CN209330256U - 一种10kW分米波电视发射机的输出系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种10kW分米波电视发射机的输出系统，包括一个功率合成器与一个输出滤波器，所述功率合成器为六路同相合成器，功率合成器的输出接口设置在盖板中央，功率合成器的输入接口为六个，对称设置在功率合成器长度方向的两侧，分米波电视发射机末级功放模块的输出端分别通过环行器与功率合成器的输入接口连接，所述的环行器上连接有负载，功率合成器的输出接口与所述的输出滤波器连接。本实用新型的10kW分米波电视发射机的输出系统部件少，结构简单，系统合成调试方便且可靠性高、成本低，具有很高的实用价值。

Description

一种10kW分米波电视发射机的输出系统

技术领域

本实用新型涉及一种电视发射机的功率输出系统，尤其是一种适用于10kW分米波电视发射机的输出系统。

背景技术

发射机的功率输出系统是大功率分米波电视发射机的核心组成部分。现有技术的大功率分米波电视发射机可以采用多种输出方式，但大多部件较多，结构复杂，因此系统合成调试困难且可靠性低、成本较高。公开日为2018年5月8日、公开号为CN207339818U的专利文件公开了一种10kW调频数字音频广播发射机输出系统，包括两个前级功率合成器与一个末级功率合成器，所述的前级功率合成器与末级功率合成器均为扁平的盒式结构，所述的前级功率合成器为三路大功率合成器，分别设置在机柜两侧的侧壁上，前级功率合成器输入接口与发射机的末级功放输出接口连接，前级功率合成器输出接口与末级功率合成器输入接口连接，前级功率合成器上连接有前级负载；所述的末级功率合成器为两路大功率合成器，设置在机柜的顶板下侧，末级功率合成器上连接有末级负载。该合成器采用威尔金森网络将末级功放的输出功率加以合成，合成部分分别设置在三个合成器盒内，零部件较多，结构复杂，因此系统合成调试困难且可靠性低、成本较高。此外，该合成方式仅适用于频率较低的调频波段应用，在分米波段，由于频率较高，在大功率工况下无法采用威尔金森网络将末级功放的输出功率加以合成。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术的大功率分米波电视发射机其输出系统存在部件较多，结构复杂，系统合成调试困难且可靠性低、成本较高的问题，提供一种部件少，结构简单，系统合成调试方便且可靠性高、成本低的一种10kW分米波电视发射机的输出系统。

本实用新型为达到上述技术目的所采用的具体技术方案为：一种10kW分米波电视发射机的输出系统，包括一个功率合成器与一个输出滤波器，所述功率合成器为六路同相合成器，其壳体为一扁平的长方形盒体，所述的盒体呈水平状设置在机柜的后侧，功率合成器的输出接口设置在所述盒体的盖板中央，功率合成器的输入接口为六个，对称设置在盒体长度方向的两侧，分米波电视发射机末级功放模块的输出端分别通过环行器与功率合成器的输入接口连接，所述的环行器上连接有负载，功率合成器的输出接口与所述的输出滤波器连接。本实用新型的采用环行器、六路功率合成及输出滤波器组合的方式，来满足输出功率10kW的要求，六个末级功放模块的额定输出功率通常为每个2kW。分米波电视发射机的六个末级功放模块输出先各自通过环行器，再通过功率合成器进行六路同相合成将六路功率合成为一路，再经过输出滤波器输出满足技术指标要求的10 kW输出功率。由于本实用新型采用环行器加六路同相直接合成的方式，无需复杂的匹配网络，因此部件少，结构简单，系统合成调试方便且可靠性高、成本低。这样，本实用新型解决了现有技术的大功率分米波电视发射机其输出系统存在部件较多，结构复杂，系统合成调试困难且可靠性低、成本较高的问题。

作为优选，功率合成器的盒体内设有两个前级合成单元和一个后级合成单元，所述的前级合成单元为三路合成单元，位于功率合成器盒体长度方向的两端，两个前级合成单元的输入端分别与所述的六个输入接口的连接；后级合成单元为两路合成单元，位于功率合成器盒体长度方向的中部，两个前级合成单元的输出端分别与后级合成单元的两个输入端相连，后级合成单元的输出端与所述的输出接口连接。本实用新型先通过两个三路合成单元将六路功率合成为两路，再由一个两路合成单元将两个三路合成单元的输出功率再次合成后输出，这样可以降低单级阻抗变换器的变比，提高功率合成器的技术指标。作为优选，前级合成单元和后级合成单元均由电气长度为四分之一工作波长的导体板构成，所述导体板设置在盒体的盖板与底板的中间位置，其中后级导体板的横截面积大于前级导体板的横截面积。本实用新型的合成单元均采用单节四分之一工作波长的导体板作为阻抗变换器，采用导体板作为导电体，由于导体板具有足够的横截面积（即具有足够的厚度与宽度），因此，可以确保前级导体板承受2kW以上的传输功率，后级导体板的横截面积大于前级导体板的横截面积，因此后级导体板可以承受6kW以上的传输功率，使整个功率合成器具有足够大的功率容量；同时，单节四分之一工作波长导体板不但大大简化了合成器的结构，由于分米波段其长度很短因此大大缩小了合成器的体积，从而也大大降低了功率合成器的成本。另一方面，导体板设置在盖板与底板的中间位置（即采用带状线传输结构），可以使导体板与盖板及底板（外导体）之间具有足够的距离，可以确保功率合成器的大功率容量。

