[发明专利]一种具有自动输入端口驻波调整能力的射频信号整流器

说明书

该发明公开了一种具有自动输入端口驻波调整能力的射频信号整流器，属于微波整流技术领域，具体为设计一种具有自动调整输入端口驻波能力的整流器，用以提高整流器的整流效率，以满足整流器在复杂环境要求下的应用。该整流器能够在整流器的输入阻抗发生变化时，对回波进行收集分析，然后通过一个可调匹配模块，对整流器的输入阻抗进行调节，从而使电路再次达到匹配，来解决回波损耗的问题，从而提高了整流器的整流效率。

技术领域

本发明属于微波整流技术领域，具体为设计一种具有自动调整输入端口驻波能力的整流器，用以提高整流器的整流效率，以满足整流器在复杂环境要求下的应用。

背景技术

整流器的输出端通常连接着变阻抗的负载，如DC-DC变换器、功率管理单元和超级电容器等，它们在不同的工作条件下，阻抗会发生变化，这就意味着整流器的输入阻抗会发生相应的改变，从而导致整流器输入端匹配电路的失配，最终造成整流器的转换效率降低，性能下降的结果。面对复杂的电磁环境，单输入功率点或窄输入功率范围(Input PowerRange，IPR)的整流器已不再满足现实的需求，而宽IPR整流器能在较宽输入功率范围内保证较好的性能，适应性较强，但宽IPR匹配电路的设计相对来讲有一定的难度。因此，对具有自动输入端口驻波调整能力的射频信号整流器的研究设计具有十分现实的意义。

针对现有整流器IPR不够大的情况，已经有人提出相应的解决办法。有论文中设计了一种高动态输入微波整流电路，如图1所示。该论文分别设计了一种大功率微波整流电路和一种小功率微波整流电路，并用环形器将两种电路的输入端相连接。利用环形器的单向传输原理，当输入功率变化时，由于电路不再匹配，第一级大功率整流电路会产生反射回波，回波功率经由环形器进入第二级小功率整流电路，经整流后输出直流功率，并与第一级电路的输出和功率相合成。但上述高动态输入微波整流电路结构较为复杂，需要分别设计一种大功率微波整流电路和一种小功率微波整流电路，共计两个整流单元，可能会使得电路面积过大。

发明内容

为解决上述整流器输入功率动态范围过窄的问题，本发明提出了一种具有自动输入端口驻波调整能力的射频信号整流器。该整流器能够在整流器的输入阻抗发生变化时，对回波进行收集分析，然后通过一个可调匹配模块，对整流器的输入阻抗进行调节，从而使电路再次达到匹配，以提高整流器的效率。

本发明所提出的整流器的技术方案为一种具有自动输入端口驻波调整能力的射频信号整流器，该整流器包括：驻波比计算模块、控制单元模块、匹配可调模块、传统整流器模块，其中驻波比计算模块包括入射波反射波分离模块和计算电路，所述驻波比计算模块位于在输入端口，作用是收集不匹配时电路的入射波与反射波，并通过计算电路计算驻波比；所述驻波比计算模块中的计算电路与控制单元模块相连，所述控制单元模块后连接阻抗可调模块，作用是接受驻波比计算模块的计算结果，并据此产生阻抗可调模块的控制信号；所述阻抗可调模块同时位于驻波比计算中的入射波反射波分离模块与传统整流器模块之间作用是代替传统整流器的固定的输入匹配电路，并且能够对整流器的输入阻抗进行调节。

进一步的，所述入射波反射波分离模块为定向耦合器，所述阻抗可调模块为并联的可控开关二极管与电容，每个电容串联一个开关二极管；通过控制开关二极管的通断数目来控制接入电路的并联电容的数目，从而对整流电路的输入阻抗进行调节，实现对输入端口驻波比的调节。

本发明提出的具有自动调整输入端口驻波比的射频信号整流器，能够通过对输入端口驻波比的监测与调节，来解决回波损耗的问题，从而提高了整流器的整流效率。

附图说明

图1为背景技术中提出的一种高动态输入微波整流电路。

图2为本发明具有自动输入端口驻波调整能力的射频信号整流器的原理框图。

图3为本发明的一种具体实现方式。

具体实施方式