CN87212936U - 电调平衡量的行波管外平衡器 - Google Patents
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Abstract
电调平衡量的行波管外平衡器是一种行波管的外接件。它由基片,定向耦合器和反射电路等组成,采用微波集成技术在陶瓷基片上形成反射电路和定向耦合器,并混合集成一对PIN晶体管在反射电路上,组成一个有源微波网络。该平衡器可以快速电调,从而改善微波整机特性,降低对行波管的苛刻要求,具有体积小,成本低,加工调试方便等优点,适用于(2~4)、(4~8)和(8~18)GHZ三个频段,电调平衡量为(0~10)、(0~15)和(0~20)分贝。
Description
本实用新型涉及微波电子学,是一种行波管外接件。
目前,行波管的外平衡器一般由电阻、电容和电感等组成的无源网络所构成。它们是按照滤波器的原理,配合特定的行波管设计、制造的(美国专利US-3510720、US-3548344)。在微波波段,这一类外平衡器以金属波导为传输线,通过调节波导上的螺钉,螺杆来达到所要滤波特性。这种机械调谐方式的平衡器,设计复杂、加工困难、成本高、体积大,调试不方便,并且很难达到在较宽频率范围内平衡。
本实用新型的目的在于针对现有机械调谐式的外平衡器的不足,研制一种电调平衡量的行波管外平衡器。
本实用新型由基片、定向耦合器、反射电路等组成,其特征在于在基片(1)上采用微波集成技术形成反射电路(2)和定向耦合器(3),并混合集成一对PIN晶体管(4)于反射电路(2)上,组成一个有源微波网络。反射电路(2)由微带线构成,一端开路,另一端与PIN晶体管相并联,并与定向耦合器(3)相联接。定向耦合器(3)可采用90度混合式交叉指型3分贝定向耦合器。
输入讯号通过同轴微带转接器(5)进入定向耦合器(3)的臂Ⅰ,经过定向耦合器(3)的3分贝功率分配,各分一半功率进入臂Ⅱ和臂Ⅲ,臂Ⅱ、臂Ⅲ与反射电路(2)和PIN晶体管相连接。不同开路微带线的长度l和不同偏置电流下的PIN晶体管,使反射电路(2)在不同频率下呈现出不同的反射系数γA,使进入反射电路的电磁功率在不同频率下有不同反射电平。臂Ⅱ、臂Ⅲ的反射功率可以全部传输到臂IV,并由输出端的同轴微带转接器(6)传送到行波管的输入端。由于行波管的增益G与频率f之间的特性是钟形的(即两端频率的增益低,而中间频率的增益高),就必须使外接平衡器的损耗L与频率f之间的特性也呈现钟形。如果反射电路(2)的反射系数γA在频宽的边频处为1,则输入功率全部送到输出端,外平衡器的损耗L=0分贝;如果频宽的中心频率讯号输入,使得进入反射电路(2)的部分电磁能量波PIN晶体管的高频电阻所吸收,反射电路的反射系数γA<1,此时对应的损耗量L=20lg 1/(|γA|) ,这就是行波管在中心频率所需的平衡量。根据不同行波管的平衡量要求,可以通过改变直流电压,改变流过PIN晶体管的电流,从而使并联在反射电路(2)的高频电阻值发生相应的变化,亦即反射电路的反射系数γA值的变化,实现外平衡器的平衡量电调的功能。
本实用新型与现有技术相比,具有以下优点:
1、由于平衡量可以快速电调,故可以改善微波整机的特性,降低对行波管的苛刻要求,提高行波管的良品率。
2、改变外平衡器的专一研制和生产,可以使外平衡器产品按频段与可调平衡量进行系列化,以供整机,雷达选用。
3、由于采用微波集成技术,故体积小,成本低,加工调试方便,适用面广。
图1为本实用新型的结构示意图;图2为外平衡器与行波管放大器的连接图;图3为增益G与频率f之间的补偿特性示意图,①为行波管增益特性,②为行波管加外平衡器后的增益特性,③为外平衡器的损耗特性。
本实用新型可以采取以下方式实施:
根据不同工作频段和电调平衡量的要求,采用微波集成技术,在30×50(mm)2陶瓷基片(1)上形成反射电路(2)和交叉指型定向耦合器(3),并混合集成一对PIN晶体管(4)于反射电路上,反射电路的微带线与PIN晶体管(4)之间用金丝相连。为了使工作频段的边频反射系数为1,而使中心频率的反射系数小于1,就必须选择适当的微带线长度。设边频f1和f4的相波长为λ1和λ4,中心频率f3的相波长为λ3,则要求微带线长度ι为波长λ1和λ4的四分之一值的奇数倍,而微带线长度ι为波长λ3的四分之一值的偶数倍,即
ι= 1/4 λ1(2m+1)
ι= 1/4 λ4(2n+1)
ι= 1/2 λ3K
其中m、n、K为三个正整数,由于f1<f3<f4,所以λ1>λ3>λ4,m<n,n与K之间可以相等,也可以不等。例如,取:
