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高周波整流回路 NEW

国内特許コード P180015549
整理番号 4483
掲載日 2018年11月21日
出願番号 特願2014-034730
公開番号 特開2015-162690
登録番号 特許第6128653号
出願日 平成26年2月25日(2014.2.25)
公開日 平成27年9月7日(2015.9.7)
登録日 平成29年4月21日(2017.4.21)
発明者
  • 川島 宗也
  • 関 智弘
  • 篠原 真毅
出願人
  • 日本電信電話株式会社
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 高周波整流回路 NEW
発明の概要 【課題】高周波帯においても、ダイオード素子等の信号漏洩による昇圧電圧の降下を抑えることができる高周波整流回路を提供する。
【解決手段】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。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


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V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V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】




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Aは、整流回路での損失を示し、パラメータA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A、A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。

産業上の利用分野


本発明は、高周波整流回路に関する。

特許請求の範囲 【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Z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】


国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014034730thum.jpg
出願権利状態 登録
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