用于将电磁波的电功率变换成直流电压信号的设备制造技术

本发明专利技术涉及用于将电磁波的电功率变换成直流电压信号的设备。根据一种实施形式，公开了一种用于将电磁波的电功率变换成直流电压信号的设备，其中该设备包括：用于接收电磁波的信号输入区域，用于提供直流电压信号的信号输出区域和第一变换装置，并且其中第一变换装置至少包括：第一场效应晶体管元件和与信号输出区域电耦合的第二场效应晶体管元件，其中设立了第二场效应晶体管元件，用于与第一场效应晶体管元件串联耦合。根据该实施形式，该设备此外还具有与信号输入区域电耦合的至少一个第一电容性元件，其中第一变换装置设立为避免电磁波的至少一个谐波。

A device used to convert electrical power of a electromagnetic wave into a DC voltage signal

【技术实现步骤摘要】
用于将电磁波的电功率变换成直流电压信号的设备
本申请一般涉及适于将电磁波的电功率变换成直流电压信号的设备。在一些实施形式中，本申请涉及一种被设立用于对在高频范围中的电磁波进行功率检测的设备。
技术介绍
基于天线的应用需要如下功率检测器：所述功率检测器要尽可能基于CMOS技术来实施。对于这些功率检测器而言，必需的是，这些功率检测器接收由电磁波传输的高频功率并且输出直流电压，该直流电压与所接收的高频功率成固定的比例关系。这些检测器的不同方面对于该构建方案而言是重要的，并且包括其CMOS兼容性、检测器的高灵敏度、尽可能低的功耗、在所提供的直流电压信号中的尽可能低的噪声以及高频的尽可能小的谐波。目前流行不同的方案，以便尽可能胜任对相对应的功率检测器的要求。在第一方案中，使用无源的、基于pn二极管的或基于肖特基二极管的功率检测器。然而，对于这些无源的功率检测器，产生了相对基本高频的高次谐波的问题以及许多基于肖特基二极管的功率检测器缺乏CMOS兼容性。在第二方案中，使用有源的功率检测器，所述有源的功率检测器基于级联放大器或者对数放大器。然而，对于这些有源的功率检测器而言，产生了特别高的功耗的问题。在第三方案中，使用热功率检测器。但是，所述热功率检测器具有非常低的灵敏度。
技术实现思路
因而，任务是提供一种具有改进的特性的用于将电磁波的电功率变换成直流电压信号的设备。提供了一种根据本申请的用于将电磁波的电功率变换成直流电压信号的设备。扩展方案限定了其他实施形式。此外，提供了一种根据本申请的移动无线电设备，该移动无线电设备包括所述用于将电磁波的电功率变换成直流电压信号的设备，并且该移动无线电设备基于LTE标准。根据一种实施形式，用于将电磁波的电功率变换成直流电压信号的设备包括：用于接收电磁波的信号输入区域以及用于提供直流电压信号的信号输出区域。此外，该设备还包括第一变换装置，其中该第一变换装置至少包括第一场效应晶体管元件和第二场效应晶体管元件，并且其中所述第二场效应晶体管元件与信号输出区域电耦合，而且设立所述第二场效应晶体管元件用于与第一场效应晶体管元件串联耦合。此外，第一变换装置还包括至少一个第一电容性元件，所述至少一个第一电容性元件与信号输入区域电耦合，并且设立为避免电磁波的至少一个谐波。变换可以理解为如下过程：该过程基于对象的被感知的第一物理参数生成该对象的第二物理参数，其中该对象的第一物理参数和该对象的第二物理参数成一关系、尤其是成比例关系。在此，该对象可以是电磁波。该对象可以是高频电磁波。第一参数可以是电功率，和/或第二参数可以是直流电压。该对象可以在变换的范围中被提供。为了执行这种变换，可以设置变换装置。避免谐波可以理解为防止所述谐波的形成。在此，为了这种避免而可以设置如下手段（Mittel）：这些手段抑制形成这种谐波。这些手段可以涉及电部件的构建和/或布置。其形成可被避免的可潜在产生的谐波的基础可以是电磁波。高频范围可以理解为如下范围：该范围包括频率f>3MHz。在此，高频范围可以在3MHz<f<300GHz的范围中。高频范围可以包括频带HF（高频（highfrequency））、VHF（甚高频（veryhighfrequency））、UHF（特高频（ultrahighfrequency））、SHF（超高频（superhighfrequency））和EHF（极高频（extremelyhighfrequency））。