[发明专利]LCL高功率合成器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年8月31日提交的美国实用专利申请No.13/222,014的优先权，并且要求2010年9月7日提交的美国临时专利申请No.61/380,496的权益。上面专利申请的公开内容通过引用全部并入本申请。

技术领域

本公开涉及功率放大器以及功率放大器输出的合成器。

背景技术

这一部分提供与本发明有关的背景信息。这一部分未必是现有技术。

多个产业利用合成器来合成放大信号，以增加向负载供应的功率。作为非限定性示例，射频（RF）发生器可以包含多个RF功率放大器。来自RF功率放大器的功率可以被合成器合成并被提供至负载，如等离子体室。所合成的功率驱动等离子体室来制造多种部件，如集成电路、太阳能面板、光盘（CD）、数字多功能（或数字视频）光盘（DVD）等等。

在高频（HF）和甚高频（VHF）的频率环境中，合成器可以包括有损铁氧体变压器、传输线、隔离装置等。合成器可以是隔离式的或非隔离式的，例如，威尔金森（Wilkinson）型合成器可以是隔离式合成器或非隔离式合成器。非隔离式变压器的另一示例是在平衡模式下工作的有损铁氧体变压器。隔离式合成器具有输入端，输入端经由例如一个或多个电阻器和/或其它隔离装置彼此隔离。非隔离式合成器具有未彼此隔离的输入端。

合成器具有相关参数，例如形状因子、功率密度水平、发热水平、增益匹配误差、相位匹配误差等等。术语“形状因子”指合成器的体积（高度、宽度和深度）和/或合成器的包络。术语“功率密度”指合成器每单位面积的功率（例如千瓦）。增益匹配误差和相位匹配误差指合成器和负载之间在负载短路和/或开路时的匹配误差。合成器的特定应用可以具有增益、相位和/或阻抗匹配要求。增益、相位和/或阻抗匹配要求每个均可以包括相关的匹配误差限制。

传统合成器的形状因子、复杂度和结构限制了（i）能够使用合成器的应用环境和工作环境以及（ii）合成器的效率、功率输出等。作为示例，功率发生器可能具有功率密度要求和/或专门的最大机壳体积要求（例如最大高度、最大宽度和最大深度要求）。功率发生器可以包括两个或两个以上的功率放大器（PA），以满足所需的功率输出。合成器可以用来合成PA的输出，以提供所需的功率输出。然而，如果合成器和/或PA的形状因子导致功率发生器的总体积超过最大机壳体积，则合成器可能无法使用。

此外，典型合成器的结构限制和操作特性可能要求合成偶数个PA。例如，功率发生器的功率输出要求可能需要使用三个PA。由于必须使用偶数个功率放大器，所以包含四个PA。这四个PA是低功率的，以满足所需的功率输出。附加PA的使用增加了尺寸、复杂度、成本、发热量等并且降低了功率发生器的效率和可能的应用环境及工作环境。

发明内容

一种合成器包括N个同轴电缆，每个同轴电缆被配置为与N个射频功率放大器的各自输出端连接，其中N是大于1的整数。所述N个同轴电缆中的每个同轴电缆被配置为从所述N个射频功率放大器中各自的射频功率放大器中接收放大的射频信号。板包括电容，并且被配置为与所述N个同轴电缆中的每个同轴电缆连接并合成射频信号。所述N个同轴电缆和所述电容提供N个电感和电容组合。连接器被配置为将所述板的输出端与负载连接。

在其它特征中，提供一种合成器，该合成器包括被配置为与第一射频功率放大器的第一输出端连接的第一同轴电缆。所述第一同轴电缆包括具有第一电感的第一非屏蔽部。第二同轴电缆被配置为与第二射频功率放大器的第二输出端连接。所述第二同轴电缆包括具有第二电感的第二非屏蔽部。板包括第一电容和第二电容。所述第一电容与所述第一非屏蔽部连接，以提供第一电感和电容组合。所述第二电容与所述第二非屏蔽部连接，以提供第二电感和电容组合。所述第二电感和电容组合等于所述第一电感和电容组合。

本公开的适用性的其它范围将从具体实施方式、权利要求和附图中变得显而易见。具体实施方式和特定示例仅希望用于说明用途，而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本发明中介绍的附图仅用于说明所选的实施例，而非用于说明所有可能实现，并且不旨在限制本公开的范围。

图1是根据本公开的包含合成器的功率发生器系统的框图；

图2是根据本公开的合成器的俯视图；

图3是图2的合成器的同轴电缆的通过剖面线A-A的截面图；

图4是图2的合成器一部分的电路图；以及

图5是根据本公开的示例多路合成器参数表。