专利名称：大功率vhf功率合成器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种功率合成器，特别是一种能够任意多路合成的用 于全固态电视发射机的大功率VHF功率合成器。
背景技术：
大功率全固态电视发射机的发射功率为1-IO千瓦，由于受到晶体管功 率的制约，单管功率只能达到几百瓦，因此必须用功率合成器进行功率合 成，例如一台10千瓦的全固态电视发射机，用32个450W功放模块进行3 次功率合成而达到IO千瓦的输出功率，每合成一次要损失10%的功率。
图1是现有N路功率合成器的原理图，是由阻抗变换器I和隔离网络 II两部分组成。具体是N路输入信号净皮分成两路，其中一路构成阻抗变 换器，另一路构成隔离网络。所述阻抗变换器I由N个50Q的并联阻抗变 换成输出的50Q阻抗。根据带宽的要求可以设计成一级、二级或多级四分 之一波长的阻抗变换器。所述隔离网络II是由N路两级长度为入/4的同 轴线及吸收负载所构成，其中第一级入/4的同轴线与第二级X /4的同轴 线串联，串接处接吸收负载，所述N路第二级人/4的同轴线的另一端内外 导体分别短接。
上述功率合成器可以有多种实施结构，其中一种是将阻抗变换器和隔 离网络安装于一屏蔽盒内，N路输入信号分别由安装在盒体上的N路同轴插 座接入，再通过A /4的同轴电缆并接设于盒体上的输出同轴插座，构成单 级阻抗变换器，或并接于第二级四分之一波长的阻抗变换器上构成多级阻 抗变换器。当N的数值较大时，将会有一部分信号输入端到输出同轴插座 或第二级之间的距离大于入/4，因此N的数值受到限制， 一般只能做到8 路合成。
例如，单管450W的功放模块用一级5路合成最大合成功率只能达到 3. 2kW，若要合成功率3 kW以上只能采用多级合成，代价是功率损耗增加。如何增加被合成的路数以减小功率损耗是大功率电视发射机功率合成的技 术难点之一。
本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知 识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的大
功率VHF功率合成器，以改进现有的功率合成器的不足，使其更具有实用 性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出 确具实用价值的本实用新型。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，而提 供一种可以任意设置被合成的路数大功率VHF功率合成器。
本实用新型所提供的大功率VHF功率合成器是由如下技术方案来实现的。
一种大功率VHF功率合成器，包括屏蔽盒、设于所述屏蔽盒侧面的N 个输入同轴插座、设于屏蔽盒底部的输出同轴插座、吸收负载及短路板， 所述输入同轴插座通过三通将输入信号分成两路，其中一路通过由人/4同 轴电缆所构成的阻抗变换器接输出同轴插座，另 一路连接由吸收负载及短 路板所构成的隔离网络，其特征在于所述屏蔽盒内设有N个Y型平面三通 连接器，所述输入同轴插座通过50n同轴电缆连接所述Y型平面三通连接 器，所述Y型平面三通连接器的另两路分别连接阻抗变换器和隔离网络。
本实用新型的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。
依据本实用新型提出的前述大功率VHF功率合成器，其中所述的阻抗 变换器是两级阻抗变换器，其中第一级是由N路入/4同轴电缆并接构成， 第二级是A/4的悬带线，所述入/4的悬带线一端连接所述设于屏蔽盒底部 的输出同轴插座，另一端接第一级N路入/4同轴电缆，所述第一级的入/4 同轴电缆的另一端接所述Y型平面三通连接器。
前述的大功率VHF功率合成器，其中所述的阻抗变换器是多级阻抗变 换器，其中第一级是由N路入/4同轴电缆并接构成，其余各级是入/4的串 接成一体的悬带线，所述悬带线一端连接述设于屏蔽盒底部的输出同轴插 座，另一端接第一级N路入/4同轴电缆，所述第一级的入/4同轴电缆的另
