本文通過對肖特基二極管等效電路模型的建立，分析了二極管的阻抗和微波整流電路的電壓，并依據(jù)此模型設(shè)計了小功率微波整流電路。在此電路基礎(chǔ)上，為了擴展電路的功率容量，提出了二極管陣列的思路并設(shè)計完成了中小功率以及大功率的微波整流電路。其中，基于單只二極管的微波整流電路最高效率為83.3%，基于二極管陣列的中小功率和大功率微波整流電路最高效率分別為69.4%和68%。三種電路實現(xiàn)10～43dBm的功率覆蓋范圍，提升了電路的實用價值。

　　微波無線能量傳輸自1964 年被W.C.Brown提出至今，已經(jīng)發(fā)展了近50年。歐美和日本等國將微波能量傳輸作為空間太陽能電站的一項關(guān)鍵技術(shù)，開展了大量的理論與實驗研究。我國的微波輸能最早由林為干院士引入并進行了相關(guān)討論，如今已有多家高校和科研院所進行研究和探索。微波整流電路是微波無線能量傳輸?shù)年P(guān)鍵部件，用于將微波能量轉(zhuǎn)化為直流能量以供后端系統(tǒng)直接使用。目前，微波整流電路的研究主要集中在ISM 頻段，包括915MHz，2.45以及5.8GHz，其中，2.45GHz微波整流電路能夠提供更為實用的直流輸出電壓以及更大的功率容量。

　　目前，微波整流電路的研究大多數(shù)是基于小功率容量和單支二極管形式的，但是，實際應(yīng)用通常要求功率容量和電壓具有較大的動態(tài)范圍。因此，本文從基于單只二極管的微波整流電路出發(fā)，通過對單管理論模型的分析，首先設(shè)計出高效率的小功率微波整流電路，再以此為基礎(chǔ)，提出二極管陣列的設(shè)計思路，并成功設(shè)計了中小功率以及大功率的微波整流電路，提升了整流電路的功率容量和直流電壓的范圍。

1、肖特基二極管模型及理論分析

　　圖1為單支肖特基二極管的等效電路模型。其中結(jié)電容Cj和結(jié)電阻Rj均為非線性器件，當(dāng)二極管的直流偏置建立，在二極管上的結(jié)電壓如式(1)所示。

　　式中，Vj1和Vj0分別為二極管結(jié)電壓的基頻和直流成分，Vbi為二極管自偏置導(dǎo)通電壓。當(dāng)二極管結(jié)電壓大于Vbi，二極管正向?qū)�通，�?dǎo)通角為θon。二極管結(jié)電壓與入射波的相位差為φ 。

3、結(jié)論

　　本文從肖特基二極管的理論模型設(shè)計出發(fā)，設(shè)計并實現(xiàn)了小功率的微波整流電路，驗證了理論模型和設(shè)計方法的正確性及準(zhǔn)確性。并以此為基礎(chǔ)，設(shè)計了基于二極管陣列的中小功率整流電路，提升功率容量的同時保持了較高的整流效率。

　　為了適應(yīng)實際應(yīng)用中更大功率需求，采用多路功分器和整流電路級聯(lián)的思路，進一步提升了電路的微波輸入功率，同時，保持整流效率基本不變。因此，通過三款整流電路，覆蓋了10～43dBm的功率范圍，能夠滿足不同情況下的功率需求，為整流電路的實際應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。