一種大功率高效射頻-直流轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻通信、廣播發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域，特別是大功率高效射頻-直流轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]在射頻通信、廣播發(fā)射系統(tǒng)中，有很多無用的射頻功率以熱量的形式耗散了，例如合成器的吸收負(fù)載、LINC發(fā)射機(jī)的吸收負(fù)載等。如果能將這些射頻功率重新回收利用，則可以大大的降低發(fā)射機(jī)的能量消耗和熱量耗散，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益。在射頻功率回收系統(tǒng)中，最為核心的部件是射頻-直流轉(zhuǎn)換器。
[0003]參看圖1，現(xiàn)有技術(shù)中的射頻-直流轉(zhuǎn)換器都是基于二極管器件的實(shí)現(xiàn)。這樣的射頻-直流轉(zhuǎn)換器在很多小功率回收、無線功率收集裝置中已得到了廣泛應(yīng)用。但當(dāng)應(yīng)用于大功率的功率回收裝置時(shí)，它存在難以解決的困難:
I)效率低下。因?yàn)槎O管器件飽和壓降的存在，大量的功率消耗在二極管上，整體的射頻-直流轉(zhuǎn)換效率很難超過50%。
[0004]2)功率容量受限。受二極管功率容量的限制，很難實(shí)現(xiàn)超過1W的射頻-直流轉(zhuǎn)換器。
[0005]工作頻帶窄。二極管的上限截止頻率和功率容量是互相制約的兩個(gè)因素，無法同時(shí)兼顧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種大功率高效射頻-直流轉(zhuǎn)換器。它可用于在大功率發(fā)射機(jī)中構(gòu)建功率回收系統(tǒng)，具有功率容量大、效率高、工作頻帶寬的特點(diǎn)。
[0007]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實(shí)現(xiàn):
一種大功率高效射頻-直流轉(zhuǎn)換器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，它包括定向耦合器、晶體管和扼流圈。輸入端輸入的射頻功率經(jīng)定向耦合器后分為兩路，一路連接到晶體管的漏極，另一路連接到晶體管的柵極，晶體管的源極接地。晶體管的漏極還經(jīng)扼流管連接到輸出端，輸出端的一路經(jīng)電容接地，另一路輸出直流功率。
[0008]在上述射頻-直流轉(zhuǎn)換器中，所述定向耦合器和晶體管的漏極之間連接漏極匹配網(wǎng)絡(luò)，定向耦合器和晶體管的柵極之間連接?xùn)艠O匹配網(wǎng)絡(luò)。
[0009]在上述射頻-直流轉(zhuǎn)換器中，所述晶體管采用橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體LDMOS或者氮化鎵高電子遷移率高功率晶體管GaN HEMT。
[0010]本發(fā)明由于采用了上述結(jié)構(gòu)，用晶體管實(shí)現(xiàn)同步整流，功率容量大、工作頻帶寬。本發(fā)明可用于廣播、通信等大功率發(fā)射系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)射頻功率回收，減小整機(jī)的功耗和熱耗散，滿足綠色節(jié)能環(huán)保的要求。
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中射頻-直流轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參看圖2，本發(fā)明包括定向耦合器1、晶體管4和扼流圈5。輸入端輸入的射頻功率經(jīng)定向耦合器I后分為兩路，一路經(jīng)漏極匹配網(wǎng)絡(luò)(2)連接到晶體管4的漏極，另一路經(jīng)柵極匹配網(wǎng)絡(luò)(3)連接到晶體管4的柵極，晶體管4的源極接地。晶體管4的漏極還經(jīng)扼流管5連接到輸出端，輸出端的一路經(jīng)電容6接地，另一路輸出直流功率。晶體管4采用橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體LDMOS或者氮化鎵高電子遷移率高功率晶體管GaN HEMT。
[0014]本發(fā)明工作時(shí)，輸入的射頻功率經(jīng)定向耦合器I分為兩路，一路饋入晶體管4的漏極，另一路饋入晶體管4的柵極。本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)可以使得射頻輸入信號(hào)本身作為控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)晶體管4自身的同步開關(guān)、同步整流。整流得到的直流功率可在經(jīng)過連接在晶體管4漏極的扼流圈5之后取出。
[0015]使用本發(fā)明射頻-直流轉(zhuǎn)換器，可以實(shí)現(xiàn)IKW的UHF波段射頻-直流功率回收系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的效率高于70%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大功率高效射頻-直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，它包括定向耦合器(I )、晶體管(4)和扼流圈(5)，輸入端輸入的射頻功率經(jīng)定向耦合器(I)后分為兩路，一路連接到晶體管(4)的漏極，另一路連接到晶體管(4)的柵極，晶體管(4)的源極接地；晶體管(4)的漏極還經(jīng)扼流管(5)連接到輸出端，輸出端的一路經(jīng)電容(6)接地，另一路輸出直流功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率高效射頻-直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述定向耦合器(I)和晶體管(4)的漏極之間連接漏極匹配網(wǎng)絡(luò)(2)，定向耦合器(I)和晶體管(4)的柵極之間連接?xùn)艠O匹配網(wǎng)絡(luò)(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或所述的大功率高效射頻-直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述晶體管(4)采用橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體LDMOS或者氮化鎵高電子遷移率高功率晶體管GaNHEMT。
【專利摘要】一種大功率高效射頻-直流轉(zhuǎn)換器，涉及射頻通信、廣播發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括定向耦合器、晶體管和扼流圈。輸入端輸入的射頻功率經(jīng)定向耦合器后分為兩路，一路連接到晶體管的漏極，另一路連接到晶體管的柵極，晶體管的源極接地。晶體管的漏極還經(jīng)扼流管連接到輸出端，輸出端的一路經(jīng)電容接地，另一路輸出直流功率。本發(fā)明可用于在大功率發(fā)射機(jī)中構(gòu)建功率回收系統(tǒng)，具有功率容量大、效率高、工作頻帶寬的特點(diǎn)。
【IPC分類】H03H11-28
【公開號(hào)】CN104579237
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310505062
【發(fā)明人】陳曉凡, 楊迎新, 任建東
【申請(qǐng)人】北京同方吉兆科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月24日