[发明专利]一种整流电路系统、整流天线和微波无线能量传输系统

说明书

本发明涉及一种整流电路系统、整流天线和微波无线能量传输系统，包括：第一滤波器，用于对输入信号进行滤波，形成第一滤波信号；匹配电路，与所述第一滤波器连接，用于对所述第一滤波器进行匹配，形成第二信号；折叠空间电荷区肖特基二极管，与所述匹配电路连接，用于对所述第二信号进行整流，形成直流信号；第二滤波器，与所述折叠空间电荷区肖特基二极管连接，用于对所述直流信号进行平滑滤波，以获得稳定的输出信号。本发明所设计的整流电路系统因采用折叠空间电荷区肖特基二极管，提高了整流电路系统在微波无线能量传输系统中的能量转化效率。

技术领域

本发明属于无线传输技术领域，具体涉及一种整流电路系统、整流天线和微波无线能量传输系统。

背景技术

自由空间中存在无穷无尽的电磁波，如何将这些电磁波转化为电子设备的能量在当今能源危机日益显现的情况下，显得尤为重要。微波无线能量传输系统将在这个问题上发挥充分的优势，微波无线能量传输系统能够将环境中的自由电磁能直接转化为直流电，且在输送电能时，不受传输线的限制、简单方便、灵活性强、传输距离远、减少输电线的架设、不需要频繁更换电池等，但是如何提高其能量转化效率依然是目前无线能量传输系统研究的热点与重点。整流天线是微波无线能量传输系统中的重要组成部分，所以可以通过提高整流天线的转换效率来提高整体系统的能量转换效率。

近几年，国内外对整流电路系统中的关键器件肖特基二极管在能量转换效率方面的研究比较多，肖特基二极管是使用一种特定的金属与N型半导体之间形成的具有接触势垒的特定的金属半导体器件。其金属与半导体之间形成的势垒被称为肖特基势垒，这种接触，也被称为整流接触。这种肖特基二极管相比较一般的PN结二极管具有开启电压小，频率特性好，整流效率高的特点。其中Ge肖特基整流二极管结构简单、制造成本低，其系列产品从高能量密度到低能量密度，甚至到超低能量密度RF环境均可适用，是无限能量传输(MWPT)系统常用的整流二极管。因此如何通过提高Ge肖特基二极管的转换效率，进而提升以整流电路系统为主要组件的整流天线的转换效率已成为了亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种整流电路系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种整流电路系统，包括：

第一滤波器，用于对输入信号进行滤波，形成第一滤波信号；

匹配电路，与所述第一滤波器连接，用于对所述第一滤波器进行匹配，形成第二信号；

折叠空间电荷区肖特基二极管，与所述匹配电路连接，用于对所述第二信号进行整流，形成直流信号；

第二滤波器，与所述折叠空间电荷区肖特基二极管连接，用于对所述直流信号进行平滑滤波，以获得稳定的输出信号。

在本发明的一个实施例中，所述折叠空间电荷区肖特基二极管包括：包括：衬底、绝缘层、外延层、第一金属电极、第二金属电极、第一凹槽，其中，

所述绝缘层、所述外延层依次层叠设置于所述衬底层上；

所述第一凹槽设置于所述外延层上，且所述第一凹槽内填充有绝缘材料；

所述第一金属电极设置于所述外延层上，且设置于所述第一凹槽的一侧，且所述第一金属电极的下表面与所述外延层的上表面接触；

所述第二金属电极设置于所述外延层上，且设置于所述第一凹槽的另一侧；

所述第二金属电极与所述匹配电路连接，所述第一金属电极与所述第二滤波器连接。

在本发明的一个实施例中，所述外延层的厚度为0.3～0.5μm，所述第一凹槽的厚度为0.05～0.15μm。

在本发明的一个实施例中，所述第二金属电极的下表面与所述外延层的上表面接触。