和频率下的本实用新型公开的整个整流电路的整流效率的仿真结果，图中数字表示整流效率，单位为％。对比图4和图5可知，整个整流电路能比单个子整流电路在更宽的输入功率和频率范围内保持高整流效率。
[0060]图6所示是工作频率为2.45GHz时不同输入功率和输出负载下的单个子整流电路的整流效率的仿真结果，图中数字表示整流效率，单位为%。
[0061 ]图7所示是工作频率为2.45GHz时不同输入功率和输出负载下的本实用新型公开的整个整流电路的整流效率的仿真结果，图中数字表示整流效率，单位为％。对比图6和图7可知，整个整流电路能比单个子整流电路在更宽的输入功率和输出负载范围内保持高整流效率。
[0062]图8所示是不同输入功率下单个子整流电路和整个整流电路的回波损耗的仿真结果。由图可知单个子整流电路在输入功率为7.5dBm到17dBm的范围内，回拨损耗可以达到15dB以上;而整个整流电路在输入功率为2.8dBm到20dBm的范围内都可以达到15dB以上，表明整个整流电路能在更宽的输入功率范围内实现电路匹配。该结果证明了本实用新型公开的整个整流电路能在单个子整流电路输入端口阻抗失配时实现整体电路更好的匹配。
[0063]图9所示是工作频率为2.45GHz，输出负载为360Ω时不同输入功率下整个整流电路的整流效率的测试结果，仿真结果显示整体电路在输入功率为9.3dBm到18.7dBm范围内整流效率达到70%以上，最高效率达到83.4% ;测试结果显示在输入功率为1dBm到18.6dBm范围内整流效率达到70%以上，最高效率达到80.8%。
[0064]图10所示是输入功率为15.5dBm，输出负载为360Ω时不同频率下整个整流电路的整流效率的测试结果，仿真结果显示整体电路在输入功率为2.12GHz到2.69GHz范围内整流效率达到70%以上；测试结果显示在输入功率为2.08GHz到2.58GHz范围内整流效率达到70%以上，测试结果与仿真结果相比有所频偏，属于正常情况。
[0065]图11所示是工作频率为2.45GHz，输入功率分别为15.5dBm和17.5dBm时不同输出负载下整个整流电路的整流效率的测试结果。由图可以看出，当输入功率减小时，保持高效率的输出负载范围变大。由图9-11可以看出，测试结果与仿真结果相符合，效率的稍微偏差是由电路加工误差引入的，属于可接受范围。以上测试结果证明了本实用新型设计理论的正确性和可行性。
[0066]综上所述，本实用新型提出了一种基于隔离端接地的两节分支线耦合器的高效率整流电路，该电路能在很宽的输入功率、频率和输出负载范围内保持高整流效率，同时实现与前端天线更好的匹配，适合应用于无线能量传输系统的接收端。
[0067]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高效率整流电路，其特征在于，包括上层微带结构、中间介质基板和底层金属地板，所述上层微带结构印制在中间介质基板的上表面，所述底层金属地板印制在中间介质基板的下表面，其特征在于，所述上层微带结构由一个两节分支线耦合器(I)、第一子整流电路(II)及第二子整流电路(III)构成，所述两节分支线耦合器分别与第一子整流电路(II)及第二子整流电路(III)相连。2.根据权利要求1所述的一种高效率整流电路，其特征在于，所述两节分支线耦合器(I)由依次连接的输入端口(I/P)、第一微带线(1)、第二微带线(2)、第三微带线(3)、第四微带线(4)、第五微带线(5)、第七微带线(7)和第八微带线(8)构成，还包括第六微带线(6)，所述第六微带线(6)的两端分别与第一微带线(I)及第五微带线(5)垂直连接，且位于第一微带线(I)及第五微带线(5)的中点，所述第七微带线(7)为两节分支线耦合器的隔离端，通过金属化过孔与底层金属地板连接。3.