体管保护二极管结 构包括第一二极管和晶体管，其中所述晶体管包括耦合到所述第一二极管的阳极的控制端 子、耦合到所述第一二极管的阴极的第一端子、以及可耦合到所述晶体管保护二极管结构 外部的电路的第二端子。所述第一二极管的阳极耦合到击穿保护整流器的输入端，并被配 置为接收交流（AC)信号，并且所述晶体管的第二端子耦合到击穿保护整流器的输出端。
[0045] 晶体管保护二极管结构还可以包括与所述晶体管的第二端子和第三端子并联耦 合的第二二极管，使得所述第二二极管的阳极耦合到所述第一二极管的阴极。晶体管保护 二极管结构可以附加或备选地包括另一个二极管，所述另一个二极管的阳极耦合到所述第 一二极管的阳极并且所述另一个二极管的阴极耦合到所述晶体管的控制端子。
[0046] 在一些实施例中，击穿保护整流器包括第一晶体管保护二极管结构和以级联方式 耦合到第一晶体管保护二极管结构的第二晶体管保护二极管结构的组合，使得第一晶体管 保护二极管结构和第二晶体管保护二极管结构的组合两端的负电压分布在第一晶体管保 护二极管结构的晶体管和第二晶体管保护二极管结构的晶体管上。第二晶体管保护二极管 结构包括第一二极管和具有控制端子、第一端子及第二端子的晶体管，其中第二晶体管保 护二极管结构的第一二极管的阳极耦合到第一晶体管保护二极管结构的第一二极管的阳 极，第二晶体管保护二极管结构的第一二极管的阴极耦合到第二二极管保护晶体管结构的 晶体管的第二端子，并且第二二极管保护晶体管结构的晶体管的第三端子耦合到第一二极 管保护晶体管结构的晶体管的控制端子。
[0047] 根据本公开的另一个方面，一种无线网络包括被配置为无线发送电磁信号的发送 (TX)级、以及被配置为接收由TX级发送的电磁信号的接收（RX)级。RX级包括以下之一： (a)多频带多信道（MBMC)匹配网络，MBMC匹配网络包括多个T形传输线匹配结构，每个T 形传输线匹配结构与另一个T形传输线匹配结构串联耦合，其中每个T形传输线匹配结构 包括第一部分、第二部分以及耦合在第一部分和第二部分之间的第三部分，并且所述多个T 形传输线匹配结构中的第一T形传输线匹配结构的第一部分形成MBMC匹配网络的输入端， 所述多个T形传输线匹配结构中的第二T形传输线匹配结构的第二部分形成MBMC匹配网 络的输出端，并且所述多个T形传输线匹配结构内的至少一个T形传输线匹配结构的第三 部分能够耦合到电接地；(b)可自适应重配置整流器，具有低输入功率整流部、高输入功率 整流部以及耦合到高输入功率整流部和低输入功率整流部之一的晶体管组，所述晶体管组 被配置为，以与输入到RX级的信号功率电平有关的方式，使所述可自适应重配置整流器在 低输入功率操作配置和高输入功率操作配置之间选择和自动地转变；以及（c)击穿保护整 流器，具有至少一个晶体管保护二极管结构，所述至少一个晶体管保护二极管结构包括通 过以下方式耦合到晶体管的第一二极管：保护第一二极管以免所述二极管直接暴露到负电 压，其中在没有所述晶体管的情况下，该负电压通常会使所述二极管击穿。在一些实施例 中，RX级包括MBMC匹配网络，以及可自适应重配置整流器和击穿保护整流器之一。
[0048] 所述无线网络还可以包括被配置为从TX级接收电磁信号并向RX级发送电磁信号 的一个或多个中继器/放大级。所述一个或多个中继器/放大级包括以下之一 ：(a)多频 带多信道（MBMC)匹配网络，其包括，多个T形传输线匹配结构，每个T形传输线匹配结构与 另一个T形传输线匹配结构串联耦合，其中每个T形传输线匹配结构包括第一部分、第二部 分以及耦合在第一部分和第二部分之间的第三部分，并且其中在所述多个T形传输线匹配 结构内的第一T形传输线匹配结构的第一部分形成MBMC匹配网络的输入，在所述多个T形 传输线匹配结构内的第二T形传输线匹配结构的第二部分形成MBMC匹配网络的输出，并且 所述多个T形传输线匹配结构内的至少一个T形传输线匹配结构的第三部分能够耦合到电 