CN204315700U - 一种塔式大功率发射机一体化功率合成器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种塔式大功率发射机一体化功率合成器，包括M个功率合成单元，所述功率合成单元为塔式结构，所述功率合成单元包括N级功合器，设n∈{1,2,..N.}，则每个第n+1级功合器的输入口均与一个第n级功合器的输出口相连，第N级功合器为二合一功合器，第1,2,...N-1级功合器以第N级功合器为中心对称设置，功率合成单元每一级功合器为相同数目输入口的功合器。该功率合成器还包括M合一功合器，M个功率合成单元的第N级功合器的输出口分别与M合一功合器的输入口相连。本实用新型和水冷系统相结合，将上百个功放模块就近用最简洁直接的合成方式多级合成输出达到想要的功率等级，占用空间小，且整体结构简单高效。

Description

一种塔式大功率发射机一体化功率合成器

技术领域

本发明涉及大功率合成领域，尤其涉及一种塔式大功率发射机一体化功率合成器。

背景技术

功率合成器在大功率合成领域是必须的器件，每个功放模块的输出功率经过合成系统进行叠加，可以生成比单个模块大得多的功率输出。在100kw以上的发射机中，往往要使用多级合成系统，不断将功率输出合并，最终能够输出要求的功率等级。但现有超大功率合成器难以一次合成输出，必须采用多级合成的场合的解决方案。一般方案都是采用机柜式的发射机系统，机柜式的系统占用空间大，功率合成系统庞杂和低效，

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种塔式大功率发射机一体化功率合成器，和水冷系统相结合，将上百个功放模块就近用最简洁直接的合成方式多级合成输出达到想要的功率等级，占用空间小，且整体结构简单高效。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种塔式大功率发射机一体化功率合成器，该功率合成器包括M个功率合成单元，所述功率合成单元为塔式结构，功率合成单元包括N级功合器，设n∈{1,2,...N}，则每个第n+1级功合器的输入口均与一个第n级功合器的输出口相连。

本发明提供的功率合成器同样可逆的完成各级功放系统的功率分配功能。

更进一步的，第N级功合器为二合一功合器，第1,2,...N-1级功合器以第N级功合器为中心对称设置。

更进一步的，功率合成单元每一级功合器为相同数目输入口的功合器。

更进一步的，该功率合成器还包括M合一功合器，M个功率合成单元的第N级功合器的输出口分别与M合一功合器的输入口相连。

更进一步的，M=2，即该功率合成器还包括一号二合一功合器，每个功率合成单元第N级功合器的输出口分别与一号二合一功合器的输入口相连。

更进一步的，功率合成单元每级功合器的输出口设有耦合器，提供功率监测，用来做发射功率、反射功率指示以及提供发射机过载保护的取样信号和射频检测信号。

更进一步的，八合一功合器采用圆盘型同轴分支器结构，输入口为同轴接口，且无隔离电阻。同轴分支器是同轴硬馈线，半空心结构，内部有绝缘体支撑。

更进一步的，六合一功合器采用圆盘型同轴分支器结构，输入口为同轴接口，且无隔离电阻。

更进一步的，二号二合一功合器输入口为同轴接口，并经同轴波导转换后，采用波导合成方式输出；一号二合一功合器采用全波导合成方式输入输出。

有益效果：（1）本发明和发射机水冷系统相结合，将上百个功放模块就近用最简洁直接的合成方式多级合成输出达到想要的功率等级，紧凑设计且就近合成，能够最大化节约架设空间和合成效率。（2）本发明提供的功率合成单元为塔式结构，能最大可能的节省空间，并且便于对各级功合器进行调整计算，以得到想要达到的功率等级。（3）本发明提供的功率合成器在最后两级采用波导传输方式，能有效降低传输损耗，提高传输效率。

附图说明

图1为本发明提供的功率合成单元结构示意图。

图2为本发明提供的塔式大功率发射机一体化功率合成器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

本发明提供的功率合成器所包含的各级功合器组成发射机的合成网络，功率合成器逆转后成为功率分配器，组成发射机的分配网络。分配与合成是可逆的完成发射机各级功放系统的功率分配及合成功能。发射机的功放模块的功率通过分配网络均匀地、互不影响地同时分配给多路负载，基本要求是：输出功率按一定比例分配，输出端之间要相互隔离；输入与输出端必须匹配。另外为了获得更大的功率，还需要合成网络将各放大器输出功率相加。本发明同时通过耦合器提供功率监测。功率分配器、功率合成器和定向耦合器三类均为无源器件。

