专利名称：数字电视发射机宽带大功率耦合器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种数字电视发射机宽带大功率耦合器。
背景技术：
随着高速通信线路的发展，人们对提高通信线路的带宽的要求与日俱增。同样在数字电视发射机中，要求功率放大器应有足够高的功率且功率放大器具有高线性、宽动态范围，即数字调制信号在动态峰值范围内时，发射机仍有良好的线性。在相对较窄的范围内，我们可以忽略增益斜率，但是对于数字电视发射机47(Γ806ΜΗΖ这宽频带来说，如果输出耦合器采用传统的微带耦合要达到整带输出功率误差在±0.2dB是比较困难的。从整带频率的耦合平坦度来说，要达到最小的耦合平坦度，传统的微带耦合器的微带需要达到 四分之一波长，如果按照650MHZ计算，在介电常数为Er=2. 55的介质中，波长1 =
J
=3. 0*108/ ^235 /650*106=0. 289m，所以微带线需要到达72mm，如果考虑到正向功率耦合
线和反向功率耦合线，微带线要为144mm，这么长的微带线不仅加大了整机结构的尺寸，从而提高发射机的成本，而且长的微带线还会导致损耗増大，降低了输出功率。这里我们结合附图对传统微带耦合器耦合平坦度及方向性进行简单分析，利用ADS2008仿真传统的微带耦合器，电路如图I所示，设置微带线的间距及长度为变量SI和LI，仿真可知微带线的间距仅改变耦合量，对耦合平坦度的作用不是很大，而改变微带线的长度对耦合平坦度的作用较大，当微带线线的长度达到72_时候，耦合平坦度相对较好，值达到O. 7dB左右，此时微带耦合器的反向耦合S(3，2)，整带内的方向性为在806MHZ时最差为_9dB，在470MHZ时最好为-15. 7dB，所以整带内的方向性为-9 -15. 7dB，如图2所示。当方向性最差时能检测到的最小驻波为2. 1，当驻波小于2. I时就检测不到了。而功放的驻波一般为I. 5左右，所以达不到要求。
发明内容有鉴于此，本实用新型的目的是提供ー种数字电视发射机宽带大功率耦合器，能有效起到幅度均衡作用。本实用新型采用以下方案实现ー种数字电视发射机宽带大功率耦合器，包括宽带大功率耦合器本体，其特征在干所述耦合器本体的输入端和输出端分别连接有一幅度均衡器，所述幅度均衡器是定阻对称桥T型结构。在本实用新型一实施例中，所述幅度均衡器包括一输入端；ー输出端；一第一电感，其第一端与所述输入端连接，第二端经ー第一电容与所述输出端连接；一第一电阻，其第一端与所述第一电感的第一端连接，第二端经ー第二电阻与所述输出端连接；一第二电容，其第一端与所述第一电阻的第二端连接，第二端接地；以及ー第二电感，其第一端与所述第二电容的第一端连接，第二端接地。[0007]本实用新型电路结构简单，无需对现有的耦合器做很大改动，成本低，而且其尺寸小型化、损耗变小、整带耦合平坦度减小，整带方向性能达到-18dB且方便调试，完全满足数字电视发射机的要求。
图I是传统的微带线耦合器仿真结构示意图。图2是传统微带线整带耦合平坦度及反向耦合曲线示意图。图3是本实用新型实施例幅度均衡器的定阻对称桥T型结构。图4是幅度均衡器的衰减频率特性曲线示意图。图5是本实用新型实施例耦合器仿真结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型做进ー步说明。本实施例提供ー种数字电视发射机宽带大功率耦合器，包括宽带大功率耦合器本体，所述耦合器本体的输入端和输出端分别连接有一幅度均衡器，所述幅度均衡器是定阻对称桥T型结构。具体的说，幅度均衡器的结构包括桥·Τ型，r型，ニ端网络型三种结构，本实用新型设计采用定阻对称桥T型结构，如图3所示。为了使耦合器两端的阻抗匹配，在输入和输出端各使用一个幅度均衡器。该幅度均衡器包括一输入端；ー输出端；一第一电感，其第一端与所述输入端连接，第二端经ー第一电容与所述输出端连接；一第一电阻，其第一端与所述第一电感的第一端连接，第二端经ー第二电阻与所述输出端连接；一第二电容，其第一端与所述第一电阻的第二端连接，第二端接地；以及ー第二电感，其第一端与所述第二电容的第一端连接，第二端接地。该幅度均衡器主要由LRC器件组成，它的电感与电容(L-C)元件參数的取值可使均衡器在高于或低于所需频带的某个频率上产生谐振。通过改变电感与电容(L-C)元件參数的值来移动均衡器的谐振点，使它在所需带宽内的传输特性与耦合线耦合器的耦合输出特性互补，从而使它们组合起来的输出特性在整个工作频段内平坦。