接地；(b)可自适应重配置整流器，具有低输入功率整流部、高输入功率整流部以及耦合到 高输入功率整流部和低输入功率整流部之一的晶体管组，所述晶体管组被配置为，以与输 入到RX级的信号功率电平有关的方式，使所述可自适应重配置整流器在低输入功率操作 配置和高输入功率操作配置之间选择和自动地转变；以及（c)击穿保护整流器，具有至少 一个晶体管保护二极管结构，所述至少一个晶体管保护二极管结构包括通过以下方式耦合 到晶体管的第一二极管：保护第一二极管以免所述二极管直接暴露到负电压，其中在没有 所述晶体管的情况下，该负电压通常会使所述二极管击穿。在一些实施例中，至少一个中继 器/放大级包括MBMC匹配网络，以及可自适应重配置整流器和击穿保护整流器之一。
【具体实施方式】
[0049] 在本公开中，对给定元件的描述、或者对特定附图中特定元件编号的考虑或使用 或者在对应说明性材料中对其的参考可以包括在另一个附图或与之相关联的说明性材料 中标识的相同、等同、或类似的元件或元件编号。除非另有指示，否则附图或关联文本中"/" 的使用被理解为表示"和/或"。本文中对特定数值或值范围的陈述被理解为包括或者是近 似数值或数值范围的陈述，例如在+/-20 %、+/-15 %、+/-10 %或+/-5 %内。
[0050] 本文中使用的术语"组"对应于或者被定义为符合已知数学定义（例如，以对应于 AnIntroductiontoMathematicalReasoning:Numbers，Sets，andFunctions的第 11 章 "PropertiesofFiniteSets"（如第 140页所不）PeterJ.Eccles，CambridgeUniversity Press(1998)的方式）的非空有限元素组织，该非空有限元素组织在数学上呈现至少为1的 基数性（即，这里定义的组可以对应于单元、单线（singlet)或单元素组、或者多元素组）。 一般地，根据所考虑的组的类型，组的元素可以包括或者是系统、装置、设备、结构、物体、电 路、电路元件、进程、物理参数或者值。
[0051] 根据本公开的实施例涉及促进或实现无线功率传输（WPT)或周围RF能量收集系 统、设备或电路中的提高功率转换效率（PCE)的整流天线电路元件、电路及技术。具体地， 根据本公开各实施例的系统、设备或电路包括整流天线，所述整流天线具有（a)多频带多 信道（MBMC)RF匹配网络、和/或（b)扩展输入功率范围整流器，所述整流器可以包括可自 适应重配置整流器电路或者击穿保护整流器电路，如下文详述。
[0052] 具有MBMC兀配网络的代表件整流天线
[0053] 图3是根据本公开实施例的代表性多频带多信道（MBMC)整流天线100的示意图。 MBMC整流天线100包括天线或天线结构110,天线或天线结构110被配置为接收对应于或 跨越多个RF频带的RF能量。天线100包括与MBMC匹配网络200耦合的输出端，使得天 线110接收的RF能量被传递到MBMC匹配网络200。MBMC匹配网络200包括与整流器120 的输入端耦合的输出端，整流器120的输出端与DC带通滤波器130或RF扼流圈130的输 入端耦合，DC带通滤波器或RF扼流圈130的输出端与负载电阻140耦合。MBMC匹配网络 200和整流器120 (还可以与DC带通滤波器130和负载电阻140组合）整体被认为或定义 为MBMC整流器102。
[0054] 天线110具有跨越多个RF频带（例如适用于特定WPT应用或者所考虑的期望或 预期RF能量收集环境的多个预定频带）的带宽。例如，根据实施例细节，天线110可以具 有适合于接收跨越多个频带的多个中心频率的RF能量的带宽，其中所述多个频带适合于 或被分配用于：(a)对一种或多种可植入/已植入医疗仪器再充电，使得MBMC整流天线100 可以形成用于基于WPT的医疗仪器再充电的系统、设备或电路的一部分；和/或（b)公共/ 移动电话或无线网络通信，使得MBMC整流天线100可以形成用于收集周围RF能量的系统、 设备或电路的一部分，所述RF能量对应于已知或期望存在于给定的现代城市环境中的移 动电话或其他类型无线通信信号。
