CN209434363U - 一种10kW分米波电视发射机的功率合成器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种10kW分米波电视发射机的功率合成器，盒体包括平行设置的面板及底板，功率合成器的输出接口设置在面板的中央，功率合成器的输入接口为六个，对称设置在输出接口的两侧，盒体内设有两个三路合成的前级合成单元和一个两路合成的后级合成单元，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，所述导体板设置在面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。本实用新型的功率合成器结构简单、体积小、成本低且功率容量大，适合10kW的分米波电视发射机使用，具有很高的实用价值。

Description

一种10kW分米波电视发射机的功率合成器

技术领域

本实用新型涉及射频大功率合成技术领域，尤其是一种10kW分米波电视发射机的功率合成器。

背景技术

功率合成器是大功率电视发射机的核心组成部分，在现有大功率发射机的功率合成中得到了广泛的应用。现有技术的大功率分米波电视发射机一般采用同轴形式的功率合成器，但这种同轴形式的功率合成器结构复杂，体积大且成本高。公开日为2009年11月18日、公开号为CN201349045Y的专利文件公开了一种功率合成器，特别是用于大功率全固态电视发射机的分米波功率合成器，包括阻抗变换器和隔离网络，其中所述阻抗变换器是同轴结构，所述隔离网络由同轴电缆构成；所述阻抗变换器是由两级λ/4同轴硬馈管构成，其中第一级为输出级与总输出相接，第二级由径向辐射状N路硬馈管构成，一端接第一级，另一端接N个信号源和N路同轴电缆构成的隔离网络。但这种功率合成器的阻抗变换器采用同轴结构，结构复杂，体积大，成本高且功率容量不大，不适用于3-5kW以上的大功率分米波电视发射机使用。公开日为2016年2月24日、公开号为CN205050975U的专利文件公开了一种地面数字电视分米波段超宽带功率合成器，包括壳体和位于壳体内的两根内导体组成，所述壳体主要由短侧板、左右两根长侧板以及上、下盖板和前、后撑板组成，所述前、后撑板与上、下盖板连接形成一个封闭的腔室，所述短侧板有四根，两根为与一组，每组短侧板均水平设置于两根长侧板之间，所述两组短侧板的一端分别与前、后撑板上的安装槽紧固连接，所述前、后撑板中部与短侧板的连接处均开设有内导体进出口。该结构采用带状线3dB耦合形式，仅适用于两路合成，且功率容量很小，不适用于1kW以上的大功率分米波电视发射机使用。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术的分米波功率合成器结构复杂、体积大、成本高且无法满足大功率电视发射机使用要求的问题，提供一种结构简单、体积小、成本低且适合10kW分米波电视发射机使用的功率合成器。

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功率合成器，包括盒体，所述盒体为扁平的长方体结构，包括平行设置的面板及底板，所述功率合成器的输出接口设置在面板的中央，功率合成器的输入接口为六个，对称设置在输出接口的两侧，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，后级合成单元为两路合成单元，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，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，所述导体板设置在面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。本实用新型的功率合成器整体上采用六路同相合成网络，六路合成10kW的发射机其每路输入功率通常为2kW，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。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，导体板设置在面板与底板的中间位置（即采用带状线传输结构），可以使导体板与面板及底板（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。而将功率合成器的输入接口与输出接口均设置在盒体的面板上，也可以简化功率合成器的结构，同时便于功率合成器的安装。这样，本实用新型解决了现有技术的分米波功率合成器结构复杂、体积大、成本高且无法满足大功率分米波电视发射机使用要求的问题，适合10kW的分米波电视发射机使用。

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。将前级合成单元两侧的两块导体板设置呈L形结构，使其输入端折弯成与前级合成单元中部的导体板在同一方向上，这样可以使盒体形成长方体结构，缩小功率合成器的宽度。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，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。

作为优选，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。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，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。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。

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。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。

