CN218850734U - 一种uhf频段大功率功放阻抗变换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及阻抗匹配技术领域，公开了一种UHF频段大功率功放阻抗变换电路，旨在解决现有阻抗变换电路存在体积较大的问题，方案包括：功放信号输入端口、第一同轴线变压器、第二同轴线变压器、第一功放信号输出端口和第二功放信号输出端口，第一同轴线变压器的初级绕组的一端与功放信号输入端口连接，另一端与第一功放信号输出端口连接，第一同轴线变压器的次级绕组的一端与第二同轴线变压器的次级绕组的一端连接，另一端与第二功放信号输出端口连接，第二同轴线变压器的初级绕组的一端接地，另一端与第二功放信号输出端口连接，第二同轴线变压器的次级绕组的另一端与第一功放信号输出端口连接。本实用新型降低了产品体积。

Description

一种UHF频段大功率功放阻抗变换电路

技术领域

本实用新型涉及阻抗匹配技术领域，具体来说涉及一种UHF频段大功率功放阻抗变换电路。

背景技术

阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系。当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害。阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间，等等。例如，扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阻抗匹配，不匹配时，扩音机的输出功率将不能全部送至扬声器。如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗，扩音机就处于过载状态，其末级功率放大管很容易损坏。反之，如果扬声器的阻抗高于扩音机的输出阻抗过多，会引起输出电压升高，同样不利于扩音机的工作，声音还会产生失真。因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好。

为了解决阻抗失配的问题，可在两者之间连接能够使阻抗匹配的阻抗变换电路。请参阅图1，目前针对特高频(Ultra High Frequency，UHF)的大功率功放，主要采用1：2同轴线巴伦加上1：4同轴线传输线变压器来实现阻抗匹配，其中，同轴线巴伦拥有超宽带的工作频带范围，其主要作用是完成由单端传输(如：同轴线、微带线等)变换为差分传输(如：半波振子天线，推挽电路等)之间的变换。同轴线传输线变压器就是原边(即作为变压器输入端的磁芯)和副边(即变压器输出端)的轴线重合的变压器。但是这种阻抗变换电路中的同轴线巴伦和同轴线变压器组合的方式占用空间大，其长度至少为50毫米，大大限制了大功率功放的体积。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有用于特高频大功率功放的阻抗变换电路存在体积较大的问题，提出一种UHF频段大功率功放阻抗变换电路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种UHF频段大功率功放阻抗变换电路，包括：功放信号输入端口、第一同轴线变压器、第二同轴线变压器、第一功放信号输出端口和第二功放信号输出端口，所述第一同轴线变压器的初级绕组的一端与功放信号输入端口连接，第一同轴线变压器的初级绕组的另一端与第二功放信号输出端口连接，第一同轴线变压器的次级绕组的一端与第二同轴线变压器的次级绕组的一端连接，第一同轴线变压器的次级绕组的另一端与第一功放信号输出端口连接，所述第二同轴线变压器的初级绕组的一端接地，第二同轴线变压器的初级绕组的另一端与第一功放信号输出端口连接，第二同轴线变压器的次级绕组的另一端与第二功放信号输出端口连接。

进一步地，所述第二同轴线变压器的初级绕组的一端通过电容接地。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的UHF频段大功率功放阻抗变换电路，通过同轴线传输线变压器的变形方式进行UHF频段的大功率功放阻抗匹配，取消了1：2同轴线巴伦的使用，使得功放阻抗匹配电路长度减少一半，进而降低了产品体积，并且降低了产品的复杂度。

附图说明

图1为现有技术中用于特高频的大功率功放的阻抗变换电路的结构示意图；

图2为现有技术中阻抗变换电路的信号强度仿真结果示意图；

图3为现有技术中阻抗变换电路的信号相位仿真结果示意图；

图4为现有技术中阻抗变换电路的实部阻抗仿真结果示意图；

图5为本实用新型实施例所述的UHF频段大功率功放阻抗变换电路的结构示意图；

图6为本实用新型实施例所述的UHF频段大功率功放阻抗变换电路的信号强度仿真结果示意图；

图7为本实用新型实施例所述的UHF频段大功率功放阻抗变换电路的信号相位仿真结果示意图；

图8为本实用新型实施例所述的UHF频段大功率功放阻抗变换电路的实部阻抗仿真结果示意图；

附图标记说明：

Term1-功放信号输入端口；Term2-第一功放信号输出端口；Term3-第二功放信号输出端口；TL1-第一同轴线变压器；TL2-第二同轴线变压器；TL3-同轴线巴伦；C-电容。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型的实施方式进行详细描述。

由于变压器各线圈的阻抗与线圈匝数的平方成正比，利用这一特点，可以用变压器不同匝数的线圈来变换阻抗。功放阻抗匹配包括功放输入阻抗匹配和功放输出阻抗匹配，由于功放输入输出阻抗匹配电路具有对称性，本实施例仅以输入阻抗匹配电路为例进行说明。

