用于耦合高频信号的功率合成器以及具有这种功率合成器的功率合成器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种经平衡的LC合成器形式的功率合成器(12)，所述功率合成器(12)的输入端(14a，b)分别通过至少一个RC匹配环节(28)彼此绝缘。所述至少一个RC匹配环节(28)优选如此确定参数，使得所述输入端(14a，b)之间的连接在所述功率合成器(12)工作的情况下在至少一个位置处处于稳定电位上。进一步优选地，所述功率合成器(12)以平面的结构形式构造并且具有彼此平行延伸的能够导电的层。在能够导电的层中优选构造有至少一个电感(24a，b)以及合成器电容器(26)。此外，本发明专利技术还涉及一种具有之前所述的功率合成器(12)以及连接到至少两个所述输入端(14a，b)的高频信号源(16a，b)的功率合成器装置(10)，所述功率合成器装置优选以频率捷变的晶体管放大器的形式构造。

Power synthesizer for coupling high frequency signal and power synthesizer device with this power synthesizer

The invention relates to a power combiner (12) in the form of balanced LC synthesizer. The input end (14a, b) of the power combiner (12) is insulated with each other through at least one RC matching link (28). The at least one RC matching link (28) preferably determines the parameters so that the connection between the input terminals (14a, b) is at a stable potential at least one location when the power combiner (12) works. Further preferably, the power synthesizer (12) is constructed in a plane structure and has a layer that can be electrically conductive to each other in parallel. At least one inductor (24a, b) and a synthesizer capacitor (26) are preferably constructed in the conductive layer. In addition, the invention also relates to a power combiner before the (12) and is connected to at least two of the input terminal (14a, b) of the high frequency signal source (16a, b) of the power synthesizer device (10), the form structure of the power synthesizer device preferably in frequency agile crystal tube amplifier.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于耦合高频信号的功率合成器以及具有这种功率合成器的功率合成器装置
本专利技术涉及一种用于将频率大于1MHz的高频信号耦合成大于100W的输出功率的功率合成器。此外，本专利技术还涉及一种具有这种功率合成器的功率合成器装置。
技术介绍
功率合成器例如从以下文献中已知：EP0210606A2、DE2733888A1、US2014/0292441A1、EP1347532A1。高频信号源的、尤其高频晶体管放大器的输出功率被限制到几百瓦到几千瓦。因此，为了产生更高的输出功率，必须借助功率合成器将多个高频信号源联接。功率合成器应该在大的带宽下具有尽可能小的损耗。然而与此同时，功率合成器的能够连接有高频信号源的输入端应该尽可能良好地彼此绝缘，以便避免高频信号源的交叉馈送(Querspeisung)以及反射的输出功率的不均匀分布。在连接到功率合成器的高频信号源的幅度、相位或内部阻抗不相同的情况下，即产生对于高频信号源有害的差模信号。附加地或替代地，在反射功率的分配不相同的情况下，单个放大器的相位和/或幅度以及负载阻抗可能改变。这可能导致负载最大的放大器超负荷。由现有技术已知，在高频信号源的频率恒定的情况下对连接到功率合成器的输入端的高频信号源进行保护。