如图4所示，图中Id1为原来的传输系统的衰减频率特性，b2为均衡器的衰减特性，(=I3Jbci=常数)为总的衰减频率特性，由图可以看到，由于均衡器的衰减频率特性恰好与原来的传输系统的衰减频率特性相反，最终传输网络的衰减频率特性为ー常数，起到了幅度均衡的作用，b为一直线是理想情况下，实际应用中，在不影响通信质量的情况下允许一定的偏差。设计与耦合线耦合器耦合输出特性互补的幅度均衡器是幅度均衡器设计的重点。利用ADS2008仿真加入幅度均衡器的耦合器，如图5所示。下面我们对加入幅度均衡器的耦合器耦合平坦度及方向性进行分析将微带线长度设为变量L，桥T网络中的电感LI和L3设为变量LI，L2和L4设为变量L2，Cl和C3设为变量Cl，C2和C4设为变量C2，通过改变这些调谐变量的大小，对这个电路进行仿真，优化后可知，微带线的长度对耦合平坦度的作用不是很明显，影响较大为桥T 网络各 LC 值。当 Ll=L3=47nH，Cl=C3=220p，C2=C4=15p，L2=L4=120nH，仿真出 S (3，I)曲线，此时的耦合平坦度为O. 2dB左右，微带线长度为IOmm时，耦合量在-38. 798 -39. 017dB间。加入幅度均衡器后耦合器的的反向耦合S (3，2)，整带内的方向性为在806MHZ时最差为-18dB，在407MHZ时最好为-19. 65dB，所以整带内的方向性为-18 -19. 65dB,方向性最差时能检测到的驻波I. 29，能满足检测精度要求。敏感性分析在定阻T型对称结构中，当满足Z11 · Z22=R02条件时，它的特性阻抗不随频率变化而变化，便干与其它网络的匹配。其中LI和Cl串联的阻抗是Z11, L2和C2并联的阻抗是Z22, R1= R2= R0。因为Z11呈感性而Z22呈容性，所以Z11起关键作用的元器件为LI、L3，而Z22起关键作用的为C2、C4。在电路仿真软件里面将L1、L3和C2、C4作为调谐变量，然后调谐这几个值的大小，可以看出，它们的变化对耦合度的影响很大，要耦合量满足技术指标要求，这几个值只能够在很小的范围变化。再把L2、L4和C1、C3作为调谐变量，调谐它们的大小，可以看出，在很大范围内变化，耦合量仍然满足技术指标要求，变化比较不明显。因此在实际调试电路时候，LI、L3和C2、C4是主要的调试元器件。综上各仿真及计算结果可知(I)利用幅度均衡技术的耦合器的微带线仅为10_明显短于传统微带线耦合器的72mm，且耦合平坦度O. 2dB也小于传统微带线耦合器耦合平坦度的O. 7dB。这在结构上不仅能实现小型化，而且能降低传输损耗。(2)利用幅度均衡技术的耦合器在方向性上明显优于传统微带线耦合器，这将大大增加输出驻波的检测范围。(3)在调试方便性上看，利用幅度均衡技术的耦合器，C2, C4, LI, L3是主要的调试元器件，将比较容易改变耦合量，而传统的微带线耦合器需要改变微带线的长度或距离才得以实现。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
权利要求1.ー种数字电视发射机宽带大功率耦合器，包括宽带大功率耦合器本体，其特征在于所述耦合器本体的输入端和输出端分别连接有一幅度均衡器，所述幅度均衡器是定阻对称桥T型结构。
2.根据权利要求I所述的数字电视发射机宽带大功率耦合器，其特征在于，所述幅度均衡器包括 一输入端； ー输出端； 一第一电感，其第一端与所述输入端连接，第二端经ー第一电容与所述输出端连接； 一第一电阻，其第一端与所述第一电感的第一端连接，第二端经ー第二电阻与所述输出端连接； 一第二电容，其第一端与所述第一电阻的第二端连接，第二端接地；以及 一第二电感，其第一端与所述第二电容的第一端连接，第二端接地。
专利摘要本实用新型涉及一种数字电视发射机宽带大功率耦合器，包括宽带大功率耦合器本体，其特征在于所述耦合器本体的输入端和输出端分别连接有一幅度均衡器，所述幅度均衡器是定阻对称桥T型结构。本实用新型是在现有的耦合器的输入端和输出端设置均衡器，就能起到幅度均衡的作用，电路结构简单，具有较好的实用价值。
文档编号H03J3/06GK202435357SQ20122000440
公开日2012年9月12日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者何方, 吴雄宾, 陈巧灵 申请人:福建三元达通讯股份有限公司