使用先进设计系统(Advanced Design system，ADS)软件对现有技术中用于特高频的大功率功放的阻抗变换电路进行仿真，阻抗仿真结果请参阅图2至图4。

图2示出了两个功放信号输出端口的功放信号强度的仿真结果，可以看出，在参数S21和S31下，两个功放信号输出端口的功放信号强度均在3dB附近，说明两个功放信号输出端口的功放信号幅度相等。

图3示出了两个功放信号输出端口的功放信号相位，可以看出，在参数S21和S31下，两个功放信号输出端口的功放信号的相位差为180度左右，说明两个功放信号输出端口的功放信号的相位相反。

图4示出了功放信号输入端口以及两个功放信号输出端口的实部阻抗仿真结果，可以看出，功放信号输入端口的阻抗大约为50Ω，而两个功放信号输出端口的阻抗大约为19Ω，说明该电路实现了功放的实部阻抗匹配。

虽然现有技术中的阻抗匹配电路能够实现功放的实部阻抗匹配，但是这种阻抗变换电路中的同轴线巴伦和同轴线变压器组合的方式占用空间大，其长度至少为50毫米，大大限制了大功率功放的体积。

基于此，本实施例通过使用同轴线变压器的变形形式进行UHF频段大功率功放的输入输出阻抗匹配，从而减小产品体积。

请参阅图5，本实施例提供的UHF频段大功率功放阻抗变换电路，包括：功放信号输入端口Term1、第一同轴线变压器TL1、第二同轴线变压器TL2、第一功放信号输出端口Term2和第二功放信号输出端口Term3，所述第一同轴线变压器TL1的初级绕组的一端与功放信号输入端口Term1连接，第一同轴线变压器TL1的初级绕组的另一端与第二功放信号输出端口Term3连接，第一同轴线变压器TL1的次级绕组的一端与第二同轴线变压器TL2的次级绕组的一端连接，第一同轴线变压器TL1的次级绕组的另一端与第一功放信号输出端口Term2连接，所述第二同轴线变压器TL2的初级绕组的一端通过电容C接地，第二同轴线变压器TL2的初级绕组的另一端与第一功放信号输出端口Term2连接，第二同轴线变压器TL2的次级绕组的另一端与第二功放信号输出端口Term3连接。

其中，电容C用于调试功放两个同轴线不完全一致带来的影响。

使用ADS软件对本实施例提供的UHF频段大功率功放阻抗变换电路进行仿真，阻抗仿真结果请参阅图6至图8。

图6示出了两个功放信号输出端口的功放信号强度的仿真结果，可以看出，在参数S21和S31下，两个功放信号输出端口的功放信号强度均在3dB附近，说明两个功放信号输出端口的功放信号幅度相等。

图7示出了第一功放信号输出端口和第二功放信号输出端口的功放信号相位，可以看出，在参数S21和S31下，两个功放信号输出端口的功放信号的相位差为180度左右，说明两个功放信号输出端口的功放信号的相位相反。

图8示出了功放信号输入端口以及两个功放信号输出端口的实部阻抗仿真结果，可以看出，功放信号输入端口的阻抗大约为50Ω，而两个功放信号输出端口的阻抗大约为19Ω，说明该电路实现了功放的实部阻抗匹配。

由此可见，本实施例提供的UHF频段大功率功放阻抗变换电路与现有技术中阻抗匹配电路的仿真结果几乎完全一致，因此，本实施例提供的UHF频段大功率功放阻抗变换电路可以替代常规UHF频段大功率功放阻抗匹配电路。并且由于本实施例通过同轴线传输线变压器的变形方式进行UHF频段的大功率功放阻抗匹配，取消了1：2同轴线巴伦的使用，减少了功放阻抗匹配电路的长度，进而降低了产品体积，并且降低了产品的复杂度。

Claims (2)

1.一种UHF频段大功率功放阻抗变换电路，其特征在于，包括：功放信号输入端口、第一同轴线变压器、第二同轴线变压器、第一功放信号输出端口和第二功放信号输出端口，所述第一同轴线变压器的初级绕组的一端与功放信号输入端口连接，第一同轴线变压器的初级绕组的另一端与第二功放信号输出端口连接，第一同轴线变压器的次级绕组的一端与第二同轴线变压器的次级绕组的一端连接，第一同轴线变压器的次级绕组的另一端与第一功放信号输出端口连接，所述第二同轴线变压器的初级绕组的一端接地，第二同轴线变压器的初级绕组的另一端与第一功放信号输出端口连接，第二同轴线变压器的次级绕组的另一端与第二功放信号输出端口连接。

2.如权利要求1所述的UHF频段大功率功放阻抗变换电路，其特征在于，所述第二同轴线变压器的初级绕组的一端通过电容接地。

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