[发明专利]一种高功率宽带四路功率分配、合成器

说明书

技术领域

本发明涉及功率分配、合成器，具体涉及一种传输线型高功率宽带四路功 率分配、合成器。

背景技术

RF功率分配/合成器，特别是作为射频信号功率合成器件用于RF功率放大 器中，其典型的用法如图1。

随着射频发射机中功率放大器的发展，功率承受能力成为其设计瓶颈，它 的高成本也成为设计中必须考虑的因素之一。解决这一问题的方法就是采用分 合的方法。首先将使用功率分配器射频信号等功率的分开，通过放大器放大， 然后再通过功率合成器合成。这种方法存在一个缺点，功分器使用普通的变压 器或感性容性器件达到阻抗匹配，这些器件属于窄带元件，就决定了功分器不 能使用在宽带功率放大器中。功率分配、合成器的窄带特性严重限制了它的使 用范围。

美国专利4774481提供了解决功率分配、合成器这一缺点的方法，首次使 用相位补偿的方法提高功分器的工作频率，使得功分器的带宽达到20～500 MHz。但是由于其使用的阻抗变换器同样受限于传输线的长度，因此工作频率 低于500MHz。同时它引入多个连接点，造成电路结构不连续，从而增加了损 耗。

因此用于射频发射系统中的功分器，需要频带更宽，功率容量更大和和损 耗更低等特点。

发明内容

本发明所要解决的问题是：如何提供一种高功率宽带频的四路功率分配、合 成器，该功率分配、合成器克服了现有技术中所存在的缺点，具有低损耗、频带 更宽、功率容量更大的特点。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种高功率宽带四路功率分 配、合成器，其特征在于，包括一个升阻抗变换器和两个降阻抗变换器，所述 升阻抗变换器将系统信号一分为二，将阻抗变为原阻抗的二倍，在其两个输出 端分别连接一个所述的降阻抗变换器，再将信号一分为二，阻抗变回原抗阻， 信号一分为四，其中：

①所述升阻抗变换器包括一个铁氧体磁芯、两个隔离电阻、两根同轴电缆 传输线和两个相位补偿同轴电缆，所述两根同轴电缆传输线交叉穿过铁氧体磁 芯，在一端，两根同轴电缆传输线的内导体相连接，另一端内导体分离并具有 间隔度而构成两个输出端，同时同轴电缆传输线两端的外导体分别与各自的相 位补偿同轴电缆的内导体连接，两个隔离电阻分别跨接在两根同轴电缆传输线 的外导体上；

②所述降阻抗变换器包括一个铁氧体磁芯、两个隔离电阻、两根同轴电缆 信号线以及两个相位补偿同轴电缆，所述两根同轴信号线分别穿过一个铁氧体 磁芯，并且对应端的内导体相连，外导体通过隔离电阻相连，两个相位补偿同 轴电缆的内导体分别与两个同轴信号线未连接端的内导体相连构成两个信号输 出端，两者的外导体分别连接另一根信号线的外导体。

按照本发明所提供的高功率宽带四路功率分配、合成器，其特征在于，升 阻抗变换器中隔离电阻阻值等于同轴电缆传输线的特征阻抗的两倍；降阻抗变 换器中隔离电阻阻值等于同轴信号线的特征阻抗。

按照本发明所提供的高功率宽带四路功率分配、合成器，其特征在于，升 阻抗变换器中相位补偿同轴电缆的长度和同轴电缆传输线的长度相同；降阻抗 变换器中相位补偿同轴电缆的长度和同轴电缆信号线的长度相同。

按照本发明所提供的高功率宽带四路功率分配、合成器，其特征在于，升 阻抗变换器以及降阻抗变换器中同轴电缆信号线、同轴电缆传输线和相位补偿 同轴电缆中外导体没有产生连接关系的外导体都接地，接地点共地。

本发明的去除了现有功率分配、合成器单一的阻抗变换器，引入具有功率分 配的升阻抗变换器与降阻抗变换器，同时增加相位补偿同轴电缆线，因此该功率 分配、合成器输入输出驻波低于1.4，分离端隔离度高于20dB，并可承受大功率 不平衡信号。本发明铁氧体磁芯能在低频端提供足够高的感抗，做为传统低频变 换器，而在高频段同轴线则为传输线，和相位补偿传输线构成变换器，解决了现 有传输线功分器中传输线长度对上限工作频率的限制，提高了工作频率；同轴电 缆取代漆包线，从而实现了宽带和高功率。

附图说明

图1是射频系统中使用功分合成的例子；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明中升阻抗变换器的示意图。