CN219777804U - 一种用于射频信号的三频段功率检测电路与装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于射频信号的三频段功率检测电路，包括相互连接的匹配单元和整流单元；其中，匹配单元包括顺次相连的三组对应不同频段射频信号的枝节阻抗匹配电路；整流单元包括顺次连接的隔直电容、二极管、扇形枝节带通滤波器和电阻负载，电阻负载输出端接地，隔直电容输入端与匹配单元连接。本实用新型通过设计匹配网络在不同频段的匹配效率，可以控制进入整流网络的功率，使得不同频段的输出电压不相互重叠，最终实现通过检测输出电压，检测不同频段下的输入功率水平。
Description
技术领域
本实用新型属于微波技术领域，具体涉及一种用于射频信号的三频段功率检测电路与装置。
背景技术
在无线能量传输***与无线能量收集***中，为了保持接收端整流天线的最大转换效率，需要加大发射端的发射功率或者利用功率放大器在接收端对天线的接收功率进行补偿，使进入整流电路的功率达到最大RF-DC转换效率对应的功率水平。无论在发射还是接收端对功率进行补偿，其补偿特征都与频率和接收功率有关。因此，需要对天线接收到的功率与频率进行检测。
对单一频率的输入功率进行检测，仅仅利用整流单元的基本特性：输出电压随输入功率的增大而增大，便可以实现通过检测输出电压识别输入功率。然而，在无线能量传输***与无线能量收集***中，***常常工作在多个频段，对于同时检测多个频率的输入功率，目前还缺乏相关的研究。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种用于射频信号的三频段功率检测电路与装置，可以在一定的功率范围，检测多个频段的输入功率水平。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为一种用于射频信号的三频段功率检测电路，包括相互连接的匹配单元和整流单元；其中，匹配单元包括顺次相连的三组对应不同频段射频信号的枝节阻抗匹配电路；整流单元包括顺次连接的隔直电容、二极管、扇形枝节带通滤波器和电阻负载，电阻负载输出端接地，隔直电容输入端与匹配单元连接。
每组枝节阻抗匹配电路包括一个对应某一频段射频信号的扇形贴片和一个长方形金属贴片，在首个枝节阻抗匹配电路的输入端连接SMA接头。
整流单元可工作的射频信号频段数至少为三组。
整流单元中二极管的设置数量为两个，且两二极管之间呈并联关系，其中一个二极管接地。
二极管为肖特基二极管SMS7630。
整流电路的长、宽、高尺寸设置为70mm×35mm×0.762mm。
匹配单元采用边缘微带线馈电，输入阻抗为50Ω。
还提供一种用于射频信号的三频段功率检测装置，包括上述任一项所述的三频段功率检测电路；其中，三频段功率检测电路作为上层金属贴片，还包括中间层介质基板和下层金属贴片，上层金属贴片和下层金属贴片分别刻蚀在中间层介质基板的上表面和下表面。
下层金属贴片为铜片。
中间层介质基板的介电常数为2.2，损耗正切角0.001，厚度为0.762mm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型通过设计匹配网络在不同频段的匹配效率，可以控制进入整流网络的功率，使得不同频段的输出电压不相互重叠，最终实现通过检测输出电压，检测不同频段下的输入功率水平。
附图说明
图1为本实用新型实施例中三频段功率检测电路结构示意图；
图2为本实用新型实施例中三频段功率检测电路的输出电压在1.8GHz,2.1GHz,2.6GHz三个频率随输入功率变化的结果；
图中，1-第一长方形金属贴片，2-第二长方形金属贴片，3-第三长方形金属贴片，4-第一扇形贴片，5-第二扇形贴片，6-第三扇形贴片，7-扇形枝节带通滤波器，8-肖特基二极管，9-电阻负载，10-隔直电容。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施案例提供的三频段功率检测电路，其结构如图1所示，包括匹配单元和整流单元两个部分；匹配单元包括长方形金属贴片，扇形贴片；整流单元部分包括扇形枝节带通滤波器7、肖特基二极管8、电阻负载9、隔直电容10；其中，匹配单元与整流单元直接连接。