5一端接所述Y型平面三通连接器。
前述的大功率VHF功率合成器，其中所述屏蔽盒底板上固设有多个卧 置的具有U形插缝的绝缘垫块，所述人/4的悬带线插设于所述绝缘垫块的 U形插缝而平行悬架于屏蔽盒的底板上。
前述的大功率VHF功率合成器，其中所述由吸收负载及短路板所构成 的隔离网络，还包括设于屏蔽盒底部的N个高频插座、分别连接各高频插 座的N个T型三通连接器，其中，所述各Y型平面三通连接器的另一端通 过入/4同轴电缆连接所述T型三通连接器，所述T型三通连接器的一端连 接高频插座，所述高频插座外接吸收负载，并通过另一条A/4同轴电缆接 短路板。
前述的大功率VHF功率合成器，其中所述T型三通连接器是由相互叠 合的金属垫板和压板构成，所述垫板和压板的中心设有通孔，所述垫板和 压板的叠合面上分别设有被通孔截断的半圆槽，且半圆槽的轴线与所述通 孔轴线相交，所述垫板和压板通孔的周侧以半圓槽对称设有安装孔，所述 相互叠合的金属垫板和压板通过安装孔用螺钉由屏蔽盒底内部与外侧的高 频插座固定而电连接屏蔽盒，所述高频插座的内导体由垫板通孔中心伸到 所述半圆槽内，所述连接Y型平面三通连接器的入/4同轴电缆及连接短路 板的入/4同轴电缆的外导体被所述垫板和压板的半圓槽压紧接屏蔽盒，所 述二 A / 4同轴电缆的内导体与所述高频插座的内导体在通孔内连接构成三 通，且内导体与屏蔽盒绝缘。
前述的大功率VHF功率合成器，其中所述短路板绝缘固定于所述屏蔽 盒底部。
前述的大功率VHF功率合成器，其中所述短路板是具有中心导体盘及 与所述中心导体盘同轴设置且绝缘的导体环的印刷电路板，所述N条分别 连接各T型三通连接器的人/4同轴电缆的内导体与所述中心导体盘短接， 所述人/4同轴电缆的外导体与所述导体环连接，所述导体环接屏蔽盒。
前述的大功率VHF功率合成器，其中所述Y型平面三通连接器是由相 互叠合的金属垫板和压板构成，所述垫板和压板的中心设有通孔，所述垫 板和压板的叠合面上分别设有以通孔轴线为中心呈Y形分布的三条半圆槽, 且所述三条半圓槽的轴线与所述通孔轴线相交，所述垫板和压板通孔的厨侧以三半圆槽对称设有三安装孔，所述相互叠合的金属垫板和压板通过安 装孔用螺钉固定于屏蔽盒底内侧而电连接屏蔽盒，所述连接输入同轴插座
的50Q同轴电缆、连接选带线的入/4同轴电缆及连接T型三通连接器的入 /4同轴电缆的外导体被所述垫板和压板的半圓槽压紧接屏蔽盒，所述50Q 同轴电缆及二A/4同轴电缆的内导体在通孔内连接构成三通，且内导体与 屏蔽盒绝缘。
前述的大功率VHF功率合成器，其中所述N为2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、…中的任意一数值。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技 术方案，本实用新型的硬馈管功率合成器可达到相当的技术进步性及实用 性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点
1 、本实用新型的大功率VHF功率合成器在屏蔽盒内增设Y形平面三通 连接器用于代替直接连接与输入同轴插座上的三通，输入同轴插座通过任 意长度的50 Q同轴电缆于盒内的Y形平面三通连接器分成阻抗变换器和隔 离网络，从而解决了多路合成路数受输入同轴插座到悬带线距离的制约， 而无法增大的缺陷，可实现任意路合成，克服了大功率一次合成的瓶颈，
提高效率、节约能源。
2、 本实用新型的大功率VHF功率合成器各功放入口阻抗匹配良好；隔
离网络采用同轴电缆线，外加大功率吸收电阻；各入口之间互相隔离；任 何一路发生故障，不影响其他各路的工作，仅影响总输出功率，机器可继 续工作。
3、 本实用新型大功率VHF功率合成器的阻抗变换器采用两级四之一波 长变换，第一级为悬带线，第二级由多条人/4同轴电缆做成，功率合成器 的工作频带宽，因而每一个波段可用一种尺寸的阻抗变换器，对于不同频 道通过改变同轴电缆的长度，即可满足不同隔离网络的要求。因而有利于 生产制造的模块化、标准化。
