一种具有带热切换功能的2路功率合成器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有带热切换功能的2路功率合成器，包括第一3dB耦合器、第二3dB耦合器、一长度固定的同轴传输线和一长度可调的同轴传输线；第一3dB耦合器过长度固定的同轴传输线和长度可调的同轴传输线与第二3dB耦合器连接；根据与2路功率合成器连接的外部模块工作情况，通过调整长度可调的同轴传输线与长度固定的同轴传输线的长度差ΔL，使其与功率合成器工作频率的电长度对应，2路功率合成器进入相应的合成模式，得到合并后的功率；本实用新型专利技术具有突出的合成效率优势，是同等情况下普通的2路功率合成器输出功率的2倍。下普通的2路功率合成器输出功率的2倍。下普通的2路功率合成器输出功率的2倍。

【技术实现步骤摘要】
一种具有带热切换功能的2路功率合成器


[0001]本技术属于电子信息/射频/广播电视无源器件领域，具体涉及一种具有带热切换功能的2路功率合成器。

技术介绍

[0002]目前，广播电视发射机一般采用全固态功放结构，相比磁控管和速调管结构的发射机，广播电视全固态发射机具备更高的系统可靠性、更小的体积、更轻的重量、更宽的工作频带和更低的购置维护成本等优势。为了获得更高的输出功率水平，广播电视全固态发射机一般会采用多个功放模块的结构，将多个功放模块输出的功率进行合成，以获得更高的输出功率，完成功放模块功率合成的设备就是功率合成器。
[0003]按照功率合成器输入端口之间是否具备较高的隔离度划分，功率合成器可以划分为输入端口有高隔离度和没有高隔离度的两大类。为了减小各功放模块之间的相互干扰和影响，目前各厂商生产的广播电视频段全固态发射机一般都采用输入端口有高隔离度的功率合成器，应用的最为广泛的是采用多级3dB耦合器级联的二进制功率合成器，或采用多种不同耦合度耦合器级联而成的耦合器链式合成器。
[0004]多级3dB耦合器级联的二进制功率合成器和耦合器链式合成器均是以耦合器为合成单元，多个合成单元构成多路的功率合成器。耦合器为4端口微波器件，其包含2个输入端口、1个输出端口和1个匹配负载端口，可以实现等功率(采用3dB耦合器)或者不等功率(采用其它耦合度的耦合器)的功率合成。对于一个3dB耦合器，当两路输入功率大小相同，并且相位满足要求时，两路输入功率可以在输出端口合成，此时不会有功率进入匹配负载。对于一个4.77dB耦合器，当两路输入功率大小比例为1:2，并且相位满足要求时，两路输入功率同样可以在输出端口合成，此时不会有功率进入匹配负载。但是，当耦合器两路输入功率的幅度和相位不满足特定要求，即合成单元输入功率存在不平衡时，就会有部分功率进入到匹配负载，使得合成器的功率合成效率无法达到100％。
[0005]广播电视全固态发射机的高可靠性本质上是通过发射机多个功放模块的结构获得的。当发射机一个或者多个(只要不是全部的)功放模块发生故障时，其它功放模块仍然可以正常工作，发射机的输出功率不会降到0，仍然可以降功率工作，保证不停播。但当发射机一个或者多个功放模块发生故障时，功率合成器的各输入端之间就发生了不平衡现象，此时正常工作的功放模块的输出功率无法全部从合成器输出端口输出，而是有一部分功率会进入耦合器的匹配负载，造成发射机效率的下降。
[0006]如图1所示，对于一个包含2个功放模块的固态发射机，采用一台3dB耦合器作为功率合成器，当其中一个功放模块出现故障，其输出功率为0时，另一个正常工作的功放的输出功率会有一半进入到匹配负载被吸收掉，而只有一半的功率从功率合成器的输出端口输出，导致整个发射机的输出功率只有满功率的25％。