附图说明为了全面理解不同的实施形式，并且对于与一些实施形式联系起来的优点，现在参考下文结合所附的附图的描述，在这些附图中：图1示意性地示出了一种实施形式，该实施形式包括第一线性化元件和第二线性化元件。图2（其包含图2a和图2b）示意性地示出了根据用于将电磁波的电功率变换为直流电压信号的设备的实施形式的线性化元件的实施形式。图3示意性地示出了根据用于将电磁波的电功率变换成直流电压信号的设备的实施形式的场效应晶体管元件的实施形式。图4示意性地示出了一种可替选的实施形式，该可替选的实施形式与电负荷联系起来，其中该实施形式包括第一阻抗变换单元和第二阻抗变换单元以及附加的电压源，该附加的电压源用于提供电偏压。图5（其包含图5a和图5b）示意性地示出了根据用于将电磁波的电功率变换成直流电压信号的设备的实施形式的阻抗变换单元的实施形式。图6（其包含图6a和图6b）示意性地示出了根据用于将电磁波的电功率变换成直流电压信号的设备的实施形式的在该构建方案中作为RC环节（Glieder）的阻抗变换单元的实施形式。图7示意性地示出了一种可替选的实施形式，在该可替选的实施形式中，第一变换装置与用于提供电偏压的附加的电压源电耦合。图8示意性地示出了一种可替选的实施形式，该可替选的实施形式与电负荷联系起来，其中该实施形式包括第一阻抗变换单元和第二阻抗变换单元、用于提供电偏压的附加的电压源以及第一线性化元件和第二线性化元件。图9以曲线图形式示出了电流电压特性曲线，所述电流电压特性曲线与不同的实施形式关联。图10示意性地示出了一种可替选的实施形式，该可替选的实施形式涉及附加地以连接在上游的方式提供平衡-不平衡变换器（Balun），其中该实施形式包括第一线性化元件、第二线性化元件和第三线性化元件以及第一电容性元件和第二电容性元件。图11（其包含图11a和图11b）结合其他部件示意性地示出了两个其他的可替选的实施形式。根据图11a中所示出的可替选的实施形式，结合天线、天线切换模块和功率放大器示出了该可替选的实施形式，并且此外，该可替选的实施形式还具有定向耦合器元件。根据在图11b中所示出的可替选的实施形式，该可替选的实施形式此外还具有与第一变换装置电耦合的分流（Shunt）高频开关。具体实施方式图1示意性示出了一种实施形式，该实施形式包括第一线性化元件12和第二线性化元件13。根据图1的实施形式原则上基于所谓的格莱纳赫（Greinacher）电路。相对于该格莱纳赫电路，在传统的格莱纳赫电路中使用的二极管已通过场效应晶体管元件7、8来替代或者作补充。该实施形式设立为，避免电磁波2的至少一个谐波。根据来自图1的实施形式，第一场效应晶体管元件7和/或第二场效应晶体管元件8的特定构建方案可用于此（dienen）。这样，可以为该第一场效应晶体管元件7和/或为该第二场效应晶体管8元件设置高欧姆的衬底电阻或为R≥500Ω×cm的衬底电阻。这种构建方案可以适于完全避免一次谐波或者每个奇数次谐波。为了避免电磁波2的至少一个谐波，根据按照图1的实施形式，也可以设立第一线性化元件12和第二线性化元件13，该第一线性化元件12与第一场效应晶体管元件7电耦合，该第二线性化元件13与第二场效应晶体管元件8电耦合。这种构建方案可以适于避免二次谐波或者每个偶数次谐波。被设立用于将电磁波2的振荡的功率信号变换成直流电压信号3的设备1可以适于用作高频信号的功率检测器，或者对于相对应的装置而作补充。根据来自图1的实施形式，设备1具有信号输入区域4、第一变换装置6和信号输出区域5。信号输入区域4可以用于接收包括振荡的电功率的电磁波2，用于其随后的变换。此外，信号输出区域5还可以用于提供基于所接收的电磁波2的电功率的直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将电磁波（2）的电功率变换成直流电压信号（3）的设备（1），所述设备（1）包括：用于接收所述电磁波（2）的信号输入区域（4），用于提供所述直流电压信号（3）的信号输出区域（5）和第一变换装置（6），其中所述第一变换装置（6）至少包括：‑ 第一场效应晶体管元件（7），‑ 第二场效应晶体管元件（8），所述第二场效应晶体管元件（8）与所述信号输出区域（5）电耦合，其中设立了所述第二场效应晶体管元件（8），用于与所述第一场效应晶体管元件（7）串联耦合，‑ 至少一个第一电容性元件（9），所述至少一个第一电容性元件（9）与所述信号输入区域（4）电耦合，其中所述第一变换装置（6）设立为避免所述电磁波（2）的至少一个谐波。

