JP6311831B1 - マイクロ波整流回路 - Google Patents
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Abstract
Description
交流電力を整流するマイクロ波整流回路であって、
前記交流電力が入力される入力線路と、
前記入力線路の出力側の分岐点から複数に分岐する分岐線路と、
複数の前記分岐線路それぞれに配設されて、前記入力線路と後段との間でインピーダンス整合と90°の位相シフトを行うインピーダンス整合部と、
複数の前記分岐線路それぞれの前記インピーダンス整合部の後段に配設されて、前記交流電力を整流する整流部と、
複数の前記分岐線路の少なくとも一の前記インピーダンス整合部と前記整流部の間に配設され、前記整流部で発生する反射波の基本波成分の合成が前記分岐点においてゼロとなるように、前記交流電力の位相をシフトする位相シフト部と、
複数の前記分岐線路それぞれの前記インピーダンス整合部の出力端から分岐するように配設された複数の抵抗部を有し、当該複数の抵抗部の他端を互いに結線して構成される分岐抵抗部と、
を備える、マイクロ波整流回路。
[マイクロ波整流回路の構成]
以下、図1を参照して、第1の実施形態に係るマイクロ波整流回路Uの構成の一例について説明する。本実施形態に係るマイクロ波整流回路Uは、例えば、上記したレクテナ装置に適用される。
以下、図2〜図3を参照して、本実施形態に係るマイクロ波整流回路Uの動作について説明する。
次に、本実施形態に係るマイクロ波整流回路Uのインピーダンス設計について、説明する。本実施形態に係るマイクロ波整流回路Uにおいては、分岐点L0においてインピーダンス整合が行われおり、且つ、分岐抵抗部5の接続位置においてインピーダンス整合が行われている場合、上記のように、再反射等した反射波Vra1、Vra2、Vrb1、Vrb2を分岐抵抗部5で消失させることができる。
(2×Z1)×Z3=Z2 2 …式(1)
(但し、Z1:入力線路1の特性インピーダンス[Ω]、Z2:第1のλ/4線路2aの特性インピーダンス[Ω]、Z3:第1のλ/4線路2aの後段(第1の位相シフト部3a等)の特性インピーダンス[Ω])
(2×Z1)×Z4=Z2 2 …式(2)
(但し、Z1:入力線路1の特性インピーダンス[Ω]、Z2:第1のλ/4線路2aの特性インピーダンス[Ω]、Z4:第1の抵抗部5aの抵抗値[Ω])
次に、図4〜図5を参照して、本実施形態に係るマイクロ波整流回路Uの動作検証のために行った第1の回路シミュレーションについて説明する。
次に、図6〜図8を参照して、本実施形態に係るマイクロ波整流回路Uの動作検証のために行った第2の回路シミュレーションについて説明する。
次に、図9〜図10を参照して、第1の実施形態の変形例に係るマイクロ波整流回路Uについて説明する。
次に、図11〜図12を参照して、第2の実施形態に係るマイクロ波整流回路Uについて説明する。
(3×Z1)×Z4=Z2 2 …式(3)
(但し、Z1:入力線路1の特性インピーダンス、Z2:第1のλ/4線路2aの特性インピーダンス、Z4:第1の抵抗部5aの抵抗値)
次に、図13を参照して、第3の実施形態に係るマイクロ波整流回路Uについて説明する。
(n×Z1)×Z4=Z2 2 …式(4)
(但し、Z1:入力線路1の特性インピーダンス、Z2:λ/4線路2n1の特性インピーダンス、Z4:抵抗部5n1の抵抗値)
2 インピーダンス整合部
3 位相シフト部
4 整流部
5 分岐抵抗部
L0 分岐点
La、Lb、Lc、Ln1〜Lnn 分岐線路
U マイクロ波整流回路
A アンテナ
Claims (6)
- 交流電力を整流するマイクロ波整流回路であって、
前記交流電力が入力される入力線路と、
前記入力線路の出力側の分岐点から複数に分岐する分岐線路と、
複数の前記分岐線路それぞれに配設されて、前記入力線路と後段との間でインピーダンス整合と90°の位相シフトを行うインピーダンス整合部と、
複数の前記分岐線路それぞれの前記インピーダンス整合部の後段に配設されて、前記交流電力を整流する整流部と、
複数の前記分岐線路の少なくとも一の前記インピーダンス整合部と前記整流部の間に配設され、前記整流部で発生する反射波の基本波成分の合成が前記分岐点においてゼロとなるように、前記交流電力の位相をシフトする位相シフト部と、
複数の前記分岐線路それぞれの前記インピーダンス整合部の出力端から分岐するように配設された複数の抵抗部を有し、当該複数の抵抗部の他端を互いに結線して構成される分岐抵抗部と、
を備え、
複数の前記分岐線路は、前記分岐点から2×m(mは2以上の任意の正の整数)本に分岐する前記分岐線路であって、
前記位相シフト部は、一方のm本の前記分岐線路を通流する前記交流電力が、他方のm本の前記分岐線路を通流する前記交流電力に対して、前記整流部に到達する際に90°の位相差を有するように、前記交流電力の位相をシフトする、
マイクロ波整流回路。 - 交流電力を整流するマイクロ波整流回路であって、
前記交流電力が入力される入力線路と、
前記入力線路の出力側の分岐点から複数に分岐する分岐線路と、
複数の前記分岐線路それぞれに配設されて、前記入力線路と後段との間でインピーダンス整合と90°の位相シフトを行うインピーダンス整合部と、
複数の前記分岐線路それぞれの前記インピーダンス整合部の後段に配設されて、前記交流電力を整流する整流部と、
複数の前記分岐線路の少なくとも一の前記インピーダンス整合部と前記整流部の間に配設され、前記整流部で発生する反射波の基本波成分の合成が前記分岐点においてゼロとなるように、前記交流電力の位相をシフトする位相シフト部と、
複数の前記分岐線路それぞれの前記インピーダンス整合部の出力端から分岐するように配設された複数の抵抗部を有し、当該複数の抵抗部の他端を互いに結線して構成される分岐抵抗部と、
を備え、
複数の前記分岐線路は、前記分岐点からn(nは3以上の任意の正の整数)本に分岐する前記分岐線路であって、
前記位相シフト部は、一の前記分岐線路を通流して前記整流部に到達する前記交流電力に対して、他のn−1本の前記分岐線路を通流して前記整流部に到達する前記交流電力がそれぞれ、k(kは1〜n−1の正の整数)×180/n°ずつ異なる位相差を有するように、前記交流電力の位相をシフトする、
マイクロ波整流回路。 - 前記抵抗部の抵抗値は、前記インピーダンス整合部とインピーダンス整合するように設定される、
請求項1又は2に記載のマイクロ波整流回路。 - 前記インピーダンス整合部は、複数の前記分岐線路それぞれに配設されたλ/4線路である、
請求項3に記載のマイクロ波整流回路。 - 複数の前記分岐線路の分岐数がt(tは、前記2×m又は前記nに相当する正の整数)本、前記入力線路の特性インピーダンスがZ1[Ω]、及び、前記λ/4線路の特性インピーダンスがZ2[Ω]としたとき、
前記抵抗部の抵抗値は、Z2 2/tZ1[Ω]となるように設定される、
請求項4に記載のマイクロ波整流回路。 - 前記交流電力は、アンテナを介して前記入力線路に入力される、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のマイクロ波整流回路。
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