然而，为了匹配于能够连接到功率合成器的输出端的负载，应该以变化的频率(所谓的频率调谐操作)来运行连接到功率合成器的输入端的高频信号源。因此，期望提供一种功率合成器，该功率合成器的输入端即使在频率改变的情况下，对于连接到输入端的高频信号源的幅度、相位或内部阻抗不相同的情况也显著改善地匹配并且绝缘。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于提供一种功率合成器以及一种具有这种功率合成器的功率合成器装置，所述功率合成器以及功率合成器装置在频率调谐操作中安全、稳定地工作。该任务通过具有权利要求1的特征的功率合成器以及具有权利要求14的特征的功率合成器装置来解决。从属权利要求说明优选的扩展方案。因此，根据本专利技术的任务通过用于将频率大于1MHz的高频信号耦合成大于100W的输出功率的功率合成器来解决，其中，该功率合成器具有：a)用于第一高频信号的第一输入端；b)用于第二高频信号的第二输入端；c)用于连接用电器的输出端；d)接地连接；e)使第一输入端与输出端连接的第一电感f)使第二输入端与输出端连接的第二电感；g)使输出端与接地连接连接的合成器电容器；其中，第一电感与第二电感磁性解耦合，其中，第一输入端通过功率合成器的RC匹配环节与第二输入端连接。在此，功率合成器可以至少部分地平面地由多层电路板构成。功率合成器还可以具有第一电路板，所述第一电路板具有第一能够导电的层和第一电绝缘层。第一电路板还可以具有RC匹配环节。因此，根据本专利技术的功率合成器具有由电感和共同的合成器电容器构成的LC合成器，其中，电感彼此磁性解耦和。两个电感的解耦和不排除很小的寄生耦合。然而，目标是尽可能低的耦合。为此，电感可以作为平面电感在平行的平面中或同一平面中彼此间隔开地布置。这种间隔开的平面电感的最外部绕组可以具有至少1cm的间距。根据本专利技术，匹配网络在此设置在功率合成器的输入端之间，该匹配网络具有电阻电容性的电路装置、即RC匹配环节。基于驱动功率合成器的基频实现RC匹配环节的规格制定。结果，功率合成器可以在小的结构尺寸和高带宽的情况下实现低损耗。功率合成器优选构造用于耦合1MHz至200MHz之间的高频信号。特别优选地，功率合成器构造用于输出高于2kW的功率。在功率合成器的特别优选的构型中，功率合成器构造用于小于0.5dB、尤其小于0.1dB的插入损耗进一步优选构造用于小于0.05dB的合成衰减。这尤其是在以基频的±10％的频率下工作的情况下。功率合成器可以作为功率分配器工作。功率合成器优选具有用于第三高频信号的第三输入端，其中，第三输入端通过功率合成器的第三电感与输出端连接，其中，第三电感与第一电感以及第二电感磁性解耦和，其中，第一RC匹配环节在一端与第一输入端连接，其中，第二RC匹配环节在一端与第二输入端连接，其中，第三RC匹配环节在一端与第三输入端连接，其中，第一RC匹配环节、第二RC匹配环节以及第三RC匹配环节在另一端彼此连接。在本专利技术的这种构型中，三个高频信号源能够连接到功率合成器各一个输入端处。第一输入端通过第一RC匹配环节以及第二RC匹配环节与第二输入端连接。第二输入端通过第二RC匹配环节以及第三RC匹配环节与第三输入端连接。第三输入端通过第三RC匹配环节以及第一RC匹配环节与第一输入端连接。进一步优选地，功率合成器可以具有用于另外的高频信号的另外的输入端，其中，另外的输入端通过功率合成器的另外的电感与输出端连接，其中，另外的电感与第一电感、第二电感以及第三电感磁性解耦和，其中，另外的RC匹配环节在一端与另外的输入端连接并且在另一端与第一RC匹配环节、第二RC匹配环节以及第三RC匹配环节连接。功率合成器可以具有任意多个另外的输入端，它们通过分别另外的电感与输出端连接，其中，另外的电感与其他电感磁性解耦和，其中，另外的输入端分别与另外的RC匹配环节连接，其中，另外的RC匹配环节分别在一端与另外的输入端连接，并且在另一端与其他RC匹配环节连接。电感优选被相同地确定参数。特别优选地，第一RC匹配环节、第二RC匹配环节、第三RC匹配环节和/或每个另外的RC匹配环节被相同地确定参数。此进一步优选地，RC匹配环节如此选择，使得每两个输入端之间的总阻抗是100Ω。由此，可以借助功率合成器使商用的、具有50Ω输出电阻的高频信号源高效并且可靠地联接。为了简化电路并且便于功率合成器的制造，RC匹配环节在一端连接到交叉点处。交叉点优选构造成星形。RC匹配环节可以具有由匹配电阻和匹配电容器构成的串联电路。这种串联电路造成是在结构上构特别简单的、能够容易计算的、能够容易确定参数的以及能够成本有利地制造的。RC匹配环节优选以由匹配电阻和匹配电容器构成的串联电路的形式构造。优选地，多个RC匹配环节分别具有一个由匹配电阻和匹配电容器构成的串联电路，或分别由由匹配电阻和匹配电容器构成的串联电路构成。在本专利技术的进一步优选的构型中，所有的RC匹配环节具有由匹配电阻和匹配电容器构成的串联电路，或进一步优选地分别以由匹配电阻和匹配电容器构成的串联电路的形式构造。如果功率合成器至少部分地平面地以多层电路板的形式构造，则进一步简化功率合成器的制造并且进一步降低功率合成器所需要的结构空间，其中，功率合成器具有第一电路板。