【技术特征摘要】
2016.08.08 DE 102016114676.51.一种用于将电磁波（2）的电功率变换成直流电压信号（3）的设备（1），所述设备（1）包括：用于接收所述电磁波（2）的信号输入区域（4），用于提供所述直流电压信号（3）的信号输出区域（5）和第一变换装置（6），其中所述第一变换装置（6）至少包括：-第一场效应晶体管元件（7），-第二场效应晶体管元件（8），所述第二场效应晶体管元件（8）与所述信号输出区域（5）电耦合，其中设立了所述第二场效应晶体管元件（8），用于与所述第一场效应晶体管元件（7）串联耦合，-至少一个第一电容性元件（9），所述至少一个第一电容性元件（9）与所述信号输入区域（4）电耦合，其中所述第一变换装置（6）设立为避免所述电磁波（2）的至少一个谐波。2.根据权利要求1所述的设备（1），其中，所述第一变换装置（6）设立为避免所述电磁波（2）的所有偶数次谐波和/或所有奇数次谐波。3.根据权利要求1或者2所述的设备（1），其中，所述第一场效应晶体管元件（7）、所述第二场效应晶体管元件（8）和所述电容性元件（9）通过至少一个共同的耦合元件（10）彼此电耦合。4.根据权利要求3所述的设备（1），其中，所述共同的耦合元件（10）是共同的节点（11）。5.根据上述权利要求之一所述的设备（1），其中，所述第一场效应晶体管元件（7）和/或所述第二场效应晶体管元件（8）包括为R≥500Ω×cm的衬底电阻。6.根据上述权利要求之一所述的设备（1），其中，所述第一变换装置（6）此外还包括第一线性化元件（12）和第二线性化元件（13），其中所述第一线性化元件（12）与所述第一场效应晶体管元件（7）电耦合，并且所述第二线性化元件（13）与所述第二场效应晶体管元件（8）电耦合。7.根据权利要求6所述的设备（1），其中，所述第一线性化元件（12）和/或所述第二线性化元件（13）是欧姆电阻（14a）和/或高频开关（15）。8.根据上述权利要求之一所述的设备（1），其中，所述第一变换装置（6）此外还至少包括第一阻抗变换单元（16）和第二阻抗变换单元（17），其中所述第一阻抗变换单元（16）与所述第一场效应晶体管元件（17）电...

【专利技术属性】
技术研发人员：V格贝尔，W辛比尔格，V佐洛姆科，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE