CN203242732U

CN203242732U - 宽带功率合成器

Info

Publication number: CN203242732U
Application number: CN 201320265522
Authority: CN
Inventors: 王建国; 吴永生
Original assignee: Beijing Bbef Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Bbef Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2023-05-15

Abstract

本实用新型是关于一种宽带功率合成器，包括：N个输入端传输线变压器、中间环节传输线变压器、输出端阻抗变换器及设置有3N+2条微带传输线的印制电路板；其中2N条微带传输线与输入端传输线变压器的2N个输入端连接，另N条微带传输线连接输入端传输线变压器的输出端和中间环节传输线变压器的输入端，另1条微带传输线连接中间环节传输线变压器和输出端阻抗变换器，剩余1条微带传输线与输出端阻抗变换器的输出端连接；微带传输线的长度与其传输的射频信号的波长相匹配，且1≤N≤3。本实用新型可使宽带功率合成器具有较好的高频指标，并使输入阻抗与输出阻抗相匹配，本实用新型的宽带功率合成器具有结构简单、方便使用以及生产成本低等特点。

Description

宽带功率合成器

技术领域

本实用新型涉及功率合成技术，特别是涉及一种应用广泛如可应用于光伏产业、雷达通讯以及半导体等领域中的宽带功率合成器。

背景技术

现有的宽带功率合成器（如四路输入的宽带功率合成器）通常采用传输线变压器和阻抗变压器直接相结合的设计方式。

发明人在实现本实用新型过程中发现，现有的宽带功率合成器主要存在如下几个问题：

1、由于传统制作方法中存在的频段倍频限制以及其他多方面的因素影响，导致工作频率范围在30-100MHz宽带范围内的功率合成器通常需要分成两个频段来制作，从而单个频段的功率合成器的工作频率较窄，难以满足全频带的工作要求；而且，两个频段的制作方式会使现有的宽带功率合成器无论是在调试方面，还是在用户使用方面，都存在有不便之处。

2、现有的宽带功率合成器在实际应用中，其高频的技术指标较差，且存在输入阻抗与输出阻抗不匹配的现象。

3、为了提高现有的宽带功率合成器的性能指标，生产厂家通常会采用进口的原材料制成的元器件，这样产品的加工周期通常较长，产品的生产成本较高。

有鉴于现有的宽带功率合成器存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验以及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的宽带功率合成器，能够避免现有的宽带功率合成器存在的技术问题，使其更具有实用性。经过不断的研究设计，并经过反复试作样品以及改进，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有的宽带功率合成器存在的技术问题，而提供一种新型结构的宽带功率合成器，所要解决的问题包括，使宽带功率合成器具有较好的高频指标，并使宽带功率合成器的输入阻抗与输出阻抗相匹配，同时，使宽带功率合成器具有结构简单、方便使用以及且生产成本低等特点。

本实用新型的目的及解决其技术问题可采用以下的技术方案来实现。

依据本实用新型提出的一种宽带功率合成器，包括：N个输入端传输线变压器、中间环节传输线变压器、输出端阻抗变换器以及设置有3N+2条微带传输线的印制电路板；其中，3N+2条微带传输线中的2N条分别与N个输入端传输线变压器的2N个输入端连接，另N条微带传输线连接N个输入端传输线变压器的N个输出端和中间环节传输线变压器的N个输入端，另1条微带传输线连接中间环节传输线变压器的输出端和输出端阻抗变换器的输入端，剩余的1条微带传输线与输出端阻抗变换器的输出端连接；其中，所述微带传输线的长度与其传输的射频信号的波长相匹配；其中，所述N为整数，且1≤N≤3。

较佳的，前述的宽带功率合成器，其中与输入端传输线变压器的两个输入端连接的两个微带传输线之间设置有平衡电阻。

较佳的，前述的宽带功率合成器，其中与中间环节传输线变压器的输入端连接的两个相邻的微带传输线之间设置有平衡电阻。

较佳的，前述的宽带功率合成器，其中与中间环节传输线变压器的输入端和输出端连接的微带传输线、以及与输出端阻抗变换器的输出端连接的微带传输线分别连接有匹配电容。

借由上述技术方案，本实用新型的宽带功率合成器至少具有下列优点以及有益效果：

1、通过采用同相传输线变压器合成技术，使宽带频功率合成器的阻抗稳定、传输效率高，且能够使其工作频率很好的覆盖30-100MHz频率范围。

2、通过采用传输线变压器、阻抗变换器和微带传输线相结合的设计方式，使微带传输线可以对宽带功率合成器的高频指标进行补偿校正，从而使宽带功率合成器具有较好的高频指标。

3、通过对传输线变压器和阻抗变换器的磁芯与微带传输线进行结合设计，可以使宽带功率合成器的输入端阻抗与输出端阻抗很好的匹配。

4、本实用新型的宽带功率合成器完全可以使用非进口的原材料制成的国产元器件，从而有效缩短了宽带功率合成器的生产周期，并降低了宽带功率合成器的生成成本。

综上所述，本实用新型在技术上有显著的进步，并具有明显的积极技术效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合说明书附图,详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型的四路输入的宽带功率合成器的原理示意图；

