CN209045731U - 一种功率合成装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功率合成装置，用于简化结构，且满足大功率的需求。该功率合成装置包括：介质基板，包括相对设置的第一面和第二面，所述第一面设置有至少两条输入微带线以及与所述至少两条微带线连接的输出微带线；其中，所述第一面上的微带线以所述第二面为参考地构成微带线传输结构；至少两个第一类射频连接器，每个所述第一类射频连接器连接每条所述输入微带线；第二类射频连接器，与所述输出微带线连接，用于合成所述至少两个第一类射频连接器输出的信号。

Description

一种功率合成装置

技术领域

本实用新型涉及功率合成技术领域，特别涉及一种功率合成装置。

背景技术

功率合成装置广泛应用在广播、电视和工业微波加热等领域。由于单个固态微波功率管的功率容量有限，其输出功率很难满足系统要求，所以需要多个功率管合成功率，以满足高功率的需求。

目前，微波功率合成器采用的合成方式有很多，通常采用微带线、带状线、同轴线或波导形式等合成方式。一般，大功率例如500W甚至kW以上功率等级的功率合成多采用空气带状线或波导形式实现。然而，空气带状线或波导形式的方式实现过程中，加工工艺对性能指标影响较大，而且空气带状线或波导形式的结构尺寸大，从而导致不便于系统集成设计。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种功率合成装置，用于简化结构，且满足大功率的需求。

本实用新型实施例提供了一种功率合成装置，该功率合成装置包括：

介质基板，包括相对设置的第一面和第二面，所述第一面设置有至少两条输入微带线以及与所述至少两条微带线连接的输出微带线；其中，所述第一面上的微带线以所述第二面为参考地构成微带线传输结构；

至少两个第一类射频连接器，每个所述第一类射频连接器连接每条所述输入微带线；

第二类射频连接器，与所述输出微带线连接，用于合成所述至少两个第一类射频连接器输出的信号。

可选的，所述第一面还设有围绕所述至少两条输入微带线及所述输出微带线的参考地，所述参考地与所述至少两条输入微带线及所述输出微带线之间的距离位于[2mm，5mm]范围内。

可选的，至少两条输入微带线及所述输出微带线的弯折处平滑过渡。

可选的，所述输出微带线的长度均小于四分之一波长。

可选的，所述输出微带线与所述第二类射频连接器连接处的线宽大于所述输出微带线的线宽。

可选的，所述输出微带线与所述第二类射频连接器连接处的线宽大于或等于5mm。

可选的，所述输出微带线与所述第二类射频连接器连接处的线长为3mm。

可选的，还包括：

屏蔽罩，置于所述介质基板的上方，且与所述介质基板相接触处的位置通过粘结胶固定；

散热结构，与所述第二面贴合，用于对所述介质基板进行散热。

可选的，所述散热结构包括：

散热板体，所述散热板体的两端部分别设有进水口和出水口；

散热管路，内置于所述散热板体，所述散热管路的一端与所述进水口连接，另一端与所述出水口连接。

可选的，所述介质基板通过螺钉固定在所述散热结构上。

本实用新型实施例中，功率合成装置在介质基板上设置微带线构成微带线传输结构，从而简化了结构。且至少两条输入微带线可以将多个射频连接器输出的信号合成，从而获得大功率容量，满足大功率的需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的介质基板的一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的散热结构的一种结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的散热结构与介质基板的一种安装结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

一般，大功率例如500W甚至kW以上功率等级的功率合成多采用空气带状线或波导形式实现。然而，空气带状线或波导形式的方式实现过程中，加工工艺对性能指标影响较大，而且空气带状线或波导形式的结构尺寸大，从而导致不便于系统集成设计。

鉴于此，本实用新型实施例提供了一种功率合成装置，该功率合成装置在介质基板上设置微带线构成微带线传输结构，从而简化了结构。且至少两条输入微带线可以将多个射频连接器输出的信号合成，从而获得大功率容量，满足大功率的需求。