作为优选，前级合成单元两侧的两块导体板为L形结构且对称设置，L形结构的折弯处设有45度的斜边，前级合成单元中部的导体板为直条状结构，两个前级合成单元在功率合成器的盒体内对称设置，前级合成单元的三个输入端呈三角形布置；后级合成单元的两块导体板呈直线状一体设置，其中部与所述输出接口的内导体连接，两端分别与两个前级合成单元的输出端连接。L形结构的折弯处设置45度的斜边（即L形结构的折弯处切去转角的尖端部分）可以减少分布电容的影响，提高功率合成器的技术指标。

作为优选，前级导体板与后级导体板的机械长度均为120毫米至130毫米，前级导体板的特性阻抗为85-88欧姆，后级导体板的特性阻抗为70-72欧姆；前级导体板与后级导体板为等厚一体结构且设置在同一平面上，前级导体板与后级导体板由整块铜板切割构成，导体板的棱边为直角边，后级导体板的中部与底板之间设有绝缘支撑柱。导体板的机械长度为120毫米至130毫米可以满足分米波470-798MHz频段的匹配要求，前级导体板的特性阻抗为85-88欧姆可以满足前级1比3的阻抗变换要求，后级导体板的特性阻抗为70-72欧姆可以满足后级1比2的阻抗变换要求。一体化前级导体板与后级导体板可以提高功率合成器的可靠性；前级导体板与后级导体板由整块铜板切割构成可以保证导体板的棱边为直角边，避免其他加工方式导致导体板的棱边缺失，影响功率合成器的技术指标；而后级导体板的中部（即后级合成输出端）与底板之间设置绝缘支撑柱可以对导体板提供足够的支撑，避免输出接口处受力而使导体板变形，影响功率合成器的性能。

作为优选，功率合成器的输入接口为L29-50KF插座，L29-50KF插座的内芯通过连接导体与两个前级合成单元的输入端相连；所述功率合成器的输出接口为φ79.4毫米（即3又1/8英寸）的同轴接口，同轴接口的内导体通过补偿导体与后级合成单元的输出端相连，所述补偿导体的特性阻抗大于50欧姆，补偿导体与同轴接口的内导体之间设有绝缘板。功率合成器的输入接口采用L29-50KF插座，可以满足单路2kW的功率容量需求。输出接口采用φ79.4毫米的同轴接口可以满足10kW的大功率输出要求；补偿导体呈感性，用于消除后级输出端与输出接口之间由于结构不连续而产生的影响，提高功率合成器的性能指标。

作为优选，功率合成器盒体的盖板、底板、长侧板及短侧板均为铜板，盖板、底板与长侧板及短侧板之间均通过螺钉固定，底板长度方向的两端设有安装孔，功率合成器通过水平设置的安装板固定在机柜上。盒体采用铜板通过螺钉拼接可以方便加工，节约成本；通过底板两端的安装孔可以方便地将功率合成器安装在机柜的安装板上。

作为优选，环行器设置在末级功放模块的后部，环行器的输入端口与末级功放模块的输出端连接，环行器的输出端口通过连接电缆与功率合成器的输入接口连接，所述的连接电缆为聚乙烯螺旋绝缘皱纹铜管射频电缆，环行器的隔离端口连接负载。将环行器设置在末级功放模块的后部，可以简化结构；连接电缆采用聚乙烯螺旋绝缘皱纹铜管射频电缆，可以满足单路2kW的功率容量需求。

作为优选，输出滤波器为六腔带通滤波器，设置在机柜的顶部，所述的功率合成器与输出滤波器之间通过硬馈管连接，所述硬馈管的外壁上设有耦合头，所述的耦合头为四个，对称设置在硬馈管的外壁上。将输出滤波器设置在机柜的顶部可以节约机柜内的空间，同时输出滤波器的输出端便于与天馈系统连接。耦合头用于系统输出状态检测及系统控制。

