专利名称：功率合成器的制作方法
技术领域：
本实用新型一般地涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种数字电视发射领域中的功率合成器。
技术背景功率合成技术是指利用多个功率放大电路同时对输入信号进行放大，然后设法将各个功放的输出信号相加，这样得到的总输出功率可以远远大于单个功放电路的输出功率。功率合成器特别在通信和广播电视中有着举足轻重的作用，其性能指标将直接影响用户使用感受。大功率功率合成器在广播电视发射系统中的主要作用是对多路功放插件的输出功率进行合成。目前功率合成器正向着大功率、低成本、小体积的方向发展。现阶段业界一般的做法是采用吉赛儿结构方式的同轴腔体进行大功率合成。然而，这种方式使得大功率功率合成器的体积过大、成本高昂、组装烦琐、并且调试复杂。
实用新型内容考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型的一个方面，公开了一种功率合成器，该功率合成器包括腔体、内导体部件、输出端口、输入端口和负载端口，其中输出端口、输入端口和负载端口分别与内导体部件导电连接，其特征在于内导体部件是由带状导体构成的吉赛尔拓扑结构。优选地，内导体部件的吉赛尔拓扑结构是由3段1/4波长的带状导体组成的闭环结构，并且每段带状导体均由多路带状导体组成。优选地，内导体部件的带状导体是黄铜板材经线切割加工而成的黄铜带状导线。优选地，输入端口和负载端口上均设有调节装置。优选地，输入端口和负载端口上的调节装置包括调节螺杆、固定螺母和介质垫。优选地，导体部件中在输入端口与所述输出端口之间的第一带状导体段中的每路带状导体线宽度为9. 41 ±0. 05mm。优选地，内导体部件中在输入端口与负载端口之间的第二带状导体段中的每路带状导体线宽度为24. 1±0. 05mm。优选地，内导体部件中实现闭环连接处的第三带状导体段中的每路带状导体线宽度为 24. 1±0. 05mm。优选地，内导体部件的第三带状导体段中与负载端口相连接处的一路或多路带状导体的线宽度为14. 1±0. 05mm。优选地，线宽度为14. 1±0. 05mm的一路或多路带状导体周围的空间介质是聚四氟乙烯。优选地，输出端口、输入端口和负载端口分别与内导体部件的导电连接是焊锡连接。优选地，所述内导体部件通过支柱和支柱螺母固定在腔体内。[0015]优选地，腔体腔体由盖板、底板、侧板和侧壁封闭连接而成，并且优选地，腔体的空间间距为20mm。优选地，内导体部件的每个带状导体段的多路带状导体的路数为至少3路。根据本实用新型多个实施例的功率合成器具有体积小、低插入损耗、功率容量大、易于批量生产与调试等特点，解决了现有的功率合成器组装繁琐、体积过大、以及工作效率不佳等问题可满足现代通信对大功率、小体积、低插入损耗的功率合成要求。特别地，与现有技术相比，本实用新型的有益效果之一是其内导体由三段1/4波长线铜板线组成的闭环结构，不仅能够精确保证加工精度，缩短了铜板线的尺寸，使得合成器的整体结构更加紧凑，频率更连续调谐，而且还具有较好的稳定性，较大的功率容量，能够满足现代通信数字电视发射机对合成器的要求。
下面参照附图通过示例的方式更详细地描述本实用新型的实施例，附图中图I示出了根据本实用新型一个实施例的功率合成器的结构示意图；图2示出了根据本实用新型一个实施例的功率合成器的内导体部件的结构示意图；图3示出了根据本实用新型一个实施例的功率合成器的后侧结构示意图；以及图4示出了根据本实用新型一个实施例的功率合成器的输出端口侧结构示意图。
具体实施方式
图I示出了根据本实用新型一个实施例的功率合成器的结构示意图。图I所示的功率合成器包括腔体101和内导体部件102。该功率合成器的腔体101是由盖板111、底板112、侧板113以及侧壁(图I未示出)封闭连接而成。腔体101上分别设有输出端口 103、输入端口 104和负载端口 110的接头，用于安装输出端口 103、输入端口 104和负载端口 110。输出端口 103、输入端口 104和负载端口 110分别通过其内部的导体(未示出)与内导体部件102导电连接。根据本实用新型的一个优选实施例，输出端口 103、输入端口 104和负载端口 110的内导体分别与内导体部件102以焊锡的方式导电连接。图I所示的内导体部件102可采用吉赛尔拓扑结构，并且该吉赛尔拓扑结构是由多个带状导体连接构成。根据本实用新型的一个优选实施例，构成吉赛尔拓扑结构的多个带状导体可以是由黄铜板材经线切割加工而成的带状导体(或导线)。如图I所示，根据本实用新型的一个实施例，功率合成器的输入端口 104和负载端口 110上均设有调节装置。以图I所示的输入端口 104为例，输入端口 104上的调节装置优选地包括调节螺杆105，固定螺母106和介质垫107，用以实现调节功能。负载端口 110上的调节装置与输入端口 104上的调节装置在结构和功能上基本相同，在此不再赘述。根据本实用新型的一个优选实施例，功率合成器的内导体部件102是通过一个或多个支柱108以及相配合的一个或多个支柱螺母109进而固定在腔体101的底板112上的，并且一个或多个支柱108与一个或多个支柱螺母109相配合支撑内导体部件102。当然本领域普通技术人员在研究了本实用新型公开的内容之后很容易想到，在腔体101内固定内导体部件102的方式不限于此，而是可以有多种方式，例如将内导体部件102固定在腔体101的盖板111上也是可行的。图2示出了根据本实用新型一个实施例的功率合成器的内导体部件202的结构示意图。图2中示出的盖板211、底板212、侧板213、输出端口 203、输入端口 204、负载端口210、支柱螺母209、介质垫207分别与图I示出的盖板111、底板112、侧板113、输出端口103、输入端口 104、负载端口 110、支柱螺母109、介质垫107相同，在此不再赘述。根据本实用新型的一个优选实施例，腔体的侧壁215通过一个或多个铆钉结构214 (或螺钉/螺母结构)分别与盖板211和底板212密封连接。根据本实用新型的另一实施例，腔体的侧壁215与盖板211和底板212中的至少一个是一体成形的。根据本实用新型的一个优选实施例，腔体的空间间距(即，腔体的盖板211与底板212之间的距离)为20mm。 如图2所示，内导体部件202采用了吉赛尔拓扑结构，并且该吉赛尔拓扑结构是由多个带状导体(或导线)连接构成。具体地说，如图2所示的吉赛尔拓扑结构的内导体部件202采用了 3段四分之一(1/4)波长的带状导体组成的闭环结构，并且每段带状导体均由多路带状导体组成。如图2所示，内导体部件202的第一带状导体段位于输出端口 203和输入端口 204之间，输出端口 203为第一带状导体段中三路带状导体的连接点经过四分之一波长的阻抗变换线成为3路功率的输入口。根据本实用新型的一个优选实施例，内导体部件202的第一带状导体段中的每路带状导体的线宽度为9. 41±0. 05mm。如图2所示，内导体部件202的第二带状导体段位于输入端口 204和负载端口 210之间，第二带状导体段的三路带状导体(分别与第一带状导体段的三路带状导体相对应)从输入端口 204起始再经四分之一 50欧姆带状导体达负载端口 210，进而成为各路的吸收负载。根据本实用新型的一个优选实施例，内导体部件202的第二带状导体段中的每路带状导体的线宽度为24. I±0. 05mm。如图2所示，内导体部件202的第三带状导体段的三路带状导体(分别与第二带状导体段的三路带状导体相对应)从负载端口 210起始，再经四分之一波长50欧姆带状导体后于终点实现闭环连接，形成闭合回路(如图2所示)。根据本实用新型的一个优选实施例，内导体部件202的第三带状导体段中的每路带状导体线宽度为24. 1±0. 05mm。根据本实用新型的另一个优选实施例，第三带状导体段的中间一路带状导体与负载端口 210相连接处的一段的线宽度为14. 1±0. 05mm(如图2所示)。根据本实用新型的另一个优选实施例，根据本实用新型的又一个优选实施例，第三带状导体段中线宽度为14. 1±0. 05mm的那路带状导体部分被小腔体216密封，小腔体216内填充聚四氟乙烯代替腔体101中的空气成为带状导体部分的空间介质，进而利用介质波长技术缩短带状导体(例如，铜板线)的尺寸，使得功率合成器的整体结构更加紧凑，减小功率合成器的体积。在了解了本实用新型公开的功率合成器方案后，本领域普通技术人员不难想到，任何能够实现介质波长技术从而缩短带状导体尺寸的填充介质都是可以的，因此，本实用新型的填充介质不限于聚四氟乙烯。此外，本实用新型中的小腔体216也不是必须的，根据本实用新型的另一优选实施例，可以在宽度为14. 1 + 0. 05mm的那路带状导体外围直接部署聚四氟乙烯。尽管图2示出的内导体部件202的带状导体段的合成路数为3路。但是本实用新型的功率合成器的合成路数不限于3路，而是例如可以是4、5、6路等多路合成。在合成路数多于3路的情况下，第三带状导体段的中间一路或多路带状导体与负载端口 210相连接处的一部分的线宽度优选为14. 1±0. 05mm。[0030]图3示出了根据本实用新型一个实施例的功率合成器的后侧结构示意图。如图3所示，功率合成器的腔体的后侧板313通过铆钉结构315 (也可以是螺钉/螺母结构)分别与腔体的盖板、底板和侧壁连接。图3所示的负载端口 310与图I所示的负载端口 110相同，在此不再赘述。图4示出了根据本实用新型一个实施例的功率合成器的输出端口侧结构示意图。如图4所示，功率合成器的腔体的前侧板413通过铆钉结构415 (也可以是螺钉/螺母结构)分别与腔体的盖板、底板和侧壁连接。