下面结合说明书附图介绍本实用新型实施例提供的技术方案。

本实用新型实施例提供了一种功率合成装置，该功率合成装置包括介质基板、至少两个第一类射频连接器和第二类射频连接器。其中，介质基板包括相对设置的第一面和第二面，第一面设置有至少两条输入微带线以及与至少两条输入微带线连接的输出微带线，第一面上的微带线以第二面为参考地构成微带线传输结构；至少两个第一类射频连接器，每个第一类射频连接器连接每条输入微带线；第二类射频连接器，与输出微带线连接，用于合成至少两个第一类射频连接器输出的信号。

本实用新型实施例中，在介质基板上设置微带线构成微带线传输结构，从而简化了功率合成装置的结构。且至少两条输入微带线可以将多个射频连接器输出的信号合成，从而获得大功率容量，满足大功率的需求。相较于现有技术，大功率等级的功率合成多采用空气带状线或波导形式，结构尺寸大，本实用新型实施例更易于系统集成。

具体地，介质基板可以是印制电路双面板，请参见图1，图1示出了介质基板的结构示意图。介质基板10的第二面用铜箔覆盖，第一面11与第二面相对，第一面11上设置有微带线，第一面11上的微带线以第二面为参考地构成微带线传输结构。例如，图1以设置两条输入微带线为例，分别是第一输入微带线12、第二输入微带线13和一条输出微带线14。第一输入微带线12、第二输入微带线13均与输出微带线14连接，其中，第一输入微带线12、第二输入微带线13和输出微带线14以第二面为参考地构成微带线传输结构。例如，也可能设置四条输入微带线，这四条微带线也可以均与输出微带线14连接。介质基板10上可以设置至少两个输入端口和一个输出端口17，其中，一个输入端口与一个输入微带线对应，输出端口17与输出微带线14对应。图1以设置第一输入端口15和第二输入端口16为例。

输出微带线14可以用于功率合成时的阻抗变换，可能的实施方式中，第一输入微带线12和第二输入微带线13特性阻抗可以均为50欧姆。输出微带线14特性阻抗为35.35欧姆，输出微带线14的电长度小于四分之一波长。微带线拐弯处为圆弧过渡。微带线阻抗不连续处可以采用倒圆角处理。需要说明的是不连续处指的是微带线呈90°弯折处，也就是90°弯折处采用倒圆角处理。当介质基板10上的输入微带线为4条时，输出微带线14特性阻抗可以为25欧姆，输出微带线14电长度小于四分之一波长。

本实用新型实施例中，每个第一类射频连接器与每个输入端口电气连接，第二类射频连接器与输出端口17电气连接。其中，第一类射频连接器的功率小于第二类射频连接器的功率，例如，第一类射频连接器可以是N型射频连接器，第二类射频连接器可以是7/16型射频连接器。

本实用新型实施例中，第一面11还设有围绕至少两条输入微带线及输出微带线14的参考地，也就是围绕微带线的参考地。介质基板10设置多个过孔，实现第一面11的参考地和第二面上的参考地电气连接。可能的实施方式中，第一面11上的参考地与至少两条输入微带线及输出微带线14之间的距离位于[2mm，5mm]范围内，以避免微带线的电磁波能量耦合到参考地和微带线特性阻抗的变化。

可能的实施方式中，输出微带线14与第二类射频连接器连接处的线宽大于输出微带线14的线宽。输出微带线14与第二类射频连接器连接处的线宽大于或等于5mm，优选地，输出微带线14与第二类射频连接器连接处的线宽为5mm。输出微带线14与第二类射频连接器连接处的线长为2.5mm，宽为3mm。

本实用新型实施例中，功率合成装置还包括屏蔽罩和散热结构。其中，屏蔽罩置于介质基板10的上方，且与介质基板10相接触处的位置通过粘结胶固定，也就是与介质基板10相接触的位置可以作点胶处理，以增强屏蔽效果。由于介质基板10会发热，因此功率合成装置设置了散热结构以对介质基板10进行冷却。散热结构与介质基板10的第二面完全贴合，用于对介质基板10进行散热。可能的实施方式中，介质基板10可以通过螺钉固定在散热结构上。例如散热结构与介质基板10都可以设置螺钉孔，通过螺钉将介质基板10固定在散热结构上。屏蔽罩和散热结构的材质可以相同，例如均为铝材质。

请参见图2，散热结构20可以包括散热板体和内置于散热板体的散热管路21。散热板体的两端部分别设有进水口23和出水口22，散热管路21的一端与进水口23连接，另一端与出水口22连接。散热板体可以包括底板和相互扣合的盖板，散热管路21可以是在底板上通过机械加工而成。最后盖板和底板四周通过磨插焊融为一体而密封。进水口23和出水口22均安装有外螺纹宝塔直通接头，用于安装PVC水管。

散热结构20可以安装在介质基板10上方，对应安装连接接口如图3所示。散热结构20安装在介质基板10上时，冷却水在散热管路21中快速流动带走介质基板10传递的热量，达到冷却介质基板10的目的。

本实用新型实施例中，功率合成装置还包括锁紧机构，锁紧机构包括锁紧件，还包括分别设置于介质基板10、散热结构20以及盖板上的装配孔。锁紧件穿过装配孔，可使盖板、介质基板10和散热结构20牢固地固定为一体，确保功率合成装置可靠，且该连接方式安装和拆卸方便。锁紧件可以包括螺钉和法兰等。

综上，本实用新型实施例提供的功率合成装置，在介质基板上设置微带线构成微带线传输结构，从而简化了结构。且至少两条输入微带线可以将多个射频连接器输出的信号合成，从而获得大功率容量，满足大功率的需求。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种功率合成装置，其特征在于，包括：

介质基板，包括相对设置的第一面和第二面，所述第一面设置有至少两条输入微带线以及与所述至少两条微带线连接的输出微带线；其中，所述第一面上的微带线以所述第二面为参考地构成微带线传输结构；

至少两个第一类射频连接器，每个所述第一类射频连接器连接每条所述输入微带线；

第二类射频连接器，与所述输出微带线连接，用于合成所述至少两个第一类射频连接器输出的信号。

2.如权利要求1所述的功率合成装置，其特征在于，所述第一面还设有围绕所述至少两条输入微带线及所述输出微带线的参考地，所述参考地与所述至少两条输入微带线及所述输出微带线之间的距离位于[2mm，5mm]范围内。

3.如权利要求1所述的功率合成装置，其特征在于，至少两条输入微带线及所述输出微带线的弯折处平滑过渡。

4.如权利要求1所述的功率合成装置，其特征在于，所述输出微带线的长度均小于四分之一波长。

5.如权利要求1所述的功率合成装置，其特征在于，所述输出微带线与所述第二类射频连接器连接处的线宽大于所述输出微带线的线宽。

6.如权利要求5所述的功率合成装置，其特征在于，所述输出微带线与所述第二类射频连接器连接处的线宽大于或等于5mm。

7.如权利要求1所述的功率合成装置，其特征在于，所述输出微带线与所述第二类射频连接器连接处的线长为3mm。

8.如权利要求1-7任一所述的功率合成装置，其特征在于，还包括：

屏蔽罩，置于所述介质基板的上方，且与所述介质基板相接触处的位置通过粘结胶固定；

散热结构，与所述第二面贴合，用于对所述介质基板进行散热。

9.如权利要求8所述的功率合成装置，其特征在于，所述散热结构包括：

散热板体，所述散热板体的两端部分别设有进水口和出水口；

散热管路，内置于所述散热板体，所述散热管路的一端与所述进水口连接，另一端与所述出水口连接。

10.如权利要求8所述的功率合成装置，其特征在于，所述介质基板通过螺钉固定在所述散热结构上。