CN209786166U - 一种微带电路和同轴电缆线混合的大功率合成器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微带电路和同轴电缆线混合的大功率合成器，包括输入阻抗Z0，所述输入阻抗Z0的一端连接有扇形线电容X3的一端，阻抗Z0同时连接两个四分之一波长同轴电缆Z1一端，两个四分之一波长同轴电缆Z1的另一端均接有扇形线电容X1、四分之一波长同轴电缆Z2的一端和分支微带线Z1的一端，两个分支微带线Z1的另一端连接隔离电阻R1，两个四分之一波长同轴电缆Z2的另一端连接有扇形线电容X2、四分之一波长微带线Z3的一端和分支电缆Z2的一端，两个分支微带线Z2的另一端连接隔离电阻R2。本实用新型结构简单，制作方便，该电路有更好性能，更大功率、走线灵活且加工简单，可靠性有较大提升。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种微带电路和同轴电缆线混合的大功率合成器。
背景技术
广播和通信技术发展需要电视、雷达、通信等系统发射更大功率信号并改进发射信号质量(线性化技术和宽带调制技术)。受单个微波功率晶体管输出功率、成本的制约、线性化技术的要求，大功率微波发射机多采用功率合成技术，目前应用功率合成技术有：(1)平面微带电路的Wilkinson功率合成器，具有成本低、输入端口隔离度高、端口匹配好等优点，但是合成器高阻的四分之一波长微带传输线，受材料、结构限制，设计的微带线较细长，热阻很难做到：＜20℃/W、承受功率很难＞100W@500MHz；合成器的隔离电阻跨接在两输入臂上，电阻对地的分布电容，使工作频率和功率都受限制，Wilkinson功率合成器电路广泛应用在较小功率合成器，同轴或腔体等非平面直接功率合成，优点是结构简单、损耗小、合成功率大，存在问题是成本高、合成端口匹配差、工作频带较窄、端口隔离度低；有输入条件限制，为此我们提出一种微带电路和同轴线混合的大功率合成器，以此来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种微带电路和同轴电缆线混合的大功率合成器。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种微带电路和同轴电缆线混合的大功率合成器，包括输入阻抗Z0，所述输入阻抗Z0的一端连接有扇形线电容X3的一端，阻抗Z0同时连接两个四分之一波长同轴电缆Z1一端，两个四分之一波长同轴电缆Z1的另一端均接有扇形线电容X1、四分之一波长同轴电缆Z2的一端和分支微带线Z1的一端，两个分支微带线Z1的另一端连接隔离电阻R1，两个四分之一波长同轴电缆Z2的另一端连接有扇形线电容X2、四分之一波长微带线Z3的一端和分支电缆Z2的一端，两个分支微带线Z2的另一端连接隔离电阻R2，两个四分之一波长微带线Z3的另一端均连接有分支输出阻抗Z0的一端和分支微带线Z3的一端，两个分支微带线Z3的另一端连接隔离电阻R3。
优选的，所述四分之一波长同轴电缆Z1为低损耗100Ω阻抗1/4波长同轴电缆线。
优选的，所述四分之一波长同轴电缆Z2为低损耗75Ω阻抗1/4波长同轴电缆线。
优选的，所述四分之一波长微带线Z3为1/4波长，55Ω阻抗微带线。
优选的，所述电容X1、电容X2和电容X3均为阻抗匹配用扇形线电容，电阻R1、电阻R2和电阻R3均为隔离用大功率电阻。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
对Wilkinson功率合成器电路的改进，保留了Wilkinson功率合成器各端口匹配良好、输入端口高隔离度、可以多级级联拓展带宽、低成本等优点；同时应用同轴传输电缆线，解决了Wilkinson合成器传输及合成功率小、占用PCB板面积大、材料和工艺要求高，信号互耦强，干扰等问题；利用大功率隔离电阻分布电容、高阻同轴线和端口匹配用扇形线电容，构成切比雪夫低通滤波器，即缩短同轴线长度，减小损耗，又使合成器具有阻带抑制和低通滤波效果；设计微带电路扇形线电容，增加了散热面积，热阻减小，合成器可以承受更大功率，电容耐高压和大功率，随PCB制版完成，没有额外增加成本，具有小功率Wilkinson合成器相同的端口隔离度、合成及传输损耗，相近的频带宽度，还具有传输大功率、合成大功率、阻带抑制和低通滤波器效果，设计的某型合成器，应用三级级联电路形式，频率：0.2-0.4GHz；传输损耗：＜0.15dB；端口VSWR：＜1.15；输入端口隔离：＞30dB；合成额定功率：200W；功分传输功率：600W，满足重量轻、可靠性好、设计要求，额外增加成本很少；
本实用新型结构简单，制作方便，该电路有更好性能，更大功率、走线灵活且加工简单，可靠性有较大提升。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种微带电路和同轴线混合的大功率合成器的单级功率合成器电路原理图；
