射频高功率锯齿波直接三工合成系统技术方案

本公开提供了一种射频高功率锯齿波直接三工合成系统，可以应用于射频技术领域

【技术实现步骤摘要】
射频高功率锯齿波直接三工合成系统


[0001]本公开涉及射频领域，尤其涉及一种射频高功率锯齿波直接三工合成系统
。

技术介绍

[0002]在粒子加速环路中的聚束器常需要射频高电压锯齿波，锯齿波频谱主要包含基波
1f
及其二次谐波
2f、
三次谐波
3f(
以下简称
1f、2f、3f)
，以往产生锯齿波常用的方法是：
1f
，
2f
，
3f
小信号合成为锯齿波，再经宽带固态功率放大系统放大到
3kW
输出，宽带放大器至少要有3倍以上带宽，这样的单个放大模块输出只有
300W
左右，且效率低，对散热系统要求高，要
16
个功率放大模块经多级宽带功率合成才能达到
3kW
，而且放大中会产生波形失真，影响聚束效果
。

技术实现思路

[0003]鉴于上述问题，本公开提供了射频高功率锯齿波直接三工合成系统
。
[0004]根据本公开的第一个方面，提供了一种射频高功率锯齿波直接三工合成系统，包括三个输入端口
、
一个输出端口
、
电阻
、
以及设置在所述输入端口和所述输出端口之间的三个滤波单元；
[0005]所述三个输入端口的每个输入端口用于接收一个输入信号，三个所述输入信号包括基波
、
二次谐波，以及三次谐波；
[0006]所述三个滤波单元中的每个滤波单元的输入端与所述三个输入端口中的一个输入端口相连；
[0007]所述三个滤波单元中的每个滤波单元的输出端与所述一个输出端口相连；
[0008]其中，三个所述输入信号之间互相均保持
26dB
以上的隔离
。
[0009]根据本公开的实施例，所述三个滤波单元包括第一滤波单元，所述第一滤波单元的输入端与接收所述基波的输入端口相连；
[0010]所述第一滤波单元为低通滤波器
。
[0011]根据本公开的实施例，所述第一滤波单元对所述二次谐波的衰减在
26dB
以上
。
[0012]根据本公开的实施例，所述三个滤波单元还包括第二滤波单元，所述第二滤波单元的输入端与接收所述二次谐波的输入端口相连；
[0013]所述第二滤波单元为包括三节螺旋腔的带通滤波器
。
[0014]根据本公开的实施例，所述第二滤波单元对所述基波和所述三次谐波的衰减均在
40dB
以上
。
[0015]根据本公开的实施例，所述三个滤波单元还包括第三滤波单元，所述第三滤波单元的输入端与接收所述三次谐波的输入端口相连；
[0016]所述第三滤波单元为包括三节螺旋腔的带通滤波器
。
[0017]根据本公开的实施例，所述第三滤波单元对所述二次谐波的衰减在
40dB
以上
。
[0018]根据本公开的实施例，所述第二滤波单元包含的带通滤波器的尺寸大于所述第三
滤波单元包含的带通滤波器的尺寸
。
[0019]根据本公开的实施例，所述基波的频率为
30MHz
‑
32MHz
，功率为不低于
3kw
；
[0020]所述二次谐波的频率为
60MHz
‑
64MHz
，功率为不低于
300kw
；
[0021]所述三次谐波的频率为
90MHz
‑
96MHz
，功率为不低于
25kw。
[0022]根据本公开的实施例，所述第一滤波单元的输出
50
Ω
射频信号给所述输出端口；
[0023]所述第二滤波单元输出经长度为所述二次谐波波长
1/2
的
75
Ω
射频信号给所述输出端口；
[0024]所述第三滤波单元输出经长度为所述三次谐波波长
1/2
的
75
Ω
射频信号给所述输出端口
。
[0025]根据本公开提供的射频高功率锯齿波直接三工合成系统，对功率合成器无带宽要求，对功放谐波抑制度无要求，三工合成系统的滤波单元既完成了对各自频率的滤波，又保证了各滤波单元之间的隔离
。
相较于现有的宽带放大技术，本系统降低了能耗，降低了功放的设计
、
制造的难度和复杂度，提高了运行稳定性
。
另外，减少了射频功率管的使用，从而降低了生产成本及维护成本
。
附图说明
[0026]通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述内容以及其他目的
、
特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0027]图1示意性示出了根据本公开实施例的射频高功率锯齿波直接三工合成系统的示意图；
[0028]图
2A
示意性示出了根据本公开实施例的第一滤波单元的结构示意图；
[0029]图
2B
示意性示出了根据本公开实施例的第一滤波单元的仿真示意图；
[0030]图3示意性示出了根据本公开实施例的第二滤波单元的结构示意图
。
具体实施方式
[0031]以下，将参照附图来描述本公开的实施例
。
但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围
。
在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解
。
然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施
。
此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念
。
[0032]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开
。
在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征
、
步骤
、
操作和
/
或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征
、
步骤
、
操作或部件
。
[0033]在此使用的所有术语
(
包括技术和科学术语
)
具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义
。
应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释
。
[0034]在使用类似于“A、B
和
C
等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释
(
例如，“具有
A、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种射频高功率锯齿波直接三工合成系统，包括三个输入端口
、
一个输出端口
、
电阻
、
以及设置在所述输入端口和所述输出端口之间的三个滤波单元；所述三个输入端口的每个输入端口用于接收一个输入信号，三个所述输入信号包括基波
、
二次谐波，以及三次谐波；所述三个滤波单元中的每个滤波单元的输入端与所述三个输入端口中的一个输入端口相连；所述三个滤波单元中的每个滤波单元的输出端与所述一个输出端口相连；其中，三个所述输入信号之间互相均保持
26dB
以上的隔离
。2.
根据权利要求1所述的射频高功率锯齿波直接三工合成系统，所述三个滤波单元包括第一滤波单元，所述第一滤波单元的输入端与接收所述基波的输入端口相连；所述第一滤波单元为低通滤波器
。3.
根据权利要求2所述的射频高功率锯齿波直接三工合成系统，所述第一滤波单元对所述二次谐波的衰减在
26dB
以上
。4.
根据权利要求1至3任意一项所述的射频高功率锯齿波直接三工合成系统，所述三个滤波单元还包括第二滤波单元，所述第二滤波单元的输入端与接收所述二次谐波的输入端口相连；所述第二滤波单元为包括三节螺旋腔的带通滤波器
。5.
根据权利要求4所述的射频高功率锯齿波直接三工合成系统，所述第二滤波单元对所述基波和所述三次谐波的衰减均在
40dB
以上
。6.
根据权利要求4所述的射频高功率锯齿波直接三工合成系统，所述三个滤波单...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔勇，边志彬，廖明镜，石健，朱新龙，杨亚龙，李得源，王春晓，杨春晓，芮腾晖，
申请(专利权)人：杭州嘉辐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：