[發(fā)明專利]短波大功率定向耦合器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810156276.3
• 申請日: 2008-09-26
• 公開（公告）號: CN101383443A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張承云;陳士明;黃永
• 申請（專利權(quán)）人: 熊貓電子集團有限公司;南京熊貓電子股份有限公司;南京熊貓漢達(dá)科技有限公司
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 湯志武;王鵬翔

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及射頻電子技術(shù)，尤其是短波大功率定向耦合器。

二、背景技術(shù)

我國的短波通信多年來主要采用100W～1000W的發(fā)射機，隨著電磁環(huán)境越來越復(fù) 雜，電子對抗日益激烈，為了通得更遠(yuǎn)，通得更好，通信、雷達(dá)、電子對抗、電磁探 測等用戶對SkW～50kW大功率發(fā)射機的需求也日益增長。短波寬頻帶的大功率發(fā)射機 是我國近幾年研制成功的新技術(shù)新產(chǎn)品。在射頻和微波技術(shù)中，定向耦合器是關(guān)鍵技 術(shù)之一，它可以對功率進行分配、采樣、檢測、控制等等。國內(nèi)外定向耦合器種類很 多，按傳輸線類型分有波導(dǎo)的、同軸線的、微帶線的定向耦合器；按耦合器強弱分有 強耦合、中耦合、弱耦合定向耦合器，多種定向耦合器原理各不相同，結(jié)構(gòu)差別很大， 但目前還沒有完全適合我單位研制的大功率發(fā)射機的定向耦合器。

三、發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明目的是：提出一種短波大功率定向耦合器，為了對大功率發(fā)射機的正、反 向功率進行檢測、控制。

本發(fā)明技術(shù)方案是：短波大功率定向耦合器，定向耦合器分成同軸腔體和耦合頭 (內(nèi)裝耦合電路)兩部分，腔體，在腔體壁安裝耦合頭電路，所述耦合頭電路包括取 樣線圈L1和取樣電容C2，取樣線圈L1一端接地，另一端通過串聯(lián)的電容和電阻元件 接地，從所述電容和電阻連接端連接一整流二極管，整流二極管輸出連接R2、C4濾波 電路，經(jīng)電位器調(diào)節(jié)后輸出反映功率大小的直流電壓，二極管負(fù)端還連接一在腔體耦 合的取樣電容C2。檢測反向功率的取樣電路是所述的耦合頭在腔體上旋轉(zhuǎn)180°安裝。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明適合于射頻大功率的定向耦合器，定向耦合器分成 腔體和耦合頭兩個部分，腔體通過射頻高電壓、大電流，而輸入駐波比和插入損耗都 可以做得很小。耦合電路安裝在耦合頭中，所有元件的功率容量都小于0.1瓦。本發(fā)明 正、反向功率檢測靈活，同一個耦合頭既可以檢測正向功率，只需在腔體上旋180°就 可以檢測反向功率了。本發(fā)明已在20kW和5kW短波發(fā)射機中實際應(yīng)用，效果良好。

四、附圖說明

圖1所示是短波大功率定向耦合器電路框圖

圖2是定向耦合器電路圖

圖3是定向耦合器參考電路圖

圖4是定向耦合器安裝結(jié)構(gòu)圖

五、具體實施方式

圖1中定向耦合器有兩個取樣電路分別對發(fā)射機的輸出功率Po進行電流取樣和電 壓取樣。電流取樣得到的電壓和電壓取樣得到的電壓，通過平衡網(wǎng)絡(luò)1和平衡網(wǎng)絡(luò)2 調(diào)節(jié)，使兩路取樣信號中包含的反向功率的信號互相抵消，同時使兩路取樣信號中包 含的正向功率的信號互相疊加，即可對正向功率進行檢測。疊加的正向信號經(jīng)過整流、 濾波、輸出幅度調(diào)節(jié)后，送給功率顯示和控制部件。用同樣的電路，只要改變電流取 樣信號的極性，使兩路取樣信號中包含的正向功率的信號互相抵消，同時使兩路取樣 信號中包含的反向功率的信號互相疊加，即可對反向功率進行檢測。

定向耦合器電路(耦合頭電路圖)如圖2所示：定向耦合器采用射頻腔體安裝耦 合頭的結(jié)構(gòu)，即腔體壁安裝耦合頭電路。

包括取樣線圈L1和取樣電容C2，取樣線圈L1一端接地，另一端通過串聯(lián)的電容 和電阻元件接地，從所述電容和電阻連接端連接一取樣二極管，取樣二極管輸出連接 限流電阻后接顯示控制電路；取樣二極管輸出端還并聯(lián)一在腔體耦合的取樣電容C2。 發(fā)射機的輸出功率Po進行電流取樣和電壓取樣的電路。主要技術(shù)指標(biāo)：工作頻帶 2MHz～30MHz，耦合度90dB，定向性2dB，輸入端駐波比1.05。

該定向耦合器的特點是構(gòu)思巧妙，電路簡潔，整流二極管VD1放在圖2中的位置， 大大方便了對耦合器定向性的調(diào)整。如果整流二極管VD1放在圖3參考電路圖中的位 置，耦合器調(diào)整定向性時會困難得多。

結(jié)構(gòu)上把定向耦合器分成腔體和耦合頭兩個部分(參見圖4，正向功率取樣耦合頭 1、反向功率取樣耦合頭2、N型插座反向檢測信號送出口3、N型插座正向檢測信號 送出口4、同軸腔體可通過20kW射頻功率5、輸出功率6)，腔體可以通過射頻高電壓、 大電流，而輸入駐波比和插入損耗都可以做得很小。耦合電路安裝在耦合頭中，所有 元件的功率容量都小于十分之一瓦。避免了老式定向耦合器作大功率檢測時損耗大， 發(fā)熱發(fā)燙，頻響差等缺點。正反向功率檢測靈活，同一個耦合頭既可以檢測正向功率， 只需在腔體上旋轉(zhuǎn)180°就可以檢測反向功率了。