图2为本实用新型提出的一种微带电路和同轴线混合的大功率合成器的电路图。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种微带电路和同轴电缆线混合的大功率合成器，包括输入阻抗Z0，输入阻抗Z0的一端连接有扇形线电容X3的一端，阻抗Z0同时连接2个四分之一波长同轴电缆Z1一端，两个四分之一波长同轴电缆Z1的另一端均接有扇形线电容X1、四分之一波长同轴电缆Z2的一端和分支微带线Z1的一端，两个分支微带线Z1的另一端连接隔离电阻R1，两个四分之一波长同轴电缆Z2的另一端连接有扇形线电容X2、四分之一波长微带线Z3的一端和分支电缆Z2的一端，两个分支微带线Z2的另一端连接隔离电阻R2，两个四分之一波长微带线Z3的另一端均连接有分支输出阻抗Z0的一端和分支微带线Z3的一端，两个分支微带线Z3的另一端连接隔离电阻R3，通过采用阻抗相近同轴线替代λ/4高阻微带传输线，为减同轴线长度，同时在同轴线两端，加电容匹配，传输损耗减小，散热更好，提升承受功率能力，互耦减小，匹配电容和功率电阻分布电容，使带外有阻带抑制、低通滤波特性，同轴线空间辐射小和耦合少，隔离度提高，可以保证信号完整性；本实用新型结构简单，制作方便，该电路有更好指标，更大功率、走线灵活且加工简单，可靠性有较大提升，微带线和同轴线混合电路大功率合成器设计方法，多种阻抗低损耗同轴线的综合应用，使传输损耗减小，互耦减小，抗干扰强，在四分之一波长同轴线两端，创新性应用扇形线电容进行阻抗匹配，扇形线电容和功率电阻分布电容，使带外有阻带抑制、低通滤波特性，微带电路扇形线电容，随制版完成，耐高压，大功率，同轴线空间走线技巧，占用电路板面积减小，隔离电阻和同轴线的低热阻和承受大功率设计应用，提升传输功率，合成额定功率200瓦，公分最大功率600瓦。
本实用新型中，四分之一波长同轴电缆Z1为低损耗100Ω阻抗1/4波长同轴电缆线，四分之一波长同轴电缆Z2为低损耗75Ω阻抗1/4波长同轴电缆线，四分之一波长微带线Z3为1/4波长，55Ω阻抗微带线，电容X1、电容X2和电容X3均为阻抗匹配用扇形线电容，电阻R1、电阻R2和电阻R3均为隔离用大功率电阻，通过采用阻抗相近同轴线替代λ/4高阻微带传输线，为减同轴线长度，同时在同轴线两端，加电容匹配，传输损耗减小，散热更好，提升承受功率能力，互耦减小，匹配电容和功率电阻分布电容，使带外有阻带抑制、低通滤波特性，同轴线空间辐射小和耦合少，隔离度提高，可以保证信号完整性；本实用新型结构简单，制作方便，该电路有更好性能，更大功率、走线灵活且加工简单，可靠性有较大提升
本实用新型工作原理：通过采用阻抗相近同轴线替代λ/4高阻微带传输线，为减同轴线长度，同时在同轴线两端，加电容匹配，传输损耗减小，散热更好，提升承受功率能力，互耦减小，匹配电容和功率电阻分布电容，使带外有阻带抑制、低通滤波特性，同轴线空间辐射小和耦合少，隔离度提高，可以保证信号完整性；本实用新型结构简单，制作方便，该电路有更好指标，更大功率、走线灵活且加工简单，可靠性有较大提升，可以根据合成(功分)器工作频率、带宽和功率选择合成器的级数；选择相应阻抗同轴电缆线和隔离电阻，设计原理适用宽带和超宽带、端口高隔离、大功率应用。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种微带电路和同轴电缆线混合的大功率合成器，包括输入阻抗Z0，其特征在于，所述输入阻抗Z0的一端连接有扇形线电容X3的一端，阻抗Z0同时连接两个四分之一波长同轴电缆Z1一端，两个四分之一波长同轴电缆Z1的另一端均接有扇形线电容X1、四分之一波长同轴电缆Z2的一端和分支微带线Z1的一端，两个分支微带线Z1的另一端连接隔离电阻R1，两个四分之一波长同轴电缆Z2的另一端连接有扇形线电容X2、四分之一波长微带线Z3的一端和分支电缆Z2的一端，两个分支微带线Z2的另一端连接隔离电阻R2，两个四分之一波长微带线Z3的另一端均连接有分支输出阻抗Z0的一端和分支微带线Z3的一端，两个分支微带线Z3的另一端连接隔离电阻R3。
2.根据权利要求1所述的一种微带电路和同轴电缆线混合的大功率合成器，其特征在于，所述四分之一波长同轴电缆Z1为低损耗100Ω阻抗1/4波长同轴电缆线。
3.根据权利要求1所述的一种微带电路和同轴电缆线混合的大功率合成器，其特征在于，所述四分之一波长同轴电缆Z2为低损耗75Ω阻抗1/4波长同轴电缆线。
4.根据权利要求1所述的一种微带电路和同轴电缆线混合的大功率合成器，其特征在于，所述四分之一波长微带线Z3为1/4波长，55Ω阻抗微带线。
5.根据权利要求1所述的一种微带电路和同轴电缆线混合的大功率合成器，其特征在于，所述电容X1、电容X2和电容X3均为阻抗匹配用扇形线电容，电阻R1、电阻R2和电阻R3均为隔离用大功率电阻。
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| CN111916882A (zh) * | 2019-05-09 | 2020-11-10 | 北京鑫泰诚晔科技发展有限公司 | 一种微带电路和同轴电缆线混合的大功率合成器 |
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