[发明专利]一种电荷泵整流器及射频能量转化方法

权利要求书

1.一种电荷泵整流器，其特征在于，包括连接天线与电荷泵的Branch-Line耦合器，所述电荷泵包括结构相同的第一倍压器和第二倍压器；

所述第一倍压器包括同向串联的第一二极管D1和第二二极管D2，串联的第一二极管D1和第二二极管D2两端并联有第一电容C1，第一二极管D1的正极提供负载负电势差V-，第一二极管D1的负极接第二二极管D2的正极，第二二极管D2的负极接地，第一二极管D1和第二二极管D2之间的电极点与第二电容C2的一端相连，第二电容C2的另一端作为第一倍压器的输入端；

所述第二倍压器包括同向串联的第三二极管D3和第四二极管D4，串联的第三二极管D3和第四二极管D4两端并联有第三电容C3，第三二极管D3的正极与第二二极管D2的负极相连，第三二极管D3的负极接第四二极管D4的正极，第四二极管D4的负极提供负载正电势差V+，第三二极管D3和第四二极管D4之间的电极点与第四电容C4的一端相连，第四电容C4的另一端作为第二倍压器的输入端；

第一倍压器输出的负电势差V-与第二倍压器输出的正电势差V+等值，Branch-Line耦合器的输入端与天线相连，Branch-Line耦合器的两输出端分别与第一倍压器的输入端、第二倍压器的输入端相连，所述Branch-Line耦合器的隔离端经匹配电阻接地，所述Branch-Line耦合器的输入端经功率合成器与天线相连，所述Branch-Line耦合器的隔离端经相位补偿网络与功率合成器相连。

2.根据权利要求1所述的一种电荷泵整流器，其特征在于，所述相位补偿网络用于将从电荷泵经Branch-Line耦合器反射回来的电磁波进行相位补偿，使其补偿之后的相位和天线接收到的电磁波信号的相位一致。

3.根据权利要求1所述的一种电荷泵整流器，其特征在于，所述功率合成器用于将天线接收到的电磁波信号与相位补偿网络得到的电磁波信号进行合成并再次发送给Branch-Line耦合器。

4.一种基于电荷泵整流器的射频能量转化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）通过天线接收电磁波信号；

步骤2）将接收到的电磁波信号发送给Branch-Line耦合器，Branch-Line耦合器将接收到的电磁波信号对等分成两路能量信号分别发送给电荷泵整流器内的两个倍压器；

步骤3）两个倍压器将能量信号转换直流信号加载在负载上；

步骤4）相位补偿网络将电荷泵反射回来的电磁波信号进行补偿，使得补偿之后的电磁波信号的相位和天线接收到的电磁波信号的相位一致，并将其发送给功率合成器；

步骤5）功率合成器将补偿后的电磁波信号与天线接收到的电磁波信号进行合成再次发送给Branch-Line耦合器，如此循环。

5.根据权利要求4所述的射频能量转化方法，其特征在于，所述相位补偿网络为传输线，所述传输线的长度与待补偿的电磁波信号关系为：

其中，c是光速，是工作频率，是该工作频率下光速在电路板中的速度，是电路板相对介电常数，Φ为倍压器电磁波输入电压与电磁波反射电压的相位差。