作为优选，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。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，盒体的面板、底板、长侧板及短侧板均为铜板，面板、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。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器上。

本实用新型的有益效果是：它有效地解决了现有技术的分米波功率合成器结构复杂、体积大、成本高且无法满足大功率分米波电视发射机使用要求的问题，本实用新型的功率合成器结构简单、体积小、成本低且功率容量大，适合10kW的分米波电视发射机使用，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本实用新型的一种立体结构示意图；

图2是本实用新型的一种结构剖视图；

图3是本实用新型的一种内部结构示意图。

图中：1. 面板，2.底板，3.输出接口，4.输入接口，5.后级导体板，6.前级导体板，7.斜边，8.绝缘支撑柱，9.内芯，10.连接导体，11.内导体，12.补偿导体，13. 绝缘板，14.长侧板，15.短侧板，16.安装孔。

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功率合成器，包括盒体，所述盒体为扁平的长方体结构，包括平行设置的面板1及底板2，面板、底板与长侧板14及短侧板15之间均通过螺钉固定，盒体的面板、底板、长侧板及短侧板均为紫铜板，底板长度方向的两端设有安装孔16。所述功率合成器的输出接口3设置在面板的中央，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；功率合成器的输入接口4为六个L29-50KF插座，对称设置在输出接口的两侧，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），两个前级合成单元在盒体内对称设置，所述的前级合成单元为三路合成单元，前级合成单元的三个输入端呈三角形布置；两个前级合成单元的输入端通过连接导体10分别与所述的六个L29-50KF插座的内芯9连接（见图2），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。后级合成单元为两路合成单元，后级合成单元的输出端通过补偿导体12与同轴接口的内导体11连接，所述补偿导体的特性阻抗大于50欧姆（即电感补偿），补偿导体与同轴接口的内导体之间设有绝缘板13。

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，其中后级导体板5的横截面积大于前级导体板6的横截面积。导体板采用带状线结构设置在面板与底板的中间位置，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，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7，前级合成单元中部的导体板为直条状结构，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，后级导体板的中部与底板之间设有绝缘支撑柱8。

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87欧姆，后级导体板的特性阻抗为71欧姆。

本实用新型的功率合成器整体上采用六路同相合成网络，六路合成10kW的发射机其每路输入功率通常为2kW，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。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，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，导体板设置在面板与底板的中间位置（即采用带状线传输结构），可以使导体板与面板及底板（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。而将功率合成器的输入接口与输出接口均设置在盒体的面板上，也可以简化功率合成器的结构，同时便于功率合成器的安装。

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 (8)

1.一种10kW分米波电视发射机的功率合成器，包括盒体，其特征是：所述盒体为扁平的长方体结构，包括平行设置的面板（1）及底板（2），所述功率合成器的输出接口（3）设置在面板的中央，功率合成器的输入接口（4）为六个，对称设置在输出接口的两侧，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，后级合成单元为两路合成单元，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，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，所述导体板设置在面板与底板的中间位置，其中后级导体板（5）的横截面积大于前级导体板（6）的横截面积。

2.根据权利要求1所述的10kW分米波电视发射机的功率合成器，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（7），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。

3.根据权利要求1所述的10kW分米波电视发射机的功率合成器，其特征在于，所述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。

4.根据权利要求1所述的10kW分米波电视发射机的功率合成器，其特征在于，所述的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（8）。

5.根据权利要求1所述的10kW分米波电视发射机的功率合成器，其特征在于，所述的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。

6.根据权利要求1所述的10kW分米波电视发射机的功率合成器，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（9）通过连接导体（10）与两个前级合成单元的输入端相连。

7.根据权利要求1所述的10kW分米波电视发射机的功率合成器，其特征在于，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（11）通过补偿导体（12）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（13）。

8.根据权利要求1-7任一项所述的10kW分米波电视发射机的功率合成器，其特征在于，盒体的面板、底板、长侧板（14）及短侧板（15）均为铜板，面板、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（16）。