【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及射频无线输电领域，尤其涉及一种高效精准的rf整流电路效率测量装置及测量方法。
技术介绍
1、随着当前社会的智能化和信息化飞速发展，日常生活中的便携可移动电子产品越来越多，人们已经离不开这种便捷高效的生活。但是所有的电子设备都离不开电源，在使用一段时间后，就需要更换电池或者对电子设备进行充电。目前的充电方式主要还是以有线充电为主，但是有线充电的方式限制了电子设备在充电时的移动范围，降低了我们的便捷体验。近年来，无线充电的方式日益成为热门，许多的电子设备开始采用无线充电的方式进行供电。无线充电方式中又分为磁谐振耦合充电和射频无线充电，前者的充电效率较高，但是缺点也很明显，那就是充电距离较近，且对齐要求较高。射频无线充电则是通过发射端将电能转换为电磁波，在自由空间传递后，由接收端重新收集供负载使用。收集到的电磁波都是高频的交流能量，一般的电子设备都无法直接使用，需要通过射频整流电路，将高频的射频能量转换为我们平常使用的直流电能。可见，射频整流电路对射频无线输电系统来说必不可少，高效率的射频整流电路设计及其测量成为研究重点。
2、传统的射频整流电路测量方案，主要是用一定功率大小的射频能量源直接接整流电路，整流电路的输出接电阻器，用电压表和电流表来测量输出功率，以此得到整流效率。但是这样做存在诸多问题，例如，当前所用的电阻器的电阻值，不一定是在该输入功率下整流电路的最佳负载值，那么测出来的效率自然不是最佳效率，需要反复通过手动调节输入功率的大小和负载电阻的大小，获得近似的最佳效率值。该方法显得较为复杂笨拙，且对射
3、亟需一种高效且精准的射频整流电路效率的测量方案，该方案要能快速地完成输入功率-效率曲线扫描、负载-效率曲线扫描，能快速准确地找到整流电路的最佳负载点，并且能够尽可能地使所有输入功率低于射频能量源最大输出功率的整流电路，都能共用这一个射频能量源。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是要提供一种高效精准的rf整流电路效率测量装置及测量方法。
2、为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
3、本专利技术高效精准的rf整流电路效率测量装置包括射频能量源、开关电源、无源测试组件、整流电路、射频功率计、pc端上位机、直流电子负载，所述开关电源与所述射频能量源的电源输入端连接，所述射频能量源的射频能量输出端与所述无源测试组件的射频能量输入端连接，所述无源测试组件的整流电路接口与所述整流电路的输入端连接，所述无源测试组件的射频功率输出端与所述射频功率计的检测端连接，所述射频功率计的信号输出端与所述pc端上位机连接，所述整流电路的电源输出端与所述直流电子负载的输入端连接，所述直流电子负载的信号传输端与所述pc端上位机连接。
4、进一步，所述无源测试组件由环形器、定向耦合器、功分器、衰减器、第一假负载、第二假负载组成，所述环形器的一个端口与所述射频能量源的射频能量输出端连接，所述环形器的第二个端口与第一假负载连接，所述环形器的第三个端口与所述定向耦合器的输入端连接，所述定向耦合器的第一个输出端与功分器的输入端连接，所述定向耦合器的第二个输出端与第二假负载连接，所述功分器的第一个输出端与所述整流电路连接，所述功分器的第二个输出端与所述衰减器连接，所述衰减器为多个，多个所述衰减器串联连接，所述衰减器的输出端连接所述pc端上位机。
5、本专利技术所述的高效精准的rf整流电路效率测量装置的测量方法包括以下步骤：
6、第一步根据射频能量源的最大输出功率和整流电路的最大输入功率，确定定向耦合器和功分器的衰减值选取；
7、第二步根据各器件端口处的额定功率选取负载器；
8、第三步根据射频功率计的最大输入功率选取确定所接衰减器的个数及其衰减值；
9、第四步将各部分测试器件组装，组装完成后用矢量网络分析仪8测量无源测试组件的s31及s21参数，并计算s32的值；
10、第五步在pc端上位机对端口进行补偿，补偿值为s32；
11、第六步在pc端上位机控制直流电子负载，以cr模式(直流电子负载的恒电阻模式)在一定范围内扫描；
12、第七步扫描完成后生成测试数据。
13、进一步，所述步骤四测量无源测试组件的s31及s21参数，并计算s32的值，过程如下：s21测量过程为：矢量网络分析仪的端口连接所述的环形器的1端口；矢量网络分析仪的2端口连接所述功分器的2a端口；所述衰减器接假负载，读取矢量网络分析仪的s21参数；s31测试过程为：矢量网络分析仪的1端口，连接所述环形器的1端口；矢量网络分析仪的2端口连接所述衰减器；所述功分器的2a端口接假负载，读取矢量网络分析仪的s21参数。s32计算过程为：将测得的s31减去s21，即得到s32。
14、本专利技术的有益效果是：
