CN209312980U - 一种广播电视同相大功率合成器 - Google Patents

Abstract

本实用新型广播电视同相大功率合成器，在上壳体的一侧设有分离设置的第一同轴线，第二同轴线和第三同轴线，所述第一同轴线和第二同轴线彼此对称设置，所述上壳体远离同轴线的一侧设有与所述输出端口相连接的假负载，所述假负载通过多个金属导针与所述第一、第二和第三同轴线电连接，所述假负载包括失配吸收负载和与失配吸收负载连接的悬置带状线，所述上壳体还设有多个匹配片，所述输入连接器通过所述匹配片与金属导针电连接。使得其工作带宽是传统的功率合成器的三倍左右，而且结构简单易于加工制作，性能稳定。

Description

一种广播电视同相大功率合成器

【技术领域】

本实用新型涉及频段合成器领域，具体指一种应用在广播电视及通信系统中的广播电视同相大功率合成器。

【背景技术】

大功率宽频带线性射频放大器模块广泛应用于电子对抗、雷达、探测等重要的通讯系统中，其宽频带、大功率的产生技术是无线电子通讯系统中的一项非常关键的技术。随着现代无线通讯技术的发展，宽频带大功率技术、宽频带跳频、扩频技术对固态线性功率放大器设计提出了更高的要求，即射频功率放大器频率宽带化、输出功率更大化、整体设备模块化。

功率合成器是微波射频电路的常用器件，它的作用是根据微波工作需求，将一路大的输入功率分配成两路或多路小的输出功率信号，或者是将两路或多路小的输入功率信号合成一路大的输出功率信号。传统的大功率合成器多采用硬质同轴线或波导来实现大功率的分配或合成，所需采料及配套设施多，致使功率分配与合成器体积庞大，结构复杂，不方便装配使用。目前广播电视发射机使用的是窄带功率合成器，小功率使用Wilkinson同相功率合成器，大功率使用Gysel功率合成器，通常这些通带交窄，需要使用的平衡电阻阻值也需要定制，还有一种使用3dB电桥形式的不等分方式功率合成，加工难度大，不同相，输入信号需要调相才能使用，调相器是通过可变电容调整输入信号的相位延时，由于调相器固有的调相范围无法满足360度内调节，导致部分输入口功率无法达到最大，导致输出功率损失，效率降低。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于解决现有功率合成器相位延迟，不易调节的不足，而提出一种宽频带广播电视同相大功率合成器。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种广播电视同相大功率合成器，包括形成矩形腔体的盖板、上壳体和与上壳体配用的下壳体，所述上壳体上设有复数个输入连接器和至少一个输出端口，所述上壳体的一侧设有分离设置的第一同轴线，第二同轴线和第三同轴线，所述第一同轴线和第二同轴线彼此对称设置，所述上壳体远离同轴线的一侧设有与所述输出端口相连接的假负载，所述假负载通过多个金属导针与所述第一、第二和第三同轴线电连接，所述假负载包括失配吸收负载和与失配吸收负载连接的悬置带状线，所述上壳体还设有多个匹配片，所述输入连接器通过所述匹配片与金属导针电连接。

优选的，所述输入连接器位于上壳体一侧的中央位置，所述第一同轴线和与之对称的第二同轴线位于输入连接器的一侧，所述第三同轴线位于输入连接器的另一侧。

优选的，所述第一、第二和第三同轴线的首尾两端及其中间位置均设有基座，每个基座内设有所述金属导针，所述金属导针贯穿上壳体。

优选的，所述第一、第二同轴线均包括第一线段和第二线段，所述第一线段从腔体的角落位置朝向上壳体的中央位置衍生呈扭曲延伸，所述第二线段与第一线段的末端连接并弯折衍生朝向上壳体的短端部方向延伸，所述第一线段和第二险段的连接处设置有一基座。

优选的，所述第三同轴线包括从壳体的一角落位置衍生朝向上壳体的中间方向延伸并弯折形成字母U状的第一部分，第一部分末端连接并沿着上壳体的短轴方向延伸至上壳体的另一角落位置的第二部分，所述第一部分和第二部分的连接处设有所述基座。

