[发明专利]基于谐波反馈的超宽带整流电路及设计方法

说明书

本发明公开了一种基于谐波反馈的超宽带整流电路及设计方法。超宽带整流电路包括单向导通网络和谐波反馈网络，单向导通网络的第一端到第二端、第三端到第一端、第三端到所述第二端为单向导通，谐波反馈网络包括第一谐波滤波器、第二谐波滤波器和耦合器，第一谐波滤波器设置在第四端和第五端之间，耦合器用于耦合第一谐波滤波器和第二谐波滤波器，第二端与第四端连接，第三端和第六端连接。超宽带整流电路接收微波能量后，通过对微波能量的反射，从而对微波能量中的谐波能量进行多次整流，实现了反馈并回收谐波能量的工作机制，改善了整流电路在较高频处的性能，以提升效率的方式拓展了整流电路的带宽。本发明广泛应用于电磁能量回收技术领域。

技术领域

本发明涉及电磁能量回收技术领域，尤其是一种基于谐波反馈的超宽带整流电路及设计方法。

背景技术

随着近些年无线通信技术的发展，将有越来越多的无线基站建成，自由空间环境中电磁信号的功率密度会逐渐增加。同时，伴随着物联网设备的并发式增长，类似无线传感器等低功率组件的数量也将急剧增加。电磁能量回收技术可以有效地收集环境中的电磁能量，为这些设备提供直流能量，减轻无线传感器对电池的依赖，为低功率电子器件提供了一种新型的供电方案，使得整个供电过程无人化、智能化。与动能、热能和太阳能等其他能源相比，环境电磁能量是一种更稳定、更长期的能源，不受振动、季节和时间的影响，能够满足多数场景下的需求。然而在电磁能量回收系统中，整流电路的设计对整个系统的效率有很大的影响，原因在于二极管的非线性作用和接收的电磁能量频率未知，现阶段的多数整流电路只能在较窄的带宽内保持较好的整流效率，不太适用于电磁能量回收场景，因此一种具有超宽带的整流电路显得尤为重要。

发明内容

针对上述至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种基于谐波反馈的超宽带整流电路及设计方法。

一方面，本发明实施例包括一种基于谐波反馈的超宽带整流电路，包括：

单向导通网络；所述单向导通网络包括第一端、第二端和第三端，从所述第一端到所述第二端为单向导通，从所述第三端到所述第一端为单向导通，从所述第三端到所述第二端为单向导通；

谐波反馈网络；所述谐波反馈网络包括第一谐波滤波器、第二谐波滤波器、耦合器、第四端、第五端和第六端，所述第一谐波滤波器设置在所述第四端和所述第五端之间，所述耦合器用于耦合所述第一谐波滤波器和所述第二谐波滤波器，所述第六端与所述第二谐波滤波器连接；

所述第二端与所述第四端连接，所述第三端和所述第六端连接。

进一步地，所述第一端用于连接到射频源，所述第五端用于连接到负载。

进一步地，所述超宽带整流电路还包括匹配网络，所述匹配网络的输出端与所述第一端连接，所述匹配网络的输入端用于连接到射频源，所述第五端用于连接到负载。

进一步地，所述超宽带整流电路还包括匹配网络和隔直电容，所述匹配网络的输出端与所述第一端连接，所述匹配网络的输入端与所述隔直电容的一端连接，所述隔直电容的另一端用于连接到射频源，所述第五端用于连接到负载。

进一步地，所述匹配网络包括导线和连接在所述导线上的扇形枝节、第一短截线和第二短截线，所述导线的一端作为所述匹配网络的输入端，所述导线的另一端作为所述匹配网络的输出端。

进一步地，所述单向导通网络包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极与所述第二二极管的负极连接，所述第一二极管与所述第二二极管的连接点作为所述第一端，所述第一二极管的负极作为所述第二端，所述第二二极管的正极作为所述第三端。

进一步地，所述耦合器为交指耦合器，所述交指耦合器的输入端与所述第一滤波器的一个输出端连接，所述交指耦合器的输出端与所述第一滤波器的一个输入端连接。