图2为本实用新型的四路输入的宽带功率合成器的框图；

图3为本实用新型的两路输入的宽带功率合成器的框图；

图4为本实用新型的六路输入的宽带功率合成器的框图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的宽带功率合成器的具体实施方式、结构、特征、流程及其功效，详细说明如后。

在N＝2的情况下（即对四路输入射频信号进行功率合成的情况下），本实用新型的宽带功率合成器的结构如图1和图2所示。

在图1和图2中，本实用新型的宽带功率合成器主要包括：两个输入端传输线变压器1（即图1中的T1和T2）、一个中间环节传输线变压器2（即图1中的T3）、一个输出端阻抗变换器3（即图1中的T4）以及一个印制电路板（图1和图2中均未示出），且该印制电路板中设置有八条微带传输线（3×2+2）。

其中，两个输入端传输线变压器1（即T1和T2）的两个输出端分别与中间环节传输线变压器2（即T3）的两个输入端连接，且中间环节传输线变压器2的输出端与输出端阻抗变换器3（即T4）的输入端连接；上述输入端传输线变压器1与阻抗变换器2之间、以及中间环节传输线变压器2与输出端阻抗变换器3之间是通过印制电路板中设置的微带传输线连接的。

具体的说，第一个输入端传输线变压器1（即T1）的一个输入端与第一条微带传输线连接，其另一个输入端与第二条微带传输线连接，且其输出端与第三条微带传输线的一端连接；第二个输入端传输线变压器1（即T2）的一个输入端与第四条微带传输线连接，其另一个输入端与第五条微带传输线连接，且其输出端与第六条微带传输线的一端连接；中间环节传输线变压器2（即T3）的一个输入端与上述第三条微带传输线的另一端连接，其另一个输入端与上述第六条微带传输线的另一端连接，且其输出端与第七条微带传输线的一端连接；输出端阻抗变换器3（即T4）的输入端与上述第七条微带传输线的另一端连接，而其输出端与第八条微带传输线的一端连接。上述第一、第二、第四和第五条微带传输线接四路输入的射频信号，上述第八条微带传输线输出功率合成的一路射频信号。

由图1可知，与第一个输入端传输线变压器1（即T1）的两个输入端连接的两个微带传输线之间设置有平衡电阻R1；与第二个输入端传输线变压器1（即T2）的两个输入端连接的两个微带传输线之间设置有平衡电阻R2；与中间环节传输线变压器2（即T3）的输入端连接的两个微带传输线之间设置有平衡电阻R3；另外，与中间环节传输线变压器2（即T3）的输入端和输出端连接的微带传输线、以及与输出端阻抗变换器3（即T4）的输出端连接的微带传输线分别设置有匹配电容C1、C2、C3和C4。

在本实用新型中，各条微带传输线的长度均应与其传输的射频信号的波长相匹配，即各条微带传输线的长度应与其传输的射频信号的波长相对应，以对其传输的射频信号的频率指标进行补偿校正。另外，应根据实际应用环境，针对输入端传输线变压器1、中间环节传输线变压器2以及输出端阻抗变换器3的磁芯进行相应的设计，以利用磁芯和微带传输线的结合来使宽带功率合成器的输入阻抗与输出阻抗相匹配。

在N＝1的情况下（即对两路输入射频信号进行功率合成的情况下），本实用新型的宽带功率合成器的结构如附图3所示；在N＝3的情况下（即对六路输入射频信号进行功率合成的情况下），本实用新型的宽带功率合成器的结构如附图4所示；在此不再对图3和图4进行详细说明。

需要特别说明的是，本实用新型提供的宽带功率合成器之间可以灵活组合应用，例如，在需要对八路输入射频信号进行功率合成的情况下，可以基于如图1和图2所示的两个宽带功率合成器的组合来实现。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型的技术，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种宽带功率合成器，其特征在于，包括：N个输入端传输线变压器、中间环节传输线变压器、输出端阻抗变换器以及设置有3N+2条微带传输线的印制电路板；

其中，所述3N+2条微带传输线中的2N条分别与N个输入端传输线变压器的2N个输入端连接，另N条微带传输线连接N个输入端传输线变压器的N个输出端和中间环节传输线变压器的N个输入端，另1条微带传输线连接中间环节传输线变压器的输出端和输出端阻抗变换器的输入端，剩余的1条微带传输线与输出端阻抗变换器的输出端连接；

其中，所述微带传输线的长度与其传输的射频信号的波长相匹配；

其中，所述N为整数，且1≤N≤3。

2.如权利要求1所述的宽带功率合成器，其特征在于，与输入端传输线变压器的两个输入端连接的两个微带传输线之间设置有平衡电阻。

3.如权利要求1所述的宽带功率合成器，其特征在于，与中间环节传输线变压器的输入端连接的两个相邻的微带传输线之间设置有平衡电阻。

4.如权利要求3所述的宽带功率合成器，其特征在于，与中间环节传输线变压器的输入端和输出端连接的微带传输线、以及与输出端阻抗变换器的输出端连接的微带传输线分别连接有匹配电容。