整流天线系统中HG效率分析
鉴于物联网 （IoT） 和无线电力传输 （WPT） 的迅速发展，将无线通信、识别、传感和定位等新功能整合到现有系统中的需求越来越大。在远距离无线功率传输中整流天线起着关键作用。
整流天线系统 HG 效率分析 参考文献
As shown below👇
整流天线系统
如下图所示的整流天线系统的工作原理包括以下关键步骤：
信号接收与功率整合：通过Rx阵列和功率分配器捕获并整合FRF信号。
能量整流与谐波生成：将FRF信号转换为直流功率和二次谐波。
谐波信号输出与路径控制：通过输出匹配网络和巴特勒矩阵引导SH信号。
谐波波束形成与扫描：利用射频开关和MCU实现SH信号的快速波束控制。
系统供电：通过直流电源为控制电路供电。
在前人的努力下，双工整流器的二次谐波效率得到了显著提高，但对于真正的肖特基二极管，二次谐波(HG)极限仍然缺乏研究。
HG 效率分析
理论上证明了肖特基二极管的极限谐波产生(HG)效率为1/m^2（其中m表示谐波阶数）。但实际中还需要进一步分析，为了分析二极管串联电阻 （Rs） 对 HG 效率的影响，下图展示了简单的多功能整流天线系统一种常用拓扑结构，
该拓扑结构中，
使用直流阻断（理想电容）防止直流能量回流到射频源。
使用直流馈电（理想电感）确保仅直流能量通过。
通过优化射频源的源阻抗 Z=X+jY, 将生成的二次谐波完全引导出端口1，避免损耗。
二极管的二次谐波发生（SHG）效率被定义为流出二极管的二次谐波(SH)功率与进入二极管的基波RF(FRF)功率之比，因此可以通过使用以下方程计算
[1] C. Zhang et al., "Rectenna-Enabled New Paradigm With Hybrid Harmonic Beamforming for Integrated Energy Harvesting, Sensing, and Communications," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 73, no. 1, pp. 121-134, Jan. 2025, doi: 10.1109/TAP.2024.3495984.
[2] S. Ladan, A. B. Guntupalli and K. Wu, "A High-Efficiency 24 GHz Rectenna Development Towards Millimeter-Wave Energy Harvesting and Wireless Power Transmission," in IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, vol. 61, no. 12, pp. 3358-3366, Dec. 2014, doi: 10.1109/TCSI.2014.2338616.
[3] Y. Wang, H. Pan and T. -T. Chan, "A Dual-Band Dual-Sense Circularly Polarized Rectenna for Millimeter-Wave Power Transmission," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 73, no. 1, pp. 96-107, Jan. 2025, doi: 10.1109/TAP.2024.3489213.
