专利名称：带状线多路射频功率合成器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种射频功率合成器，尤其是一种用于固态调频和电视无线广播发射机的带状线多路射频功率合成器。
背景技术：
现在已经在实际工程中应用的射频功率合成器种类很多有用电缆做成的、有用硬同轴线或带状线做成的，也有用微带实现的，各种功率量级的都有。衡量功率合成器技术指标的主要有这么几项即“功率电平等级”、“输入、输出驻波比VSWR”、“插入损耗”和“隔离度”。此外合成器设计的水平还反映在其结构是否紧凑、应用的灵活性(如合成路数方面的限制)、与前后器件配合的方便程度等等。各种合成电路很多，实际结构更是各种各样，都有其各自适用的场合及优缺点。目前的射频功率合成器或多或少存在着以下各方面的缺点1、功率量级小；2、结构复杂、制造不方便；3、合成器各输入端口不按直线排列(例如圆周线布置)，因此不能与各功率放大组件的输出连接器直接插合(即不能“热插拔”)，需要通过电缆连接；4、合成路数受2n限制。
实用新型内容本实用新型要解决上述现有技术的缺陷，提供一种将电路分成二个部分，并将它们分别设于金属基板正面、背面的带状线多路射频功率合成器。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案。这种带状线多路射频功率合成器，包括金属基板，金属基板的侧面间隔设有一组输入连接器，金属基板的正面设有组数与输入连接器相同的一组带状线，该带状线一端与相应的输入连接器连接，另一端在金属基板上汇合并且与输出连接器连接；金属基板的背面设有印制板，该印制板设有组数与输入连接器相同的一组微带，该微带一端在相应的输入连接器处与相应的带状线连接，另一端在印制板汇合于一点；每条微带上，在其中间点连接有平衡电阻到地，所述金属基板连接有散热器。
本实用新型有益的效果是1)将“Gysel”电路“折叠”起来，使结构分布在平面基板的正反面，比较紧凑(相对于立体结构的合成器而言)。具体一点说，就是将“Gysel”电路以A点为界分成两部分，AB段置于金属基板的正面，以带状线的形式实现，而另一部分ACD则置于基板背面，以微带的形式实现。2)带状线结构适应合成器大功率应用；微带电路又有便于加工、一致性好的优点，充分发挥各自的优点。3)各输入端口排列在一条直线上，便于合成器各路输入端与各对应的功放组件输出端以“热插拔”的形式直接插合，无需经过电缆连接。有些合成器的输入端口分布在一个圆周上，那样的话，功放组件输出与合成器输入之间必须经过一段电缆连接。合成路数多，电缆亦多，既占用空间，又带来损耗。4)特别的散热设计在基板正面与背面均被电路占据其表面位置的情况下，设计出仍能由同一金属板(基板)导热和散热的结构，散热效果好。5)合成路数N不象有些合成器那样受2n的限制，设计中有较多的灵活性。6)各项技术指标如插入损耗、输入/输出端匹配、隔离度等容易做好。
图1是本实用新型电路原理图；图2是本实用新型正面结构示意图；图3是本实用新型背面结构示意图；图4是本实用新型侧面结构示意图；图5是本实用新型A-A向局部剖视结构示意图；图6是本实用新型图5中E部分局部放大结构示意图；图7是本实用新型立体结构示意图；图8是本实用新型打开正面盖板的立体结构示意图；图9是本实用新型实施2五路合成器带状线部分结构示意图；图10是本实用新型实施2五路合成器微带部分结构示意图。
