[发明专利]一种基于非磁性非互易网络的大动态高效率微波整流方案

权利要求书

1.一种基于非磁性非互易网络的大动态高效率微波整流方案，其特征在于，该整流方案由多端口非磁性非互易网络和多级整流电路构成，下一级整流电路将上一级整流电路反射的能量通过非磁性非互易网络单向传输后进行二次整流，解决了电路的回波损耗和二次辐射问题，实现整流电路效率的提升。且该电路方案可通过非磁性非互易网络的端口扩展，实现多级整流电路的大规模集成和大动态功率输入；所述的基于非磁性非互易网络的高效率整流电路方案包括多端口非磁性非互易网络(1)、多级整流电路(2)和直流负载(4)。

2.如权利要求1所述的多级整流电路(2)包括第一级整流器(201)、第二级整流器(203)、第一级直通滤波器(202)、第二级直通滤波器(204)；所述的第一级整流器(201)由隔直电容(301)、倍压并联二极管(302)、倍压串联二极管(303)组成；所述的第二级整流器(203)由隔直电容(306)、倍压并联二极管(307)、倍压串联二极管(308)组成；所述的第一级直通滤波器(202)由1/4波长微带线(304)和并联电容(305)组成；所述的第二级直通滤波器(204)由1/4波长微带线(309)和并联电容(310)组成；所述的整流器(201、203)不局限于双二极管串并联的形式，实际应用中也可调整为单二极管串联、单二极管并联形式以及实现大功率整流的功放管形式；所述的直通滤波器(202、204)不局限于集总及分布参数混合形式，实际应用中也可以是纯集总参数或者分布参数形式。

3.如权利要求1所述的非磁性非互易网络，其特征在于，利用时域信号对输入信号在时间和空间上调制的方法，并设计相应的时空调制算法，打破时间反演对称性，使该网络具有非互易性，能够实现单向传输、反向具有高隔离的特性。

4.如权利要求3所述的该网络的单向导通、反向隔离的特性，其特征在于将反射波回收至该非磁性非互易网络的下一端口的第二级整流电路进行二次整流，将转换的直流能量与第一级整流电路得到的能量一并传输至负载，而不是反射回输入端口，在解决回波损耗的同时也提升了能量的利用率。

5.如权利要求1所述的整流电路，其特征在于，该非磁性非互易网络单元是一个基于时间反演非对称的三端口结构，微波信号从端口①输入，被时域分隔在2条传输线中，经过时延为δ的延迟线后，传输到另一端，被端口②接收，而从端口②反射的信号则被传输到端口③，而非端口①，能量传输方向为端口①→②→③。端口①连接微波输入，端口②接入第一级整流电路，端口③接入第二级整流电路。

6.如权利要求5所述的整流电路，其特征在于，可根据具体的电路工作及测试环境，对非磁性非互易网络单元的端口数和整流电路采用的级数进行扩展，对整流二极管、滤波器的数量和结构进行调整。

7.如权利要求3所述的非磁性非互易网络，其特征在于，其不受材料种类的限制，可采用与整流电路相同的材料进行一体化设计，采用的电路工艺可与传统集成电路兼容，有较高的设计自由度，能够应用于微波能量传输系统中。