根据权利要求1所述的一种高效率整流电路，其特征在于，所述第一子整流电路(II)由输入端口匹配网络部分、整流部分、直流滤波网络部分及负载端构成； 所述第一子整流电路(II)的输入端口匹配网络部分由依次连接的第十微带线(10)、第十一微带线(11)、第十二微带线(12)和第一电容(35)构成； 所述第一子整流电路(II)的直流滤波网络部分由第十五微带线(15)、第十六微带线(16)、第十七微带线(17)、第十八微带线(18)、第十九微带线(19)和第二十微带线(20)构成，其中第十六微带线(16)、第十七微带线(17)、第十八微带线(18)和第十九微带线(19)分别加载到第十五微带线(15)上，第二十微带线(20)连接到第十九微带线(19)末端； 所述第一子整流电路(II)的整流部分由第一二极管(36)、第十三微带线(13)、第二二极管(37)和第十四微带线(14)构成，所述第一二极管(36)和第二二极管(37)的正极连接在第十五微带线(15)与第一电容(35)的连接端，负极分别与第十三微带线(13)和第十四微带线(14)相连； 所述第一子整流电路(II)的负载端由连接在第十五微带线(15)和第二十一微带线(21)之间的第一电阻(38)构成； 第十一微带线(U)、第十三微带线(13)、第十四微带线(14)和第二十一微带线(21)末端分别通过金属化过孔连接到底层金属地板。4.根据权利要求1所述的一种高效率整流电路，其特征在于，第二子整流电路(III)由输入端口匹配网络部分、整流部分、直流滤波网络部分及负载端构成； 所述第二子整流电路(III)的输入阻抗网络部分由第二十三微带线(23)、第二十四微带线(24)、第二十五微带线(25)和第二电容(39)依次连接构成； 所述第二子整流电路(III)的整流部分由第三二极管(40)、第二十六微带线(26)、第四二极管(41)、第二十七微带线(27)构成，其中第三二极管(40)和第四二极管(41)的正极连接在第二十八微带线(28)与第二电容(39)的连接端，第三二极管的负极与第四二极管的负极分别与第二十六微带线(26)和第二十七微带线(27)相连； 所述第二子整流电路(III)的直流滤波网络部分由第二十八微带线(28)、第二十九微带线(29)、第三十微带线(30)、第三十一微带线(31)、第三十二微带线(32)和第三十三微带线(33)构成，其中第二十九微带线(29)、第三十微带线(30)、第三十一微带线(31)和第三十三微带线(33)分别加载到第二十八微带线(28)上，第三十二微带线(32)连接到第三十一微带线(31)末端； 所述第二子整流电路(III)的负载端由连接在第二十八微带线(28)和第三十四微带线(34)之间的第二电阻(42)构成； 第二十四微带线(24)、第二十六微带线(26)、第二十七微带线(27)和第三十四微带线(34)末端分别通过金属化过孔连接到底层金属地板。5.根据权利要求1所述的一种高效率整流电路，其特征在于，第一二极管(36)、第二二极管(37)、第三二极管(40)、第四二极管(41)均由两个二极管共阴极封装而成。6.根据权利要求3所述的一种高效率整流电路，其特征在于，所述第十六微带线(16)、第十八微带线(18)垂直连接第十五微带线(15)的一侧，所述第十七微带线(17)及第十九微带线(19)垂直连接第十五微带线(15)的另一侧。7.根据权利要求4所述的一种高效率整流电路，其特征在于，所述第二十九微带线(29)及第三十一微带线(31)垂直连接在第二十八微带线(28)的一侧，所述第三十微带线(30)及第三十三微带线(33)垂直连接在第二十八微带线(28)的另一侧。8.根据权利要求1所述的一种高效率整流电路，其特征在于，还包括第九微带线(9)及第二十二微带线(22)，所述两节分支线耦合器通过第九微带线(9)与第一子整流电路(II)相连，所述两节分支线耦合器通过第二十二微带线(22)与第二子整流电路(I II)相连。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高效率整流电路，包括上层微带结构、中间介质基板和底层金属地板，所述上层微带结构印制在中间介质基板的上表面，所述底层金属地板印制在中间介质基板的下表面，其特征在于，所述上层微带结构由一个隔离端接地的两节分支线耦合器、第一子整流电路及第二子整流电路构成，所述两节分支线耦合器与第一子整流电路相连，所述两节分支线耦合器与第二子整流电路相连。本实用新型采用该隔离端接地的两节分支线耦合器将两个子整流电路由于阻抗失配产生的部分反射波重新注入到子整流电路中利用，提高整个电路的整流效率，并且实现整个整流电路与天线更好的匹配，降低系统能量的损耗。
【IPC分类】H02J50/00, H02M7/00, H02J50/27
【公开号】CN205212560
【申请号】CN201520970183
【发明人】章秀银, 杜志侠, 李斌, 赵小兰
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年11月27日