本实用新型实施例中，所述的匹配单元由三枝节调谐电路组成，通过调整匹配单元的匹配效率，可以控制进入整流单元的能量大小。
本实用新型实施例中，所述的二极管数量为2，采用的是肖特基二极管(8)SMS7630，分别以并联与串联的形式放置在整流网络中。
本实用新型实施例中，所述的带通滤波器采用扇形枝节的微带结构，扇形枝节在整流电路的工作频段的基频产生谐振，从而只允许直流通过，起到带阻滤波器的功能。
如图1所示，本实用新型提供了一种新型三频段功率检测电路，用于检测输入到电路的三个频段的输入功率水平,整流电路尺寸为70×35×0.762mm3(长×宽×高)。
如图1所示，本实施例所述的整流单元工作在1.8GHz,2.1GHz,2.6GHz。扇形枝节带通滤波器7的尺寸通过ADS仿真软件优化，使其可以阻挡三个频段的交流能量到达负载。
如图1所示，所述的匹配单元采用边缘微带线馈电，输入阻抗为50Ω，连接到SMA接头。
还提供一种用于射频信号的三频段功率检测装置，包括上述任一项所述的三频段功率检测电路；其中，三频段功率检测电路作为上层金属贴片，还包括中间层介质基板和下层金属贴片，上层金属贴片和下层金属贴片分别刻蚀在中间层介质基板的上表面和下表面。所述匹配单元与整流单元刻蚀在介质基板的上表面，介质基板的下表面全覆铜。F4B介质基板介电常数为2.2，损耗正切角0.001，厚度为0.762mm.
如图2所示，所述的三频段功率检测电路的每一个输出电压仅与一个输入功率和一个频率对应，使得通过检测输出电压，可以检测输入功率与频率。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于射频信号的三频段功率检测电路，其特征在于，包括相互连接的匹配单元和整流单元；其中，匹配单元包括顺次相连的三组对应不同频段射频信号的枝节阻抗匹配电路；整流单元包括顺次连接的隔直电容、二极管、扇形枝节带通滤波器和电阻负载，电阻负载输出端接地，隔直电容输入端与匹配单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于射频信号的三频段功率检测电路，其特征在于，每组枝节阻抗匹配电路包括一个对应某一频段射频信号的扇形贴片和一个长方形金属贴片，在首个枝节阻抗匹配电路的输入端连接SMA接头。
3.根据权利要求1所述的一种用于射频信号的三频段功率检测电路，其特征在于，整流单元可工作的射频信号频段数至少为三组。
4.根据权利要求1所述的一种用于射频信号的三频段功率检测电路，其特征在于，整流单元中二极管的设置数量为两个，且两二极管之间呈并联关系，其中一个二极管接地。
5.根据权利要求1所述的一种用于射频信号的三频段功率检测电路，其特征在于，二极管为肖特基二极管SMS7630。
6.根据权利要求1所述的一种用于射频信号的三频段功率检测电路，其特征在于，整流电路的长、宽、高尺寸设置为70mm×35mm×0.762mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于射频信号的三频段功率检测电路，其特征在于，匹配单元采用边缘微带线馈电，输入阻抗为50Ω。
8.一种用于射频信号的三频段功率检测装置，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的三频段功率检测电路；其中，三频段功率检测电路作为上层金属贴片，还包括中间层介质基板和下层金属贴片，上层金属贴片和下层金属贴片分别刻蚀在中间层介质基板的上表面和下表面。
9.根据权利要求8所述的一种用于射频信号的三频段功率检测装置，其特征在于，下层金属贴片为铜片。
10.根据权利要求8所述的一种用于射频信号的三频段功率检测装置，其特征在于，中间层介质基板的介电常数为2.2，损耗正切角0.001，厚度为0.762mm。
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