附图标记说明同轴线1，印制板2，平衡电阻3，微带4，输入连接器5，输出连接器6，带状线7，散热器8，正面盖板9，背面盖板10，衬板11，绝缘衬垫12，绝缘支架13，金属基板14。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步介绍实施例1这种带状线多路射频功率合成器，包括金属基板14，金属基板14的侧面间隔设有三个输入连接器5(该输入连接器5位于图1中的A点)，金属基板14侧面连接有增加其侧面宽度的的衬板11，所述输入连接器5固定于该衬板11。金属基板14正面盖有正面盖板9，背面盖有背面盖板10，所述输出连接器6穿出该正面盖板9。打开正面盖板9，可以看到金属基板14的正面设有三根带状线7，分别与每个输入连接器5相对应。带状线7是在该金属基板14上直接加工出来的。带状线也称“夹心线”，就是在上下两块金属接地板中间，由绝缘介质支撑一条金属导带在其上下左右对称的中心位置上构成。所以在合成器中比较方便的加工办法是在金属基板上沿所需带状线的走向铣出凹槽作为带状线的下接地板，安入中心金属导带(在合适的间隔上用高频损耗小的绝缘支架13支撑，如聚四氟乙烯垫)，再盖上上盖板作为上接地板，便形成了AB段带状线。如果用上、下接地板和中心导带单独做成带状线紧贴在基板上，只要特性阻抗和长度符合设计要求，也是可以的，但像86.6Ω这种规格的带状线没有现成的成品可买，也是要自己设计加工的。各带状线7一端与相应的输入连接器5连接，另一端在金属基板14上汇合(该汇合点即图1中的B点)并且与输出连接器6连接；打开背面盖板10，可以看到金属基板14的背面设有印制板2，该印制板2设有三根微带4。微带一般是设计好图案，用指定厚度的高频介质基体双面敷铜板，交由专门的印制板电路制作厂家加工而成，该印制板用螺钉紧贴表面固定在金属基板上。一般来说，也无按设计要求那种特殊规格的现成微带可买。各微带4一端(A)在相应的输入连接器5处与相应的带状线7连接(通过穿过金属基板14的同轴线1)，另一端在印制板2上汇合于一点(即图1中的D点)；各微带4上的中间点(即图1中的C点)接平衡电阻3到地。所述同轴线1的内导体与外导体即金属基板14之间衬有绝缘衬垫12。带状线7的长度为合成器工作频段的中心工作波长的1/4。所述的微带4长度为合成器工作频段在微带中的中心工作波长的1/2，其微带4的一半长度即为该中心工作波长的1/4。金属基板14一体连接有散热器8，散热器8的金属散热片分布在带状线7的周围。平衡电阻3紧贴于金属基板14，便于散热。金属基板14与散热器8一体化设计可让合成器产生的热量直接在同一金属板内传递到散热器8，减小热阻，达到良好的散热效果。
参看图1，图中“A”处为合成器的输入端，接有内阻为Rin1、2、3…n和电动势E1、2、3…n的各路信号源。“B”为各支路的输出汇合点，也是合成电路输出点。在“C”处各支路分别接各自的平衡电阻到地，这些电阻在各路输入信号不平衡时吸收不平衡的功率，维持各路输入信号源之间应有的隔离度(互不影响)。“D”点是各支路的内部汇合点。AB、AC、CD各段传输线长度均为λ/4，其中λ为合成器工作频段的中心工作波长。各段传输线的特性阻抗选取或计算需要考虑合成器输入/输出阻抗、合成路数N等多种因素。该功率合成器的各输入端连接相应的射频功率放大组件，而输出端通过馈线连接到天线或假负载。一般来说，射频系统通用50Ω阻抗，所以该合成器的输入、输出阻抗均为50欧姆。
图1中R1.2.3.N各平衡电阻均为50Ω微带电阻，并能承受较大的功率耗散。
AB段带状线特性阻抗取决于合成路数N和合成器输入/输出阻抗，在输入/输出阻抗均为50Ω时，AB段特性阻抗ZAB按下式计算ZAB=N×50Ω]]>其中N为合成路数，例如合成路数为3路，则ZAB=3×50=86.6Ω]]>AC段和CD段微带的特性阻抗均选为50Ω。
“Gysel”电路只是合成电路的一种，可是单就这种“Gysel”合成(分配)电路而言，就可以演变出许多不同的拓扑结构，从而不断出现新的合成器结构形式。
