[發(fā)明專利]一種高功率寬帶四路功率分配、合成器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910058141.8
• 申請日: 2009-01-15
• 公開（公告）號: CN101465457A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發(fā)明（設計）人: 王華磊;石玉;鐘慧;何澤濤;蔣欣;杜波;楊杰;趙寶林
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P5/12
• 分類號: H01P5/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率分配、合成器，具體涉及一種傳輸線型高功率寬帶四路功 率分配、合成器。

背景技術(shù)

RF功率分配/合成器，特別是作為射頻信號功率合成器件用于RF功率放大 器中，其典型的用法如圖1。

隨著射頻發(fā)射機中功率放大器的發(fā)展，功率承受能力成為其設計瓶頸，它 的高成本也成為設計中必須考慮的因素之一。解決這一問題的方法就是采用分 合的方法。首先將使用功率分配器射頻信號等功率的分開，通過放大器放大， 然后再通過功率合成器合成。這種方法存在一個缺點，功分器使用普通的變壓 器或感性容性器件達到阻抗匹配，這些器件屬于窄帶元件，就決定了功分器不 能使用在寬帶功率放大器中。功率分配、合成器的窄帶特性嚴重限制了它的使 用范圍。

美國專利4774481提供了解決功率分配、合成器這一缺點的方法，首次使 用相位補償?shù)姆椒ㄌ岣吖Ψ制鞯墓ぷ黝l率，使得功分器的帶寬達到20～500 MHz。但是由于其使用的阻抗變換器同樣受限于傳輸線的長度，因此工作頻率 低于500MHz。同時它引入多個連接點，造成電路結(jié)構(gòu)不連續(xù)，從而增加了損 耗。

因此用于射頻發(fā)射系統(tǒng)中的功分器，需要頻帶更寬，功率容量更大和和損 耗更低等特點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是：如何提供一種高功率寬帶頻的四路功率分配、合 成器，該功率分配、合成器克服了現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺點，具有低損耗、頻帶 更寬、功率容量更大的特點。

本發(fā)明所提出的技術(shù)問題是這樣解決的：提供一種高功率寬帶四路功率分 配、合成器，其特征在于，包括一個升阻抗變換器和兩個降阻抗變換器，所述 升阻抗變換器將系統(tǒng)信號一分為二，將阻抗變?yōu)樵杩沟亩叮谄鋬蓚€輸出 端分別連接一個所述的降阻抗變換器，再將信號一分為二，阻抗變回原抗阻， 信號一分為四，其中：

①所述升阻抗變換器包括一個鐵氧體磁芯、兩個隔離電阻、兩根同軸電纜 傳輸線和兩個相位補償同軸電纜，所述兩根同軸電纜傳輸線交叉穿過鐵氧體磁 芯，在一端，兩根同軸電纜傳輸線的內(nèi)導體相連接，另一端內(nèi)導體分離并具有 間隔度而構(gòu)成兩個輸出端，同時同軸電纜傳輸線兩端的外導體分別與各自的相 位補償同軸電纜的內(nèi)導體連接，兩個隔離電阻分別跨接在兩根同軸電纜傳輸線 的外導體上；

②所述降阻抗變換器包括一個鐵氧體磁芯、兩個隔離電阻、兩根同軸電纜 信號線以及兩個相位補償同軸電纜，所述兩根同軸信號線分別穿過一個鐵氧體 磁芯，并且對應端的內(nèi)導體相連，外導體通過隔離電阻相連，兩個相位補償同 軸電纜的內(nèi)導體分別與兩個同軸信號線未連接端的內(nèi)導體相連構(gòu)成兩個信號輸 出端，兩者的外導體分別連接另一根信號線的外導體。

按照本發(fā)明所提供的高功率寬帶四路功率分配、合成器，其特征在于，升 阻抗變換器中隔離電阻阻值等于同軸電纜傳輸線的特征阻抗的兩倍；降阻抗變 換器中隔離電阻阻值等于同軸信號線的特征阻抗。

按照本發(fā)明所提供的高功率寬帶四路功率分配、合成器，其特征在于，升 阻抗變換器中相位補償同軸電纜的長度和同軸電纜傳輸線的長度相同；降阻抗 變換器中相位補償同軸電纜的長度和同軸電纜信號線的長度相同。

按照本發(fā)明所提供的高功率寬帶四路功率分配、合成器，其特征在于，升 阻抗變換器以及降阻抗變換器中同軸電纜信號線、同軸電纜傳輸線和相位補償 同軸電纜中外導體沒有產(chǎn)生連接關(guān)系的外導體都接地，接地點共地。

本發(fā)明的去除了現(xiàn)有功率分配、合成器單一的阻抗變換器，引入具有功率分 配的升阻抗變換器與降阻抗變換器，同時增加相位補償同軸電纜線，因此該功率 分配、合成器輸入輸出駐波低于1.4，分離端隔離度高于20dB，并可承受大功率 不平衡信號。本發(fā)明鐵氧體磁芯能在低頻端提供足夠高的感抗，做為傳統(tǒng)低頻變 換器，而在高頻段同軸線則為傳輸線，和相位補償傳輸線構(gòu)成變換器，解決了現(xiàn) 有傳輸線功分器中傳輸線長度對上限工作頻率的限制，提高了工作頻率；同軸電 纜取代漆包線，從而實現(xiàn)了寬帶和高功率。

附圖說明

圖1是射頻系統(tǒng)中使用功分合成的例子；

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中升阻抗變換器的示意圖。