一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器制造技术

技术编号：40627322 阅读：5 留言：0更新日期：2024-03-13 21:14

本发明专利技术提出了一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器。使用了一种用于阻抗压缩的简单阻抗匹配网络。引入短路支路以减小二极管阻抗的虚部变化范围。阻抗变换传输线使阻抗沿斯密斯圆图向上旋转，最终将阻抗匹配到50欧姆。整流器的阻抗匹配仅使用两条微带线来实现，这减小了整流器的物理尺寸，使整流器更加紧凑。实测结果表明，该整流器具有良好的宽频特性。当输入功率为0dBm时，直流负载为800Ω时，在0.8‑2.5GHz的范围内整流效率大于30％，相对带宽为103％。当输入功率为8dBm，在1.5‑2.5GHz(相对带宽为50％)的范围内，整流效率高于50％，最大转换效率达到66.3％。此外，所提出的紧凑型整流器的尺寸为23×20mm<supgt;2</supgt;。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于射频电路领域，具体为一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器。

技术介绍

1、近几年来，能源问题一直是社会和国家关注的热点问题，石油等不可再生能源需求量日益增加，势必会有能源危机到来的一天，因此，对于新型环保可再生能源的研发变得更加迫切了。无线能量传输相较于传统的太阳能电池板，不是单纯地架设在地面被动的获得能源，而是主动收集环境中的电磁能量，通过整流电路将收集的交流电转化成直流电，供低功耗设备使用，也具有很高的实际应用价值。

2、随着无线通信和无限能量传输的不断发展，环境中的射频能量也在持续增加，射频整流器在无线充电、能量收集和环境感知等领域扮演着重要的角色，成为了无线能量传输领域中不可或缺的功能器件，它的主要作用是将射频信号转换为直流信号，以实现能量转换，这就使得整流器必须有宽带、高效率、小型化的性能。

3、宽带整流器是射频能量收集领域的一大热点问题，传统的整流器存在整流效率低、频率范围窄、尺寸大的难题，不适用于一些小型器件，因此设计一款宽频带小型化的射频整流电路具有重要意义。

技术实现思路

1、针对射频电路领域对于射频整流器的具体需求，本专利技术的射频整流器采用了新型的整流器电路结构，采用压缩二极管阻抗虚部技术实现了整流器的宽频带、小型化特性。

2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：

3、一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，由微波源、阻抗匹配网络、整流二极管、直通滤波器、直流负载组成。其中，匹配网

4、进一步的，第一隔直电容一端与整流二极管相连，另一端与第二微带线相连；第一微带线一端与整流二极管相连，另一端接地；第二微带线一端与微波源相连，另一端与第一隔直电容相连；直通滤波器一端与整流二极管相连，另一端与直流负载相连。

5、进一步的，使用微波源与信号输入端相连，直流负载与输出端相连。

6、本专利技术采取上述方案所产生的有益效果在于：

7、本专利技术通过压缩二极管阻抗虚部技术，最终将电路的输入阻抗压缩进vswr＝2的圆中，有效增加了整流器的工作带宽和整流效率，短路枝节还可以反射电路中的高次谐波，使其相位相反，从而抵消源信号中的高次谐波，减少谐波对电路的影响，且具有结构简单、成本低廉、宽频带、小型化等优点。

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【技术保护点】

1.一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于，包括：微波源、阻抗匹配网络、隔直电容、倍压整流二极管、直通滤波器、直流负载；阻抗匹配网络输入端和微波源连接，输出端与直通滤波器连接，直通滤波器输出端与直流负载连接；其中阻抗匹配网络包括一条短路枝节和一条阻抗变换器。

2.根据权利要求1所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：阻抗匹配网络输入端和微波源连接，输出端与直通滤波器连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：所述的阻抗匹配网络仅由两条微带传输线组成，分别是第一微带线TL1和第二微带线TL2，第一微带线一端与整流二极管相连，另一端接地，第二微带线一端与微波源相连，另一端与第一隔直电容C1相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：隔直电容一端与第二微带线TL2连接，另一端与整流二极管连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：直通滤波器输入端与整流二极管连接，输出端与直流负载连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：直通滤波器包括电容C2和C3，C2、C3的一端相连，另一端接地。

7.根据权利要求1所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：整流二极管采用的是肖特基二极管HSMS7630-005LF。

8.根据权利要求1所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：当输入功率为0dBm时，在1.45-2.55GHz的范围内，整流效率大于40％，相对带宽为55％。

9.根据权利要求1所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：当输入功率为0dBm时，在0.8-2.5GHz的范围内，整流效率大于30％，相对带宽为103％。

10.根据权利要求1所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：当输入功率为8dBm时，在0.5-2.5GHz的范围内，整流效率大于40％，相对带宽为133.3％。

11.根据权利要求1所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：当输入功率为8dBm时，在1.5-2.5GHz的范围内，整流效率大于50％，相对带宽为50％，最大整流效率为66.3％。

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【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：阻抗匹配网络输入端和微波源连接，输出端与直通滤波器连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：所述的阻抗匹配网络仅由两条微带传输线组成，分别是第一微带线tl1和第二微带线tl2，第一微带线一端与整流二极管相连，另一端接地，第二微带线一端与微波源相连，另一端与第一隔直电容c1相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：隔直电容一端与第二微带线tl2连接，另一端与整流二极管连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于倍压电路的小型化超宽带射频整流器，其特征在于：直通滤波器输入端与整流二极管连接，输出端与直流负载连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于倍...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文博，刘杨，尹大伟，王涛，
申请(专利权)人：西北民族大学，
类型：发明
国别省市：

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