综上所述，本实用新型所提供的大功率VHF功率合成器具有上述诸多 优点及实用价值，其不论在产品的结构或生产制造上皆有较大改进，在技 术上有显著的进步，并产生了经济及实用的效果，且较现有的硬馈管功率 合成器具有增进的突出多项功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为能够更清楚了解本实用 新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型 的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并 配合附图，详细i兌明如下。
图l是现有功率合成器的原理图。
图2是本实用新型大功率VHF功率合成器的结构图。
图3是图2侧视图。
图4是T型三通连接器的结构图。
图5是图4的A-A剖^f见图。
图6是Y型平面三通连接器的结构图。
图7是图6的B-B剖视图。
图8是短接板结构图。
图9是绝缘垫块的结构图。
具体实施方式
本实用新型的 一些实施例将详细描述如下。然而，除了以下描述外，本 实用新型还可以广泛地在其他实施例施行，并且本实用新型的保护范围并 不受实施例的限定，其以权利要求的保护范围为准。再者，为提供更清楚 的描述及更容易理解本实用新型，图式内各部分并没有依照其相对尺寸绘 图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全 绘示出，以求图式的简洁。
如图2、 3所示，本实用新型所提供的一种大功率VHF功率合成器，包 括屏蔽盒l、设于所述屏蔽盒1侧面的N个输入同轴插座2、设于屏蔽盒l 底部的输出同轴插座3、吸收负载(图中未示)及短路板4，所述输入同轴 插座2通过三通将输入信号分成两路，其中一路通过由X /4同轴电缆5所 构成的阻抗变换器I接输出同轴插座3,另一路连接由吸收负载及短路板4 所构成的隔离网络II (参见图1),为解决当N较大，部分输入同轴插座2
8与输出同轴插座3之间的距离大于人/4所造成的对N的限制；本实用新型 将直接连接所述N个输入同轴插座2的N个三通改成设置于所述屏蔽盒1 内的N个Y型平面三通连接器6，所述输入同轴插座2通过50Q同轴电缆7 连接所述Y型平面三通连接器6,所述Y型平面三通连接器6的另两路分别 连接阻抗变换器I和隔离网络II。从而可以实现任意路合成。
在图2所示具体实施例中，所述的阻抗变换器I是两级阻抗变换器， 其中第一级是由N路A/4同轴电缆5并接构成，第二级是入/4的悬带线8， 所述悬带线8的一端连接所述设于屏蔽盒底部的输出同轴插座3，另一端接 第一级N路入/4同轴电缆5，所述第一级的入/4同轴电缆5的另一端接所 述Y型平面三通连接器6。
作为另一种实施例，所述的阻抗变换器I还可以是多级阻抗变换器， 其中第一级是由N路人/4同轴电缆5并接构成，其余各级是人/4的串接成 一体的悬带线，所述悬带线一端连接述设于屏蔽盒底部的输出同轴插座， 另一端接第一级N路A/4同轴电缆，所述第一级的入/4同轴电缆的另一端 接所述Y型平面三通连接器。
所述屏蔽盒l的底板上固设有多个卧置的具有U形插缝91的绝缘垫块 9 (如图9所示)，所述入/4的悬带线7插设于所述绝缘垫块9的U形插缝 91中而平行悬架于屏蔽盒l的底板上。
所述由吸收负载及短路板4所构成的隔离网络II，还包括设于屏蔽盒 1底部的N个高频插座10、分别连接各高频插座10的N个T型三通连接器 11，其中，所述各Y型平面三通连接器5的另一端通过入/4同轴电缆12连 接所述T型三通连接器11,所述T型三通连接器11的一端连接高频插座 10，所述高频插座IO外接吸收负载，并通过另一条入/4同轴电缆13接短 路板4。