本实用新型的有益效果是：它有效地解决了现有技术的大功率分米波电视发射机其输出系统存在部件较多，结构复杂，系统合成调试困难且可靠性低、成本较高的问题，本实用新型的10kW分米波电视发射机的输出系统部件少，结构简单，系统合成调试方便且可靠性高、成本低，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本实用新型的一种整体结构布置图；

图2是本实用新型功率合成器及硬馈管的一种立体图；

图3是本实用新型功率合成器的一种内部结构示意图；

图4本实用新型功率合成器及硬馈管的一种结构剖视图。

图中：1.功率合成器，2.输出滤波器，3.机柜，4.输出接口，5.盖板，6.输入接口，7.末级功放模块，8. 环行器，9.底板，10.后级导体板，11.前级导体板，12.斜边，13.绝缘支撑柱，14.内芯，15.连接导体，16.内导体，17.补偿导体，18.绝缘板，19.长侧板，20.短侧板，21.安装孔，22.安装板，23.输出端口，24.连接电缆，25.隔离端口，26.硬馈管，27.耦合头。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本实用新型技术方案的具体实施方式作进一步的说明。

实施例1

在如图1所示的实施例1中，一种10kW分米波电视发射机的输出系统，包括一个功率合成器1与一个输出滤波器2，所述功率合成器为六路同相合成器，其壳体为一扁平的长方形盒体，所述的盒体呈水平状设置在机柜3的后侧，功率合成器的输出接口4设置在所述盒体的盖板5中央，功率合成器的输入接口6为六个，对称设置在盒体长度方向的两侧（见图2），分米波电视发射机末级功放模块7的输出端分别通过环行器8与功率合成器的输入接口连接，环行器设置在末级功放模块的后部，环行器的输入端口与末级功放模块的输出端连接，环行器的输出端口23通过连接电缆24与功率合成器的输入接口连接，所述的连接电缆为聚乙烯螺旋绝缘皱纹铜管射频电缆，环行器的隔离端口25连接负载（图中未画出）。功率合成器的输出接口与所述的输出滤波器连接，输出滤波器为六腔带通滤波器，设置在机柜的顶部，所述的功率合成器与输出滤波器之间通过φ79.4毫米的硬馈管26连接，所述硬馈管的外壁上设有耦合头27，所述的耦合头为四个，对称设置在硬馈管的外壁上（见图4）。

功率合成器的盒体内设有两个前级合成单元和一个后级合成单元（见图3），所述的前级合成单元为三路合成单元，位于功率合成器盒体长度方向的两端，两个前级合成单元的输入端分别与所述的六个输入接口的连接；后级合成单元为两路合成单元，位于功率合成器盒体长度方向的中部，两个前级合成单元的输出端分别与后级合成单元的两个输入端相连，后级合成单元的输出端与所述的输出接口连接。前级合成单元和后级合成单元均由电气长度为四分之一工作波长的导体板构成，所述导体板设置在盒体的盖板与底板9的中间位置，其中后级导体板10的横截面积大于前级导体板11的横截面积。功率合成器盒体的盖板、底板、长侧板19及短侧板20均为铜板，盖板、底板与长侧板及短侧板之间均通过螺钉固定，底板长度方向的两端设有安装孔21，功率合成器通过水平设置的安装板22固定在机柜上。功率合成器的输入接口为L29-50KF插座，L29-50KF插座的内芯14通过连接导体15与两个前级合成单元的输入端相连；所述功率合成器的输出接口为φ79.4毫米的同轴接口，同轴接口的内导体16通过补偿导体17与后级合成单元的输出端相连，所述补偿导体的特性阻抗大于50欧姆，补偿导体与同轴接口的内导体之间设有绝缘板18。

前级合成单元两侧的两块导体板为L形结构且对称设置，L形结构的折弯处设有45度的斜边12，前级合成单元中部的导体板为直条状结构，两个前级合成单元在功率合成器的盒体内对称设置，前级合成单元的三个输入端呈三角形布置；后级合成单元的两块导体板呈直线状一体设置，其中部与所述输出接口的内导体连接，两端分别与两个前级合成单元的输出端连接。前级导体板与后级导体板的机械长度均为120毫米至130毫米（本实施例为125毫米），前级导体板的特性阻抗为85-88欧姆（本实施例为87欧姆），后级导体板的特性阻抗为70-72欧姆（本实施例为71欧姆）；前级导体板与后级导体板为等厚一体结构且设置在同一平面上，前级导体板与后级导体板由整块铜板切割构成，导体板的棱边为直角边，后级导体板的中部与底板之间设有绝缘支撑柱13。