本发明提供的一种塔式大功率发射机一体化功率合成器，包括M个功率合成单元（1），所述功率合成单元（1）为塔式结构，所述功率合成单元（1）包括N级功合器，设n∈{1,2,...N}，则每个第n+1级功合器的输入口均与一个第n级功合器的输出口相连。第N级功合器为二合一功合器，第1,2,...N-1级功合器以第N级功合器为中心对称设置，功率合成单元（1）每一级功合器为相同数目输入口的功合器。

该功率合成器还包括M合一功合器，所述M个功率合成单元（1）的第N级功合器的输出口分别与M合一功合器的输入口相连。当M=2时，每个功率合成单元（1）第N级功合器的输出口分别与一号二合一功合器（2）的输入口相连。另外，功率合成单元（1）每级功合器的输出口设有耦合器（3）（4）（5）。

本实例中，N＝3，功率合成器组成的合成网络由1个一号二合一功合器（例168kw）、2个二号二合一功合器（例80kw）、4个六合一功合器（例42kw）、24个八合一（例7kw）。功合器示例的功率数据，为连续波，平均值功率。

反过来，分配网络可以说是由3个一分二功分器、4个一分六功分器、24个一分八功分器组成。

耦合器分别位于二合一功合器（例如168kw）、二合一功合器（例如84kw）、六合一功合及八合一功合器（例如7kw）的输出口，总计31个，用来做发射功率、反射功率指示以及提供发射机过载保护的取样信号和射频检测信号。

一号二合一功合器（例如168kw）采用全波导合成方式，以应对80kw的输入和150kw的输出功率。

二号二合一功合器（例如84kw）输入为同轴接口（EIA61/8’’），经同轴波导转换后，采用波导合成输出80kw的功率。

六合一功合器为圆盘型同轴电缆分支器结构，输入为EIA31/8’’，无隔离电阻。

八合一功合器为圆盘型同轴分支器结构，输入为7/16’’Female接口，无隔离电阻。

功合器每级合成输出口均有定向耦合器用于检测输出和反射功率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种塔式大功率发射机一体化功率合成器，其特征在于：该功率合成器包括M个功率合成单元(1)，所述功率合成单元(1)为塔式结构，所述功率合成单元(1)包括N级功合器，设n∈{1,2,...N}，则每个第n+1级功合器的输入口均与一个第n级功合器的输出口相连，M＝2，N＝3。

2.根据权利要求1所述的一种塔式大功率发射机一体化功率合成器，其特征在于：第N级功合器为二合一功合器，第1,2,...N-1级功合器以第N级功合器为中心对称设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种塔式大功率发射机一体化功率合成器，其特征在于：该功率合成器还包括M合一功合器，所述M个功率合成单元(1)的第N级功合器的输出口分别与M合一功合器的输入口相连。

4.根据权利要求3所述的一种塔式大功率发射机一体化功率合成器，其特征在于：所述M＝2，每个功率合成单元(1)第N级功合器的输出口分别与一号二合一功合器(2)的输入口相连。

5.根据权利要求1所述的一种塔式大功率发射机一体化功率合成器，其特征在于：所述功率合成单元(1)每级功合器的输出口设有耦合器(3)、(4)、(5)。

6.根据权利要求4或5所述的一种塔式大功率发射机一体化功率合成器，其特征在于：所述N＝3，功率合成器组成的合成网络由1个一号二合一的功合器、2个二号二合一功合器、4个六合一功合器、24个八合一功合器构成。

7.根据权利要求6所述的一种塔式大功率发射机一体化功率合成器，其特征在于：所述八合一功合器(6)采用圆盘型同轴分支器结构，输入口为同轴接口，且无隔离电阻。

8.根据权利要求6所述的一种塔式大功率发射机一体化功率合成器，其特征在于：所述六合一功合器(7)采用圆盘型同轴分支器结构，输入口为同轴接口，且无隔离电阻。

9.根据权利要求6所述的一种塔式大功率发射机一体化功率合成器，其特征在于：所述二号二合一功合器(8)输入口为同轴接口，并经同轴波导转换后，采用波导合成方式输出；所述一号二合一功合器(2)采用全波导合成方式输入输出。