图4、 5是T型三通连接器的结构图。如图所示，所述T型三通连接器 11是由相互叠合的金属垫板111和压板112构成，所述垫板111和压板112 的中心设有通孔113，所述垫板111和压板ll2的叠合面上分别设有被通孔 截断的半圓槽114、 114，，且半圆槽114、 114，的轴线与所述通孔113的 轴线相交，所述垫板111和压板112通孔的周侧以半圓槽114、 114，对称 设有安装孔115，所述相互叠合的金属垫板111和压板112通过安装孔115用螺钉116由屏蔽盒底内部与外侧的高频插座10固定而电连接屏蔽盒，所 述高频插座10的内导体由垫板通孔113中心伸到所述半圆槽114、 114，内， 所述连接Y型平面三通连接器6的入/4同轴电缆12及连接短路板4的入/4 同轴电缆13的外导体被所述垫板111和压板112的半圆槽114、 114，压紧 接屏蔽盒l,所迷二A/4同轴电缆12、 13的内导体与所述高频插座10的 内导体在通孔内连接构成三通，且内导体与屏蔽盒l绝缘。 所述短路板10绝缘固定于所述屏蔽盒1底部。
如图8所示，所述短路板4是具有中心导体盘41及与所述中心导体盘 41同轴设置且绝缘的导体环42的印刷电路板，所述N条分别连接各T型三 通连接器11的人/4同轴电缆13的内导体与所述中心导体盘41短接，所述 入/4同轴电缆13的外导体与所述导体环42连接，所述导体环42接屏蔽盒 1。所述印刷电路板尺寸很小，保证各路结构对称，而且引入分布参数小， 容易满足高频性能要求。
图6、 7是Y型平面三通连接器的结构图，如图所示，所述Y型平面三 通连接器6是由相互叠合的金属垫板61和压板62构成，所述垫板61和压 板62的中心设有通孔63,所述垫板61和压板62的叠合面上分别设有以通 孔63轴线为中心呈Y形分布的三条半圆槽64、 65，且所述三条半圆槽64、 65的轴线与所述通孔轴线63相交，所述垫板61和压板62通孔的周侧以三 半圆槽对称设有三安装孔66,所述相互叠合的金属垫板61和压板62通过 安装孔66用螺钉67固定于屏蔽盒1底内侧而电连接屏蔽盒，所述连接输 入同轴插座2的50Q同轴电缆7、连接选带线8的同轴电缆5及连接 T型三通连接器11的A /4同轴电缆12的外导体被所述垫板61和压板62 的半圓槽64、 65压紧接屏蔽盒1，所述50O同轴电缆7及二入/4同轴电缆 的5、 12的内导体在通孔63内连接构成三通，且内导体与屏蔽盒绝缘。
所述N为2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、…中的任意一数值。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作 任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非 用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技 术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同 变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均 仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1、一种大功率VHF功率合成器，包括屏蔽盒、设于所述屏蔽盒侧面的N个输入同轴插座、设于屏蔽盒底部的输出同轴插座、吸收负载及短路板，所述输入同轴插座通过三通将输入信号分成两路，其中一路通过由λ/4同轴电缆所构成的阻抗变换器接输出同轴插座，另一路连接由吸收负载及短路板所构成的隔离网络，其特征在于所述屏蔽盒内设有N个Y型平面三通连接器，所述输入同轴插座通过50Ω同轴电缆连接所述Y型平面三通连接器，所述Y型平面三通连接器的另两路分别连接阻抗变换器和隔离网络。
2、 根据权利要求1所述的大功率VHF功率合成器，其特征在于所述的 阻抗变换器是两级阻抗变换器，其中第一级是由N路入/4同轴电缆并接构 成，第二级是入/4的悬带线，所述A/4的悬带线一端连接所述设于屏蔽盒 底部的输出同轴插座，另一端接第一级N路入/4同轴电缆，所述第一级的 入/4同轴电缆的另一端接所述Y型平面三通连接器。