优选的，所述假负载包括第一假负载，第二假负载，第三假负载和与第二假负载连接的第四悬置带状线，所述第四悬置带状线的末端电连接输出端口。

优选的，所述第一假负载包括一对分离对称设置的第一负载单元，所述第一负载单元均包括第一负载片和被第二假负载包围的带状线。

优选的，所述第二假负载包括一对对称设置的第二假负载单元，每一个第二假负载单元包括呈字母U型的第一部分和从第一部分衍生延伸的第二部分，所述第一部分包括第一直线段，与第一直线段弯折的第二直线段和与第二直线段弯折且与第一直线段平行设置的第三直线段，所述第二部分包括从第二直线段衍生延伸的第四直线段与第四直线段弯折的第五直线段和与第五直线段弯折且与第四直线段平行设置的第六直线段，以及与第六直线段弯折衍生延伸的第七直线段。

优选的，第三假负载包括一金属负载片，和两段相互弯折的悬置线和，所述悬置线被第二假负载的第二部分包围。

优选的，所述下壳体设有容纳失配吸收负载和悬置带状线的腔体。

本实用新型宽频带广播电视同相大功率合成器，在上壳体的一侧设有分离设置的第一同轴线，第二同轴线和第三同轴线，所述第一同轴线和第二同轴线彼此对称设置，所述上壳体远离同轴线的一侧设有与所述输出端口相连接的假负载，所述假负载通过多个金属导针与所述第一、第二和第三同轴线电连接，所述假负载包括失配吸收负载和与失配吸收负载连接的悬置带状线，所述上壳体还设有多个匹配片，所述输入连接器通过所述匹配片与金属导针电连接。使得其工作带宽是传统的功率合成器的三倍左右，而且结构简单易于加工制作，性能稳定。

【附图说明】

图1为本实用新型广播电视同相大功率合成器的立体结构示意图；

图2为本实用新型广播电视同相大功率合成器移除盖板后的立体结构示意图；

图3为本实用新型广播电视同相大功率合成器上壳体的主视结构示意图；

图4为本实用新型广播电视同相大功率合成器的上壳体与下壳体分离结构示意图；

图5为图4的俯视结构示意图；

图6为图4另一角度的分离结构示意图；

图7为图6的反转角度的结构示意图；

图8为本实用新型广播电视同相大功率合成器上壳体的仰视结构示意图；

图9为本实用新型悬置带状线与输入连接器的内部连接结构示意图。

【具体实施方式】

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图，对本实用新型广播电视同相大功率合成器作详细说明。

本实用新型广播电视同相大功率合成器应用在广播电视及通信技术系统中，参图1至图8所示，它包括由盖板、上壳体12和下壳体13形成矩形的金属腔体，所述盖板包括左盖板11a和右盖板11b，它们分别与上壳体12配用，所述上壳体12的中央位置处设有输入连接器21，在本实施例中，所述输入连接器21的数量为4个，它们贯穿盖板外露以便连接外部其他设备；所述上壳体12的一端还连接有输出端口22和预校准端口23。所述上壳体12与盖板配用形成一上腔体12a, 所述上腔体12a内设有主控板24和复数个巴伦同轴线。通常在输入匹配网络和输出匹配网络中均含有巴伦阻抗变换器(Balance to Unbalance Transformer,简称Balun Transformer),输入匹配网络中的巴伦阻抗变换器将高阻的不平衡信号转换为低阻的平衡(或称差分)信号，并送到射频功率晶体管的输入端。在本实施例中，所述巴伦同轴线包括位于输入连接器21一侧的对称设置的第一同轴线31a和第二同轴线31b, 和位于输入连接器21另一侧的第三同轴线32。所述第一同轴线31a和第二同轴线31b沿上腔体12a的长轴方向基本对称设置。在此对称设置并不要求严格完全相同的尺寸和形状，只需基本形状相似。在实际应用中，第一同轴线31a和第二同轴线31b的形状和尺寸根据实际需要允许有偏差。

在本实施例中，所述巴伦同轴线通过基座51的支撑悬置在上腔体12a内。所述基座51通常设置在同轴线的首尾末端，当然这需要根据同轴线的形状支撑同轴线的中间部分。具体而言，所述第一同轴线31a和第二同轴线31b均包括第一线段311和第二线段312，所述第一线段311从上腔体12a的角落位置朝向上腔体12a的中央位置衍生呈扭曲延伸，大概呈字母S状；所述第二线段312与第一线段311的末端连接并弯折衍生朝向上腔体12a的短端部方向延伸。参图3所示，所述第一同轴线31a被设置在两端的基座51，和位于第一线段311和第二线段312连接处的基座支撑。所述第二同轴线31b同样也包括两线段，被3个基座支撑。