m=0,n=1,K=1,则有ι= 1/4 λ1,ι= 3/4 λ4,ι= 1/2 λ3。为了使平衡量可调,可给PIN晶体管加上适当的偏置电压,在集成片的输入、输出处加上一个隔直流的耦合段(7),并在PIN晶体管的另一端引入一个防止高频能量洩漏的滤波器(8)。PIN晶体管可采用国产成品,交叉指型耦合器(3)、隔直流耦合段(7)和滤波器(8)可根据微波集成电路文献中的现有技术进行设计,整个设计可使用计算机来完成。同轴微带转接器(5)和(6)可以用对应频段的L16,L8,L6接头,也可用SMA接头。外平衡器需要电磁屏蔽,最大尺寸为100×50×30(mm)3。电源可采用小型直流电源(2伏,200毫安),并可与平衡器装在同一个小型容器里。实验证明,外平衡器可工作在(2~4)GHZ,(4~8)GHZ,(8~18)GHZ三个频段;电调平衡量可以在(0~10),(0~15)和(0~20)分贝范围内进行。
Claims (3)
1、电调平衡量的行波管外平衡器,由基片、定向耦合器、反射电路组成,其特征在于在基片(1)上采用微波集成技术形成反射电路(2)和定向耦合器(3),并混合集成一对PIN晶体管(4)于反射电路(2)上,组成一个有源微波网络,反射电路(2)由微带线构成,一端开路,另一端与PIN晶体管相并联,并与定向耦合器(3)相联接,PIN晶体管的另一端接有防止高频能量泄漏的滤波器(8),在平衡器的输入、输出处各有一个隔直流耦合器(7)。
2、根据权利要求1所述的平衡器,其特征在于定向耦合器(3)为90度混合式交叉指型定向耦合器。
3、根据权利要求1或2所述的平衡器,其特征在于基片(1)为陶瓷基片。
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CN 87212936 CN87212936U (zh) | 1987-08-25 | 1987-08-25 | 电调平衡量的行波管外平衡器 |
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CN 87212936 CN87212936U (zh) | 1987-08-25 | 1987-08-25 | 电调平衡量的行波管外平衡器 |
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CN87212936U true CN87212936U (zh) | 1988-09-28 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102457238A (zh) * | 2010-10-22 | 2012-05-16 | 泰勒斯公司 | 用于双行波管放大器的功率管理系统 |
US10944147B2 (en) | 2018-03-06 | 2021-03-09 | Avx Corporation | Thin film surface mountable high frequency coupler |
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1987
- 1987-08-25 CN CN 87212936 patent/CN87212936U/zh not_active Withdrawn
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CN102457238B (zh) * | 2010-10-22 | 2017-03-01 | 泰勒斯公司 | 用于双行波管放大器的功率管理系统 |
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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CB02 | Change of applicant information |
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COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: NANJING TECHNOLOGY INSTITUTE TO: DONGNAN UNIV.; PATENT AGENCY; FROM: NANJING TECHNOLOGY INSTITUTE PATENT OFFICE TO: DONGNAN UNIV. PATENT OFFICE |
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C15 | Extension of patent right duration from 15 to 20 years for appl. with date before 31.12.1992 and still valid on 11.12.2001 (patent law change 1993) | ||
RN01 | Renewal of patent term | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
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