15、本专利技术是一种高效精准的rf整流电路效率测量装置及测量方法，与现有技术相比，本专利技术能快速地完成输入功率-效率曲线扫描、负载-效率曲线扫描，能快速准确地找到整流电路的最佳负载点，并且能够尽可能地使所有输入功率低于射频能量源最大输出功率的整流电路，都能共用这一个射频能量源。实际测试中，在1分钟内，能够对负载范围内的不低于100个负载点进行扫描，高效且精准地实现了rf整流电路效率的测量。
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1.一种高效精准的RF整流电路效率测量装置，其特征在于：包括射频能量源(1)、开关电源(2)、无源测试组件(3)、整流电路(4)、射频功率计(5)、PC端上位机(6)、直流电子负载(7)，所述开关电源(2)与所述射频能量源(1)的电源输入端连接，所述射频能量源(1)的射频能量输出端与所述无源测试组件(3)的射频能量输入端连接，所述无源测试组件(3)的整流电路接口与所述整流电路(4)的输入端连接，所述无源测试组件(3)的射频功率输出端与所述射频功率计(5)的检测端连接，所述射频功率计(5)的信号输出端与所述PC端上位机(6)连接，所述整流电路(4)的电源输出端与所述直流电子负载(7)的输入端连接，所述直流电子负载(7)的信号传输端与所述PC端上位机(6)连接。
2.根据权利要求1所述的高效精准的RF整流电路效率测量装置，其特征在于：所述无源测试组件(3)由环形器(31)、定向耦合器(32)、功分器(33)、衰减器(34)、第一假负载(35)、第二假负载(36)组成，所述环形器(31)的一个端口与所述射频能量源(1)的射频能量输出端连接，所述环形器(31)的第二个端口与第
3.一种如权利要2所述的高效精准的RF整流电路效率测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要3所述的高效精准的RF整流电路效率测量装置的测量方法，其特征在于：所述步骤四测量无源测试组件(3)的S31及S21参数，并计算S32的值，过程如下：S21测量过程为：矢量网络分析仪(8)的1端口连接所述的环形器(31)的1端口；矢量网络分析仪(8)的2端口连接所述功分器(33)的2A端口；所述衰减器(34)接假负载，读取矢量网络分析仪(8)的S21参数；S31测试过程为：矢量网络分析仪(8)的1端口，连接所述环形器(31)的1端口；矢量网络分析仪(8)的2端口连接所述衰减器(34)；所述功分器(33)的2A端口接假负载，读取矢量网络分析仪(8)的S21参数。S32计算过程为：将测得的S31减去S21，即得到S32。
5.根据权利要3所述的高效精准的RF整流电路效率测量装置的测量方法，其特征在于：所述定向耦合器(32)和功分器(33)的衰减值选取需满足如下条件：
6.根据权利要3所述的高效精准的RF整流电路效率测量装置的测量方法，其特征在于：所述衰减器(34)的个数及其衰减值的选择需满足如下条件：
...【技术特征摘要】
1.一种高效精准的rf整流电路效率测量装置，其特征在于：包括射频能量源(1)、开关电源(2)、无源测试组件(3)、整流电路(4)、射频功率计(5)、pc端上位机(6)、直流电子负载(7)，所述开关电源(2)与所述射频能量源(1)的电源输入端连接，所述射频能量源(1)的射频能量输出端与所述无源测试组件(3)的射频能量输入端连接，所述无源测试组件(3)的整流电路接口与所述整流电路(4)的输入端连接，所述无源测试组件(3)的射频功率输出端与所述射频功率计(5)的检测端连接，所述射频功率计(5)的信号输出端与所述pc端上位机(6)连接，所述整流电路(4)的电源输出端与所述直流电子负载(7)的输入端连接，所述直流电子负载(7)的信号传输端与所述pc端上位机(6)连接。
2.根据权利要求1所述的高效精准的rf整流电路效率测量装置，其特征在于：所述无源测试组件(3)由环形器(31)、定向耦合器(32)、功分器(33)、衰减器(34)、第一假负载(35)、第二假负载(36)组成，所述环形器(31)的一个端口与所述射频能量源(1)的射频能量输出端连接，所述环形器(31)的第二个端口与第一假负载(35)连接，所述环形器(31)的第三个端口与所述定向耦合器(32)的输入端连接，所述定向耦合器(32)的第一个输出端与功分器(33)的输入端连接，所述定向耦合器(32)的第二个输出端与第二假负载(36)连接，所述功分器(33)的第一个输出端与所述整流电...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓宁，邹超，田龙峰，李祥泽，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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