[发明专利]功率合成装置和方法

说明书

本申请涉及一种功率合成装置和方法，包括电桥分路器、矢量信号调节器、第一信号放大模块、第二信号放大模块、电桥合路器和控制模块，电桥分路器的输出端分别与矢量信号调节器的输入端、第一信号放大模块的输入端连接，矢量信号调节器的输出端与第二信号放大模块的输入端连接，第一信号放大模块和第二信号放大模块的输出端与电桥合路器的输入端连接，电桥合路器的隔离端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与矢量信号调节器的输入端连接，控制模块检测电桥合路器的隔离端的输出信号的第一电压，根据第一电压控制矢量信号调节器自适应地调节所在支路的信号，提高了功率合成装置的合成效率。

技术领域

本申请涉及射频技术领域，特别是涉及一种功率合成装置和方法。

背景技术

随着大功率微波技术在无线通讯、能量传输等领域的广泛应用，需要提高微波功率源的输出功率，来实现信号传输距离的增加和能量传输密度的提高。微波功率源的输出功率常常受到半导体器件功率等级的限制，因此，大功率合成方法成为突破半导体器件功率等级限制的关键技术。

现有的大功率合成装置包括多个信号放大模块，微波功率源信号经过分路处理，得到多条支路的信号，每一条支路的信号经过一个信号放大模块进行放大，多条支路放大后的信号最终合路输出。

但是，在实际制造与应用中，由于每个信号放大模块存在一定的离散性、生产误差以及环境误差，导致每个信号放大模块输出信号的幅度与相位具有较大的偏差，降低了功率合成的效率。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高功率合成效率的功率合成装置和方法。

一种功率合成装置，该功率合成装置包括：电桥分路器、矢量信号调节器、第一信号放大模块、第二信号放大模块、电桥合路器和控制模块；

电桥分路器的输出端分别与矢量信号调节器的输入端、第一信号放大模块的输入端连接；矢量信号调节器的输出端与第二信号放大模块的输入端连接；第一信号放大模块和第二信号放大模块的输出端均与电桥合路器的输入端连接；电桥合路器的隔离端与控制模块的输入端连接；控制模块的输出端与矢量信号调节器的输入端连接；

控制模块，用于检测电桥合路器的隔离端的输出信号的第一电压，并根据第一电压控制矢量信号调节器对所在支路的信号进行调节，以使第一信号放大模块和第二信号放大模块输出的信号满足预设的功率合成要求。

在其中一个实施例中，控制模块包括信号对消检波单元和控制器；信号对消检波单元的输入端与电桥合路器的隔离端连接；信号对消检波单元的输出端与控制器的输入端连接；控制器的输出端与矢量信号调节器的输入端连接；

信号对消检波单元，用于检测电桥合路器的隔离端的输出功率，并将功率转换为第一电压；

控制器，用于根据第一电压控制矢量信号调节器对所在支路的信号进行调节。

在其中一个实施例中，信号对消检波单元包括定向耦合器和信号检波器；定向耦合器的输入端与电桥合路器的隔离端连接；定向耦合器的输出端与信号检波器的输入端连接；信号检波器的输出端与控制器的输入端连接；

定向耦合器，用于将电桥合路器的隔离端的泄露功率耦合至信号检波器；

信号检波器，用于将输出功率转换为第一电压。

在其中一个实施例中，信号对消检波单元还包括负载；负载与定向耦合器的输出端连接；

负载，用于吸收电桥合路器的隔离端的泄露功率。

在其中一个实施例中，电桥分路器，用于输出第一信号和第二信号；第一信号经过第一信号放大模块输出第一放大信号；第二信号经过第二信号放大模块输出第二放大信号；

电桥合路器的隔离端，用于对第一放大信号和第二放大信号进行处理，得到相位相反、幅度一致的合路信号。