[0055] 为帮助理解，在新加坡国立大学校园的代表性现代城市环境中，通过常规宽带喇 叭天线（0.8-18GHZ)和常规频谱分析器来测量周围功率密度。已知周围功率密度主要由三 个公共通信频带（即GSM-900、GSM-1800和UTMS-2100)中的下行链路信道功率占据，表1 给出了对应的测量值。
[0056]
[0057] 表1:在不同公共电信频率的每个信道上测量的周围功率密度
[0058] 此外，表1指示GSM-1800和UTMS-2100频带中的功率密度远大于GSM-900频带中 的功率密度。此外，由喇叭天线接收的全部周围通信频带的总RF功率是通过功率计来测量 的，所述功率计指示大约-20至-17dBm(或大约10至20yW)的总周围RF功率。
[0059] 为帮助理解，在涉及捕获GSM-1800和UTMS-2100频带中的RF功率的代表性 实现中，天线110具有覆盖全球移动系统（GSM) 1800MHz频带以及通用移动电信系统 (UMTS) 2100MHz频带的带宽。图4A是准八木（quasi-Yagi)天线1x2子阵列的顶部示意图， 其指示对应的准八木天线1x2子阵列的设计参数。两个准八木天线1x2子阵列可以和T型 结功分器连接在一起，以形成1x4准八木天线阵列。
[0060] 图4B是根据本公开实施例的1x4准八木天线阵列的正面或顶面图像，图4C是根 据本公开实施例的1x4准八木天线阵列的背面或底面图像，其形成具有覆盖GSM-1800和 UMTS-2100频带中的每一个的带宽的天线110。具体地，使用图4A所示的1x2准八木天线 子阵列的以下参数值，a= 190,b= 100, 1= 1. 2,W2= 4. 4,Wgnd= 20,Ldri= 37,Wdri = 8,Ldir= 50,Wdri= 0? 5,Sdir= 26,Sdri= 24 以及d= 100 (单位毫米），1x4 准八木天线阵 列在约1. 8GHz到2. 2GHz的带宽呈现-10dB，如图4D所示，图4D示出了天线110的该代表 性实现的仿真和测量的|Sn|和增益。本领域普通技术人员容易认识到，基于所考虑的期望 整流天线应用或环境以及与之相关联的多个RF频带，天线110可以呈现其他参数值或其他 类型的设计。例如，在RF能量收集应用中，天线110可以是常规宽频带（broadband)或宽 带（wideband)天线，例如宽带喇机天线。
[0061]MBMC匹配网络200被配置为为了提高或最大化落入天线的带宽内的多个RF频带 内从天线110到整流器120的RF功率传输，关于多个RF频带提供天线110和整流器120 之间的阻抗匹配。具体地，MBMC匹配网络200被配置为提供关于落入天线110的带宽内的 多个预定RF频带（例如，标准或规定机构/团体为给定目的而定义或设置的多个RF频带） 的阻抗匹配。因此，MBMC阻抗匹配网络200提高了可耦合到整流器120中多个RF频带上 的RF功率量。
[0062] 在各实施例中，MBMC匹配网络200包括串联耦合在MBMC匹配网络200的输入端和 输出端之间的多个T形传输线匹配结构。具体地，在多个实施例中，MBMC匹配网络200包 括与MBMC匹配网络200要针对其提供阻抗匹配的每个单独RF频带相对应的单独T形传输 线匹配结构。因此，根据本公开实施例的MBMC匹配网络200可以鉴于所考虑的给定的一组 RF频带和阻抗匹配要求，容易且精确地执行复杂的MBMC阻抗转换/匹配。此外，根据本公 开实施例的MBMC匹配网络200可以在任何两个或更多个任意频率实现与频率有关的复杂 阻抗匹配。多个