本实用新型的采用环行器、六路功率合成及输出滤波器组合的方式，来满足输出功率10kW的要求，六个末级功放模块的额定输出功率通常为每个2kW。分米波电视发射机的六个末级功放模块输出先各自通过环行器，再通过功率合成器进行六路同相合成将六路功率合成为一路，再经过输出滤波器输出满足技术指标要求的10 kW输出功率。由于本实用新型采用环行器加六路同相直接合成的方式，无需复杂的匹配网络，因此部件少，结构简单，系统合成调试方便且可靠性高、成本低。

除上述实施例外，在本实用新型的权利要求书及说明书所公开的范围内，本实用新型的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本实用新型没有详细描述的实施例也应视为本实用新型的具体实施例而在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种10kW分米波电视发射机的输出系统，其特征是：包括一个功率合成器（1）与一个输出滤波器（2），所述功率合成器为六路同相合成器，其壳体为一扁平的长方形盒体，所述的盒体呈水平状设置在机柜（3）的后侧，功率合成器的输出接口（4）设置在所述盒体的盖板（5）中央，功率合成器的输入接口（6）为六个，对称设置在盒体长度方向的两侧，分米波电视发射机末级功放模块（7）的输出端分别通过环行器（8）与功率合成器的输入接口连接，所述的环行器上连接有负载，功率合成器的输出接口与所述的输出滤波器连接。

2.根据权利要求1所述的10kW分米波电视发射机的输出系统，其特征在于，所述功率合成器的盒体内设有两个前级合成单元和一个后级合成单元，所述的前级合成单元为三路合成单元，位于功率合成器盒体长度方向的两端，两个前级合成单元的输入端分别与所述的六个输入接口的连接；后级合成单元为两路合成单元，位于功率合成器盒体长度方向的中部，两个前级合成单元的输出端分别与后级合成单元的两个输入端相连，后级合成单元的输出端与所述的输出接口连接。

3.根据权利要求2所述的10kW分米波电视发射机的输出系统，其特征在于，所述前级合成单元和后级合成单元均由电气长度为四分之一工作波长的导体板构成，所述导体板设置在盒体的盖板与底板（9）的中间位置，其中后级导体板（10）的横截面积大于前级导体板（11）的横截面积。

4.根据权利要求3所述的10kW分米波电视发射机的输出系统，其特征在于，所述前级合成单元两侧的两块导体板为L形结构且对称设置，L形结构的折弯处设有45度的斜边（12），前级合成单元中部的导体板为直条状结构，两个前级合成单元在功率合成器的盒体内对称设置，前级合成单元的三个输入端呈三角形布置；后级合成单元的两块导体板呈直线状一体设置，其中部与所述输出接口的内导体连接，两端分别与两个前级合成单元的输出端连接。

5.根据权利要求3所述的10kW分米波电视发射机的输出系统，其特征在于，所述前级导体板与后级导体板的机械长度均为120毫米至130毫米，前级导体板的特性阻抗为85-88欧姆，后级导体板的特性阻抗为70-72欧姆；前级导体板与后级导体板为等厚一体结构且设置在同一平面上，前级导体板与后级导体板由整块铜板切割构成，导体板的棱边为直角边，后级导体板的中部与底板之间设有绝缘支撑柱（13）。

6.根据权利要求2所述的10kW分米波电视发射机的输出系统，其特征在于，所述功率合成器的输入接口为L29-50KF插座，L29-50KF插座的内芯（14）通过连接导体（15）与两个前级合成单元的输入端相连；所述功率合成器的输出接口为φ79.4毫米的同轴接口，同轴接口的内导体（16）通过补偿导体（17）与后级合成单元的输出端相连，所述补偿导体的特性阻抗大于50欧姆，补偿导体与同轴接口的内导体之间设有绝缘板（18）。

7.根据权利要求1所述的10kW分米波电视发射机的输出系统，其特征在于，所述功率合成器盒体的盖板、底板、长侧板（19）及短侧板（20）均为铜板，盖板、底板与长侧板及短侧板之间均通过螺钉固定，底板长度方向的两端设有安装孔（21），功率合成器通过水平设置的安装板（22）固定在机柜上。

8.根据权利要求1所述的10kW分米波电视发射机的输出系统，其特征在于，所述环行器设置在末级功放模块的后部，环行器的输入端口与末级功放模块的输出端连接，环行器的输出端口（23）通过连接电缆（24）与功率合成器的输入接口连接，所述的连接电缆为聚乙烯螺旋绝缘皱纹铜管射频电缆，环行器的隔离端口（25）连接负载。

9.根据权利要求1-8任一项所述的10kW分米波电视发射机的输出系统，其特征在于，输出滤波器为六腔带通滤波器，设置在机柜的顶部，所述的功率合成器与输出滤波器之间通过硬馈管（26）连接，所述硬馈管的外壁上设有耦合头（27），所述的耦合头为四个，对称设置在硬馈管的外壁上。