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HIGH-FREQUENCY RECTIFIER CIRCUIT

Patent code P180015549
File No. 4483
Posted date Nov 21, 2018
Application number P2014-034730
Publication number P2015-162690A
Patent number P6128653
Date of filing Feb 25, 2014
Date of publication of application Sep 7, 2015
Date of registration Apr 21, 2017
Inventor
  • (In Japanese)川島 宗也
  • (In Japanese)関 智弘
  • (In Japanese)篠原 真毅
Applicant
  • (In Japanese)日本電信電話株式会社
  • (In Japanese)国立大学法人京都大学
Title HIGH-FREQUENCY RECTIFIER CIRCUIT
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency rectifier circuit capable of suppressing drop of a step-up voltage due to signal leakage of a diode element or the like even in a high-frequency band.
SOLUTION: A high-frequency rectifier circuit comprises: an input terminal for inputting a high-frequency signal; a capacitive element whose one end is connected to the input terminal; a matching circuit whose one end is connected to the other end of the capacitive element; a diode element whose cathode is connected to the other end of the matching circuit; a filter circuit connected to the other end of the matching circuit; a transmission line whose one end is connected to the anode of the diode element and whose other end is grounded; and an output terminal for outputting a DC signal from the other end of the filter circuit. When a prescribed voltage is applied to the diode element in a reverse direction, reactance components of a series body including the diode element and the transmission line resonate in series in a use frequency.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来、レクテナ装置における高周波信号を直流信号に変換する高周波整流回路の例として、シングルシャント型の整流回路が知られている(特許文献1-3)。
図12は、従来のシングルシャント型の整流回路の基本的な回路図である。図12に示す整流回路は、入力端子91、出力端子92、ダイオード素子93、容量素子95、入力整合回路96、高周波成分を除去し直流成分のみを出力するフィルタ回路97を有している。ここで、整流回路の動作を、図12と図13を用いて説明する。図13は、従来の高周波整流回路の動作原理を示すイメージ図である。図13(a)には、図12に示す整流回路の電圧降下のない理想状態での動作原理を示すイメージ図が記載されている。図13(b)には、図12に示すA点における高周波信号入力直後の電圧変化を示すイメージ図が記載されている。図13(c)には、図12に示す出力端子92における定常状態での電圧変化を示すイメージ図が記載されている。

図12において、入力端子91から入力した高周波信号は、容量Cを持つ容量素子95、入力整合回路96を介しダイオード素子93に入力する。入力した信号は、ダイオード素子93が逆方向に接続されているため、負の順方向降下電圧V0以下でダイオード素子93に電流が流れ、容量素子95に電荷が供給され蓄電される(図13(a))。電荷が容量素子95に蓄電されることにより、図12のA点における直流電圧は昇圧される。図12のA点において、昇圧された高周波信号の負のピーク値がV0以上となると、ダイオード素子93に電流が流れなくなる(図13(b))。昇圧された高周波信号は、フィルタ回路97により高周波成分が除去され、直流成分のみが出力端子92から出力される(図13(c))。この時、出力電圧Voutは、式(1)で表すことができる。

【数1】
(省略)

なお、式(1)の第1項は、容量素子への蓄電を表し、第2項は、容量素子からの放電を表す項である。また、パラメータA1は、整流回路での損失を示し、パラメータA3は、蓄電された容量素子からの放電率を示す。また、パラメータA2、A4は、蓄電および放電時間に関するパラメータを示す。ここで、第1項が第2項より大きい場合、高周波信号は、昇圧された後、直流信号として出力される。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、高周波整流回路に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
高周波信号を入力する入力端子と、
前記入力端子に一端が接続された容量素子と、
前記容量素子の他端に一端が接続された整合回路と、
前記整合回路の他端にカソードが接続されたダイオード素子と、
前記整合回路の他端に接続されたフィルタ回路と、
前記ダイオード素子のアノードに一端が接続され他端が接地された伝送線路と、
前記フィルタ回路の他端が直流信号を出力する出力端子と、
を備え、
前記ダイオード素子に対して逆方向に所定の電圧が印加された場合に使用周波数において前記ダイオード素子と前記伝送線路とを有する直列体のリアクタンス成分が直列共振する
ことを特徴とする高周波整流回路。

【請求項2】
 
前記伝送線路の電気長Eは、前記ダイオード素子の逆方向電圧印加時のインピーダンスをZdoff、前記伝送線路の特性インピーダンスをZcとして、前記使用周波数で以下に示す式で表されることを特徴とする請求項1に記載の高周波整流回路。
【数1】
 
(省略)
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2014034730thum.jpg
State of application right Registered
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