第一电路板具有第一能够导电的层以及第一电绝缘层。第一能够导电的层布置在第一电绝缘层上。多层电路板具有多个能够导电的层，所述多个能够导电的层尤其彼此平行地布置。优选地，多层电路板的多个、尤其所有能够导电的层不是通过空气，而是通过电介质、尤其电绝缘的层与分别相邻的能够导电的层隔离，以便节省结构空间并且提高功率合成器的抗击穿强度。功率合成器的特征在于，第一电路板具有第一RC匹配环节。在此，第一电路板优选可从外部可触及地布置在功率合成器上。由此，可以简便地对RC匹配环节进行调节。优选地，第一电路板具有多个、尤其所有RC匹配环节。RC匹配环节优选在第一电路板上在交叉点中连接。特别优选地，第一电路板关于如下轴线呈轴对称地构造：所述轴线垂直于第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率合成器(12)，其用于将频率大于1MHz的高频信号耦合成大于100W的输出功率，其中，所述功率合成器(12)具有以下：a)用于第一高频信号的第一输入端(14a‑d)；b)用于第二高频信号的第二输入端(14a‑d)；c)用于连接用电器(18)的输出端(20)；d)接地连接(22)；e)使第一输入端(14a‑d)与所述输出端(20)连接的第一电感(24a‑d)；f)使第二输入端(14a‑d)与所述输出端(20)连接的第二电感(24a‑d)；g)使所述输出端(20)与所述接地连接(22)连接的合成器电容器(26)；其中，所述第一电感(24a‑d)与所述第二电感(24a‑d)磁性解耦和，其中，所述第一输入端(14a‑d)通过所述功率合成器(12)的RC匹配环节(28，28a‑d)与所述第二输入端(14a‑d)连接，其中，所述功率合成器(12)至少部分地平面地由多层电路板(36)构成，其中，所述功率合成器(12)具有第一电路板，所述第一电路板具有第一能够导电的层(38a‑d)和第一电绝缘层，其中，所述第一电路板具有RC匹配环节(28，28a‑d)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.30 DE 102015212232.81.一种功率合成器(12)，其用于将频率大于1MHz的高频信号耦合成大于100W的输出功率，其中，所述功率合成器(12)具有以下：a)用于第一高频信号的第一输入端(14a-d)；b)用于第二高频信号的第二输入端(14a-d)；c)用于连接用电器(18)的输出端(20)；d)接地连接(22)；e)使第一输入端(14a-d)与所述输出端(20)连接的第一电感(24a-d)；f)使第二输入端(14a-d)与所述输出端(20)连接的第二电感(24a-d)；g)使所述输出端(20)与所述接地连接(22)连接的合成器电容器(26)；其中，所述第一电感(24a-d)与所述第二电感(24a-d)磁性解耦和，其中，所述第一输入端(14a-d)通过所述功率合成器(12)的RC匹配环节(28，28a-d)与所述第二输入端(14a-d)连接，其中，所述功率合成器(12)至少部分地平面地由多层电路板(36)构成，其中，所述功率合成器(12)具有第一电路板，所述第一电路板具有第一能够导电的层(38a-d)和第一电绝缘层，其中，所述第一电路板具有RC匹配环节(28，28a-d)。2.根据权利要求1所述的功率合成器，其中，所述功率合成器(12)具有用于第三高频信号的第三输入端(14a-d)，其中，所述第三输入端(14a-d)通过所述功率合成器(12)的第三电感(24a-d)与所述输出端(20)连接，其中，所述第三电感(24a-d)与所述第一电感(24a-d)以及所述第二电感(24a-d)磁性解耦和，其中，第一RC匹配环节(28，28a-d)在一端与所述第一输入端(14a-d)连接，其中，第二RC匹配环节(28，28a-d)在一端与所述第二输入端(14a-d)连接，其中，第三RC匹配环节(28，28a-d)在一端与所述第三输入端(14a-d)连接，其中，所述第一RC匹配环节(28，28a-d)、所述第二RC匹配环节(28，28a-d)以及所述第三RC匹配环节(28，28a-d)在另一端彼此连接。3.根据权利要求2所述的功率合成器，其中，所述功率合成器(12)具有用于另外的高频信号的另外的输入端(14a-d)，其中，所述另外的输入端(14a-d)通过所述功率合成器(12)的另外的电感(24a-d)与所述输出端(20)连接，其中，所述另外的电感(24a-d)与所述第一电感(24a-d)、所述第二电感(24a-d)以及所述第三电感(24a-d)磁性解耦和，其中，另外的RC匹配环节(28，28a-d)在...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·格雷德，A·阿尔特，D·格吕纳，A·拉班茨，
申请(专利权)人：通快许廷格两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE