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44