基于共面波导结构的小型化整流电路设计

刘一麟

（中国西南电子技术研究所，四川 成都 610036）

0 引 言

随着微波无线能量传输技术的快速发展与广泛应用，实现微波整流电路的小型化已成为了一个必然研究方向[1-3]。与此同时，随着无线携能通信技术、平流层无人机/飞艇技术及空间太阳能卫星技术的发展，微波无线能量传输系统对整流电路小型化的要求也越来越高[3]。针对微波整流电路小型化所面临的一系列挑战，传统微带线结构的整流电路必须通过多层板工艺压缩电路尺寸，增加加工成本与难度的同时不利于电路散热，在高功率整流应用时存在安全隐患[4]。共面波导（Coplanar Waveguide，CPW）结构的信号线与接地板共处一个平面，具备体积小、重量轻以及功率容量大的优势，平面结构使得其具有容易制作，容易实现无源和有源器件在微波电路中的串联与并联(不需要在基片上穿孔)，容易提高电路密度等优点，设计自由度更高，有利于实现微波整流电路的小型化设计[5,6]。

1 共面波导小型化整流电路基本结构

整流电路是将交流电能转换为直流电能的电子电路，负责将接收天线接收到的射频能量转换为直流能量，是整流天线中的关键组成部分，其射频-直流转换效率决定了整流天线的性能好坏。常见的整流电路有半波整流与全波整流，实际应用中，半波整流效率要优于全波整流，因此多数整流电路均是半波整流形式。半波整流电路的主要拓扑形式有串联整流、并联整流以及单桥整流，基础结构如图1所示，主要由低通滤波器、整流二极管、直通滤波器以及负载构成[7-10]。……