3、 根据权利要求1所述的大功率VHF功率合成器，其特征在于所述的 阻抗变换器是多级阻抗变换器，其中第一级是由N路入/4同轴电缆并接构 成，其余各级是A/4的串接成一体的悬带线，所述悬带线一端连接述设于 屏蔽盒底部的输出同轴插座，另一端接第一级N路入/4同轴电缆，所述第 一级的入/4同轴电缆的另一端接所述Y型平面三通连接器。
4、 根据权利要求2或3之一所述的大功率VHF功率合成器，其特征在 于所述屏蔽盒底板上固设有多个卧置的具有U形插缝的绝缘垫块，所述入 /4的悬带线插设于所述绝缘垫块的U形插缝而平行悬架于屏蔽盒的底板上。
5、 根据权利要求1所述的大功率VHF功率合成器，其特征在于所述由 吸收负载及短路板所构成的隔离网络，还包括设于屏蔽盒底部的N个高频 插座、分别连接各高频插座的N个T型三通连接器，其中，所述各Y型平 面三通连接器的另一端通过入/4同轴电缆连接所述T型三通连接器，所述 T型三通连接器的一端连接高频插座，所述高频插座外接吸收负载，并通过 另一条入/4同轴电缆接短路板。
6、根据权利要求5所述的大功率VHF功率合成器，其特征在于所述T 型三通连接器是由相互叠合的金属垫板和压板构成，所述垫板和压板的中 心设有通孔，所述垫板和压板的叠合面上分别设有被通孔截断的半圆槽， 且半圓槽的轴线与所述通孔轴线相交，所述垫板和压板通孔的周侧以半圓槽对称设有安装孔，所述相互叠合的金属垫板和压板通过安装孔用螺钉由 屏蔽盒底内部与外侧的高频插座固定而电连接屏蔽盒，所述高频插座的内导体由垫板通孔中心伸到所述半圆槽内，所述连接Y型平面三通连接器的半圓槽压紧接屏蔽盒，所述二入/4同轴电缆的内导体与所述高频插座的内 导体在通孔内连接构成三通，且内导体与屏蔽盒绝缘。
7、 根据权利要求5所述的大功率VHF功率合成器，其特征在于所述短 路板绝缘固定于所述屏蔽盒底部。
8、 根据权利要求7所述的大功率VHF功率合成器，其特征在于所述短 路板是具有中心导体盘及与所述中心导体盘同轴设置且绝缘的导体环的印 刷电路板，所述N条分别连接各T型三通连接器的入/4同轴电缆的内导体 与所述中心导体盘短接，所述A/4同轴电缆的外导体与所述导体环连接， 所述导体环接屏蔽盒。
9、 根据权利要求1所述的大功率VHF功率合成器，其特征在于所述Y 型平面三通连接器是由相互叠合的金属垫板和压板构成，所述垫板和压板 的中心设有通孔，所述垫板和压板的叠合面上分别设有以通孔轴线为中心 呈Y形分布的三条半圆槽，且所述三条半圆槽的轴线与所述通孔轴线相交， 所述垫板和压板通孔的周侧以三半圆槽对称设有三安装孔，所述相互叠合 的金属垫板和压板通过安装孔用螺钉固定于屏蔽盒底内侧而电连接屏蔽 盒，所述连接输入同轴插座的50Q同轴电缆、连接选带线的入/4同轴电缆 及连接T型三通连接器的入/4同轴电缆的外导体被所述垫板和压板的半圆 槽压紧接屏蔽盒，所述50Q同轴电缆及二入/4同轴电缆的内导体在通孔内 连接构成三通，且内导体与屏蔽盒绝缘。
10、 根据权利要求1所述的大功率VHF功率合成器，其特征在于所述N 为2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、…中的任意一数值。
专利摘要本实用新型涉及一种功率合成器，特别是一种大功率VHF功率合成器，包括屏蔽盒、设于屏蔽盒侧面的N个输入同轴插座、设于屏蔽盒底部的输出同轴插座、吸收负载及短路板，输入同轴插座通过三通将输入信号分成两路，其中一路通过由λ/4同轴电缆所构成的阻抗变换器接输出同轴插座，另一路连接由吸收负载及短路板所构成的隔离网络，其中屏蔽盒内设有N个Y型平面三通连接器，输入同轴插座通过50Ω同轴电缆连接Y型平面三通连接器，Y型平面三通连接器的另两路分别连接阻抗变换器和隔离网络。解决了多路合成路数受输入同轴插座到悬带线距离的制约，可实现任意路合成，克服了大功率一次合成的瓶颈，提高效率、节约能源。
文档编号H01P5/18GK201345405SQ200920105628
公开日2009年11月11日 申请日期2009年2月2日 优先权日2009年2月2日
发明者孙永慧, 张惠儒, 李万柱, 袁震宇 申请人:北京北广科技股份有限公司