实施例2参看图9、图10，实施例2是具有带状线、微带结构的五路合成器实施方案。其中有五条50Ω带状线，从电路上的A点通到各自的输入连接器，以便使各输入连接器的间距保持足够的间隔，只要这每条50Ω带状线长度是一样的，原则上对它们的长度没有限制。而基板背面的微带还像N＝3那样从电路图A点通过同轴线接到基板上表面的带状线(即图1中的A点)。
本实用新型的功率合成器可将多路射频输出功率合成，达到一个比较高的功率电平，适应各种应用的需要。例如电视及调频立体声的无线广播发射机、相控阵雷达、通信发射机等等。尤其适用于固态射频电路，因为单个固态功率放大器件的输出功率有限，往往要把多个固态功放器件的输出功率进行“合成”处理，以便达到预定的输出功率量级。
权利要求1.一种带状线多路射频功率合成器，包括金属基板(14)，其特征是所述金属基板(14)的侧面间隔设有一组输入连接器(5)，金属基板(14)的正面设有组数与输入连接器(5)相同的一组带状线(7)，各带状线(7)一端与相应的输入连接器(5)连接，另一端在金属基板(14)上汇合并且与输出连接器(6)连接；金属基板(14)的背面设有印制板(2)，该印制板(2)设有组数与输入连接器(5)相同的一组微带(4)，各微带(4)一端在相应的输入连接器(5)处与相应的带状线(7)连接，另一端在印制板(2)上汇合于一点，各微带(4)上的中间点连接有平衡电阻(3)到地；所述金属基板(14)连接有散热器(8)。
2.根据权利要求1所述的带状线多路射频功率合成器，其特征是所述微带(4)一端通过穿过金属基板(14)的同轴线(1)与相应的带状线(7)连接，所述同轴线(1)的内导体与外导体即金属基板(14)之间衬有绝缘衬垫(12)。
3.根据权利要求1所述的带状线多路射频功率合成器，其特征是所述的一组输入连接器(5)的各输入端口排列在一条直线上。
4.根据权利要求1所述的带状线多路射频功率合成器，其特征是所述的金属基板(14)一体连接有散热器(8)，散热器(8)的金属散热片分布在带状线(7)的周围，平衡电阻(3)紧贴于金属基板(14)。
5.根据权利要求1或2所述的带状线多路射频功率合成器，其特征是所述带状线(7)的长度为合成器工作频段的中心工作波长的1/4，所述微带(4)的长度为合成器工作频段在微带中的中心工作波长的1/2。
6.根据权利要求1或2所述的带状线多路射频功率合成器，其特征是所述金属基板(14)侧面连接有增加其侧面宽度的衬板(11)，所述输入连接器(5)固定于该衬板(11)。
7.根据权利要求1或2所述的带状线多路射频功率合成器，其特征是所述金属基板(14)正面盖有正面盖板(9)，背面盖有背面盖板(10)，所述输出连接器(6)穿出该正面盖板(9)。
专利摘要本实用新型涉及一种带状线多路射频功率合成器，金属基板的侧面间隔设有一组输入连接器，金属基板的正面设有组数与输入连接器相同的一组带状线，该带状线一端与相应的输入连接器连接，另一端在金属基板上汇合并且与输出连接器连接；金属基板的背面设有印制板，该印制板设有组数与输入连接器相同的一组微带，该微带一端在相应的输入连接器处与相应的带状线连接，另一端在印制板汇合于一点；每条微带上的中间点连接有平衡电阻到地，金属基板连接有散热器。本实用新型有益的效果是1)带状线结构适应合成器大功率应用；微带电路又有便于加工、一致性好的优点；2)同一金属板导热和散热的结构，散热效果好；3)合成路数N不象有些合成器受2°的限制。
文档编号H01P5/12GK2729926SQ20042010781
公开日2005年9月28日 申请日期2004年10月27日 优先权日2004年10月27日
发明者王湖庄, 吴志坚 申请人:浙江三维通信股份有限公司