技术实现思路

[0007]技术目的：针对包含2个功放模块的固态发射机，为解决当一个功放模块发生故障，另一正常工作的功放模块的输出功率无法全部从功率合成器的输出端口输出，造成发射机效率的下降的问题，本技术提出了一种具有带热切换功能的2路功率合成器。
[0008]技术方案：一种具有带热切换功能的2路功率合成器，包括第一3dB耦合器和第二3dB耦合器、一长度固定的同轴传输线和一长度可调的同轴传输线；第一3dB耦合器通过长度固定的同轴传输线和长度可调的同轴传输线与第二3dB耦合器连接；根据与2路功率合成器连接的外部模块工作情况，通过调整长度可调的同轴传输线与长度固定的同轴传输线的长度差ΔL，使其与功率合成器工作频率的电长度对应，2路功率合成器进入相应的合成模式，得到合并后的功率。
[0009]进一步的，本技术还包括第一输入端口、第二输入端口、输出端口和匹配负载端口；第一3dB耦合器的输入端1、输入端2分别与第一输入端口、第二输入端口连接，用于输入需合并的输入功率；第一3dB耦合器的输出端通过长度可调的同轴传输线与第二3dB耦合器的输入端1连接，第一3dB耦合器的匹配负载端通过长度固定的同轴传输线与第二3dB耦合器的输入端2连接；根据连接的外部模块工作情况，将长度可调的同轴传输线与长度固定的同轴传输线的长度差ΔL与功率合成器工作频率的电长度对应，使2路功率合成器进入相应的合成模式；第二3dB耦合器的匹配负载端与匹配负载端口连接；第二3dB耦合器的输出端与输出端口连接，用于输出合并后的功率。
[0010]进一步，合成模式包括：
[0011]合成模式一：第一输入端口和第二输入端口的输入功率均正常，将第一输入端口的输入功率和第二输入端口的输入功率进行功率合成，由输出端口输出；
[0012]合成模式二：当第二输入端口的输入功率异常时，第一输入端口的全部输入功率由输出端口输出，第二输入端口的输入功率由匹配负载端口输出；
[0013]合成模式三：当第一输入端口的输入功率异常时，第二输入端口的全部输入功率由输出端口输出，第一输入端口的输入功率由匹配负载端口输出；
[0014]合成模式四：第一输入端口和第二输入端口的输入功率均正常，将第一输入端口的输入功率和第二输入端口的输入功率进行功率合成，由匹配负载端口输出。
[0015]进一步的，长度差ΔL对应的电长度为270
°
，进入合成模式一。
[0016]进一步的，长度差ΔL对应的电长度为180
°
，进入合成模式二。
[0017]进一步的，长度差ΔL对应的电长度为0
°
，进入合成模式三。
[0018]进一步的，长度差ΔL对应的电长度为90
°
，进入合成模式四。
[0019]进一步的，外部模块为发射机内两个功放模块或两台发射机整机。
[0020]进一步的，第一输入端口和第二输入端口隔离度大于30dB。
[0021]有益效果：本技术的功率合成器可对两个功放模块的输出功率进行合成，或者可对两台发射机整机的输出功率进行合成，与传统的3dB耦合器式功率合成器相比，具有以下优点：
[0022](1)本技术的功率合成器通过对其中可调传输线长度的调整，控制合成器的合成模式选择，当两个功放模块(或者是两部发射机整机)中的任何一个出现故障，输出功率降为0时，通过合成模式的切换，可以将正常工作功放模块(或发射机整机)的功率全部切
换至输出端口，不会有功率进入匹配负载；具有突出的合成效率优势，是同等情况下普通的2路功率合成器输出功率的2倍；
[0023](2)本技术的功率合成器适用于各种频段的微波频率，如FM、VHF、UHF等。
附图说明
[0024]图1为采用一台3dB耦合器作为功率合成器对2个功放模块的输出功率进行功率合成且其中一个功放模块发生故障时，此情况下的功率合成框图；
[0025]图2为本技术的功率合成器原理框图；
[0026]图3为采用本技术的功率合成器对2个功放模块的输出功率进行功率合成且其中一个功放模块发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有带热切换功能的2路功率合成器，其特征在于：包括第一3dB耦合器(Coupler1)、第二3dB耦合器(Coupler2)、一长度固定的同轴传输线(L1)和一长度可调的同轴传输线(L2)；所述第一3dB耦合器(Coupler1)通过长度固定的同轴传输线(L1)和长度可调的同轴传输线(L2)与第二3dB耦合器(Coupler2)连接；根据与2路功率合成器连接的外部模块工作情况，通过调整长度可调的同轴传输线(L2)与长度固定的同轴传输线(L1)的长度差ΔL，使其与功率合成器工作频率的电长度对应，2路功率合成器进入相应的合成模式，得到合并后的功率。2.根据权利要求1所述的一种具有带热切换功能的2路功率合成器，其特征在于：还包括第一输入端口(in1)、第二输入端口(in2)、输出端口(out)和匹配负载端口(Match)；第一3dB耦合器(Coupler1)的输入端1(C1_in1)、输入端2(C1_in2)分别与第一输入端口(in1)、第二输入端口(in2)连接，用于输入需合并的输入功率；第一3dB耦合器(Coupler1)的输出端(C1_out)通过长度可调的同轴传输线(L2)与第二3dB耦合器(Coupler2)的输入端1(C2_in1)连接，第一3dB耦合器(Coupler1)的匹配负载端(C1_match)通过长度固定的同轴传输线(L1)与第二3dB耦合器(Coupler2)的输入端2(C2_in2)连接；第二3dB耦合器(Coupler2)的匹配负载端(C2_match)与匹配负载端口(Match)连接；第二3dB耦合器(Coupler2)的输出端(C2_out)与输出端口(out)连接，用于输出合并后的功率。3.根据权利要求1所述的一种具有带热切换功能的2路功率合成器，其特征在于：所述合成模式包括：合成模式一：第一输入端口(in1)和第二输入端口...

【专利技术属性】
技术研发人员：王轶冬，许小明，董传领，隋强，唐文祥，王萍，
申请(专利权)人：江苏德是和通信科技有限公司，
类型：新型
国别省市：