在本实施例中，所述第三同轴线32包括两部分线段，所述第一部分321的一端被位于上腔体12a的一角落位置的基座51支撑，所述第一部分321朝向上腔体12a的中间方向延伸并弯折形成字母U状，所述第二部分322与第一部分321的末端连接并沿着上腔体12a的短轴方向延伸至上腔体12a的另一角落位置。所述第三同轴线32同样被位于首尾两端的基座51，和位于第一部分321和第一部分321连接处的基座悬置支撑。在本实施例中，巴伦同轴线的阻抗为50Ω半钢同轴线。

所述上壳体12的另一侧，即与巴伦同轴线相反的一侧设有假负载40，它包括失配吸收负载和与失配吸收负载连接的悬置带状线，所述悬置带状线被对多个支撑介质52支撑连接，所述支撑介质52固定连接在上壳体12。所述下壳体13设有容纳失配吸收负载和悬置带状线40的腔体13a和13b，所述腔体的形状与失配吸收负载和悬置带状线40的形状相匹配。

在本实用新型的实施例中，所述输入连接器、输出端口负载端使用1/4波长的悬置带状线匹配巴伦阻抗变换器和假负载40匹配，使用不同功率等级的巴伦同轴线和悬置带片可以做出不同功率的功率合成器，不仅适用与数字电视频段，还适用与FM调频广播及射频微波频段，让大功率多路功率合成简单方便的实现。所述悬置带状线是由同轴线等效得到的特定阻抗线，改变内导片的宽度和厚度可以改变阻抗，同理可以改变同轴线的特征阻抗，传输更大的功率容量；悬置带状线的目的是为了匹配巴伦同轴线阻抗变换器和假负载的功率合成器输入和输出的阻抗，使输入和输出驻波比达到最优状态。在本实施例中，按照理论设计平衡同轴线和巴伦阻抗线为1/4λ长度的67.7欧姆同轴线连接输入输出，巴伦开路端接50欧姆热负载，改变合路分支1/4波长传输线为悬置带状线，改变带状线的宽度可以优化端口阻抗及端口隔离。

在本实施例中，所述假负载40包括第一假负载41，第二假负载42，第三假负载43和与第二假负载连接的第四悬置带状线44，所述第四悬置带状线44与输出端口22连接。具体而言，所述第一假负载41包括一对分离对称设置的第一负载单元41a和41b，所述第一负载单元41a和41b均包括第一负载片410和被第二假负载42包围的带状线，所述带状线包括与第一负载片410连接的第一带状线411和与第一带状线衍生延伸弯折的另一带状线412。所述第二假负载42包括对称设置的第二假负载单元，每一个第二假负载单元包括呈字母U型的第一部分和从第一部分衍生延伸的第二部分，所述第一带状线411和412被第二假负载单元的第一部分包围；所述每一个第二假负载单元的第一部分包括第一直线段421，与第一直线段421弯折的第二直线段422和与第二直线段弯折且与第一直线段421平行设置的第三直线段423，所述第二部分包括从第二直线段422衍生延伸的第四直线段424，与第四直线段424弯折的第五直线段425和与第五直线段弯折且与第四直线段424平行设置的第六直线段426，以及与第六直线段426弯折衍生延伸的第七直线段427。参图8所示，所述第四直线段424，第五直线段425和第六直线段426形成字母呈U结构。所述第四悬置带状线44从两个第七直线段427的连接处衍生延伸至所述输出端口22。所述第四悬置带状线44与下壳体13的中心长轴线相重叠，即四悬置带状线44位于金属腔体的中心位置。所述第三假负载43包括一金属负载片43a，和两段相互弯折的悬置线431和432。所述悬置线431和432被第二假负载42的第二部分包围。

在本实施例中，所述悬置带状线40与巴伦同轴线通过金属导针53相互电连接。每一个基座51都电连接一根金属导针53，所述金属导针53贯穿上壳体12至悬置带状线40。参图3和图8所示，在本实施例中，第一同轴线31a和第二同轴线31b和第三同轴线32分别被三个基座支撑连接，每个基座内连接有金属导针53，所述金属导针53 分别电连接至悬置带状线40的首尾两端，即附图标号53A，53C，53D，53F，53G，53I，另外三个位置为附图标号53B，53E和53H, 这三处分别连接至悬置带状线40的中间部分。

参图9所述，所述悬置带状线40和巴伦同轴线还通过设置在基座51上金属导针53电连接输入连接器21。具体的，在4处金属导针位置53A，53C，53D，53F分别通过4根金属匹配片54电连接至相对应的4个输入连接器21。所述4根金属匹配片54设置在上壳体12的隔离板16b的下侧，所述巴伦同轴线设置在隔离板16b的上侧。

本实用新型合成器的总输出功率要求300W，每个输入连接器21的输入功率80W。本实用新型支持热插拔，在开机情况小关断仍和一路两路或三路输入功率，输出功放仍然正常工作，输出功率也与理论值接近。相较于其它结构的合成器，本实用新型可在意外情况下（功放有损坏或功率不相等）均可长时间正常工作，保证理论功率输出。本实用新型应用于广播频段和电视频段大功率同相合成，极大的展宽了工作带宽，同时提高了输入连接器的隔离度，性能稳定。合成功率容量主要由同轴线和假负载的功率容量决定，假负载还可外置，操作更换十分方便。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，本实用新型的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本实用新型所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (10)

1.一种广播电视同相大功率合成器，包括形成矩形腔体的上壳体和与上壳体配用的下壳体，所述上壳体上设有复数个输入连接器和至少一个输出端口，其特征在于：所述上壳体上设有同轴阻抗电缆线，和用于功率分配与所述输出端口相连接的假负载，所述假负载包括失配吸收负载和与失配吸收负载连接的悬置带状线。

2.根据权利要求1所述的广播电视同相大功率合成器，其特征在于：所述同轴阻抗电缆线包括位于所述上壳体的一侧设有分离设置的第一同轴线，第二同轴线和第三同轴线，所述第一同轴线和第二同轴线彼此对称设置，所述假负载安设在所述上壳体远离同轴线的一侧，所述假负载通过多个导针与所述第一、第二和第三同轴线电连接，所述上壳体还设有多个匹配片，所述输入连接器通过所述匹配片与导针电连接。

3.根据权利要求2所述的广播电视同相大功率合成器，其特征在于：所述输入连接器位于上壳体一侧的中央位置，所述第一同轴线和与之对称的第二同轴线位于输入连接器的一侧，所述第三同轴线位于输入连接器的另一侧。

4.根据权利要求2或3所述的广播电视同相大功率合成器，其特征在于：所述第一、第二和第三同轴线的首尾两端及其中间位置均设有基座，每个基座内设有所述导针，所述导针贯穿上壳体。

5.根据权利要求2所述的广播电视同相大功率合成器，其特征在于：所述第一、第二同轴线均包括第一线段和第二线段，所述第一线段从腔体的角落位置朝向上壳体的中央位置衍生呈扭曲延伸，所述第二线段与第一线段的末端连接并弯折衍生朝向上壳体的短端部方向延伸，所述第一线段和第二险段的连接处设置有一基座。

6.根据权利要求5所述的广播电视同相大功率合成器，其特征在于：所述第三同轴线包括从壳体的一角落位置衍生朝向上壳体的中间方向延伸并弯折形成字母U状的第一部分，第一部分末端连接并沿着上壳体的短轴方向延伸至上壳体的另一角落位置的第二部分，所述第一部分和第二部分的连接处设有所述基座。

7.根据权利要求1或5所述的广播电视同相大功率合成器，其特征在于：所述假负载包括第一假负载，第二假负载，第三假负载和与第二假负载连接的第四悬置带状线，所述第四悬置带状线的末端电连接输出端口。

8.根据权利要求7所述的广播电视同相大功率合成器，其特征在于：所述第一假负载包括一对分离对称设置的第一负载单元，所述第一负载单元均包括第一负载片和被第二假负载包围的带状线。

9.根据权利要求7所述的广播电视同相大功率合成器，其特征在于：所述第二假负载包括一对对称设置的第二假负载单元，每一个第二假负载单元包括呈字母U型的第一部分和从第一部分衍生延伸的第二部分，所述第一部分包括第一直线段，与第一直线段弯折的第二直线段和与第二直线段弯折且与第一直线段平行设置的第三直线段，所述第二部分包括从第二直线段衍生延伸的第四直线段与第四直线段弯折的第五直线段和与第五直线段弯折且与第四直线段平行设置的第六直线段，以及与第六直线段弯折衍生延伸的第七直线段。

10.根据权利要求7所述的广播电视同相大功率合成器，其特征在于：第三假负载包括一金属负载片，和两段相互弯折的悬置线和，所述悬置线被第二假负载的第二部分包围。