图3所示的输出端口 403、输入端口 404分别与图I所示的输出端口 103、输入端口 104相同，在此不再赘述。发明人在此特别指出，尽管图I 4所示的功率合成器的腔体的横截面形状为矩形，但是本领域普通技术人员在学习了本实用新型公开的内容后很容易想到，腔体的横截面形状不限于矩形，而是可以是正方形、圆形等各种任意形状。因此附图中公开的腔体形状不应被视为对本实用新型保护范围的限制。本实用新型实现的功率合成器的任何腔体形状都在本实用新型的保护范围之内。从上文描述的实施例可以看出，本实用新型公开的功率合成器采用了带状线结构方式，使得吉赛尔结构能够在一个平面内实现。功率合成器的内导体部件优选地采用黄铜板线切割加工制造。采用这种设计，能够精确保证加工精度，同时由于空间的限制，还采用了用聚四氟乙烯代替空气介质的介质波长技术来缩短铜板线的尺寸。使得合成器的整体结构更加紧凑。根据本实用新型实施例的功率合成器具有较大的调谐范围，三种尺寸的合成器可在470MHz-860MHz频率范围内连续调谐，从而实现了低插入损耗、低VSWR，具有较好的稳定性，较大的功率容量，承受功率大于1KW，能够满足现代通信数字电视发射机对合成器的要求。在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、“优选实施例”
等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
权利要求1.一种功率合成器，包括腔体(101)、内导体部件(102)、输出端口(103)、输入端口(104)和负载端口(110)，其中输出端口 (103)、输入端口 (104)和负载端口 (110)分别与内导体部件(102)导电连接，其特征在于所述的内导体部件(102)是由带状导体构成的吉赛尔拓扑结构。
2.根据权利要求I所述的功率合成器，其特征在于所述内导体部件(102)的吉赛尔拓扑结构是由3段1/4波长的带状导体组成的闭环结构，并且每个带状导体段均由多路带状导体组成。
3.根据权利要求2所述的功率合成器，其特征在于所述内导体部件(102)的带状导体是由黄铜板材经线切割加工而成的黄铜带状导线。
4.根据权利要求2或3所述的功率合成器，其特征在于所述的输入端口(104)和负载端口(110)上均设有调节装置。
5.根据权利要求4所述的功率合成器，其特征在于所述输入端口(104)和负载端口(110)上的调节装置包括调节螺杆(105)，固定螺母(106)和介质垫(107)。
6.根据权利要求2或3所述的功率合成器，其特征在于所述内导体部件(102)中在所述输入端口(104)与所述输出端口(103)之间的第一带状导体段中的每路带状导体线宽度为9.41 ±0. 05mm，所述内导体部件(102)中在所述输入端口(104)与负载端口(110)之间的第二带状导体段中的每路带状导体线宽度为24. 1±0. 05mm,并且所述内导体部件(102)中实现闭环连接处的第三带状导体段中的每路带状导体线宽度为24. 1±0. 05mm。
7.根据权利要求6所述的功率合成器，其特征在于所述内导体部件(102)的第三带状导体段中与负载端口(110)相连接处的一路或多路带状导体的线宽度为14. 1±0.05_。
8.根据权利要求7所述的功率合成器，其特征在于所述线宽度为14.1±0.05_的一路或多路带状导体周围的空间介质是聚四氟乙烯。
9.根据权利要求I或2所述的功率合成器，其特征在于所述输出端口(103)、输入端口(104)和负载端口(110)分别与所述内导体部件(102)的导电连接是焊锡连接，所述内导体部件(102)通过支柱(108)和支柱螺母(109)固定在腔体(101)内，并且所述腔体的空间间距为20mm。
10.根据权利要求2或3所述的功率合成器，其特征在于所述内导体部件(102)的每个带状导体段的多路带状导体的路数为至少3路。
专利摘要本实用新型公开了一种功率合成器，包括腔体、内导体部件、输出端口、输入端口和负载端口，其中输出端口、输入端口和负载端口分别与内导体部件导电连接，其特征在于内导体部件是由带状导体构成的吉赛尔拓扑结构。内导体部件的吉赛尔拓扑结构优选是由3段1/4波长的带状导体组成的闭环结构，并且每段带状导体均由多路带状导体组成。该功率合成器具有体积小、低插入损耗、功率容量大、易于批量生产与调试等特点，可满足现代通信对大功率、小体积、低插入损耗的功率合成要求。
文档编号H01P5/12GK202423528SQ20122002988
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月30日 优先权日2012年1月30日
发明者余强 申请人:成都凯腾四方数字广播电视设备有限公司