一种用于功率合成的多端口网络及大功率合成器的制作方法

本发明属于功率合成，具体涉及一种用于功率合成的多端口网络及大功率合成器。

背景技术：

1、现有技术中，只有多端口合成器的结构使两输入端口之间做输入阻抗匹配，然后利用威尔金森结构设计四分之一波长枝节作为合成枝节保证两端口输入的信号在输出端口可以等幅等相地被合成，这种结构具有很好的合成效率。然而现有的合成网络只有大功率合成功能，不具有直通功能，因此不能够在合成功能模式和直通功能模式之间切换，若需要增加直通功能，则需要在链路上增加多个开关选择链路进行切换，在功放末端增加一级链路或器件都是需要牺牲效率和输出三阶交调来实现。

技术实现思路

1、为了解决现有多端口合成器的结构若要同时实现合成功能和直通功能，需要增加链路设计的问题，本发明提供了一种用于功率合成的多端口网络及大功率合成器，本发明通过在两个输入端口之间各加入四分之一波长传输线高阻接地做两路输入信号的输入隔离，并在输入端口经过四分之一波长传输线之后再输出端口同时加入四分之一波长传输线通过开关控制是高阻接地还是断路来切换该合成网络是直通模式还是合成模式，无需额外增加链路设计，即可同时实现合成功能和直通功能。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种用于功率合成的多端口网络，n组两端口网络，其中n为正整数；

4、每组所述两端口网络包括两个输入端和两个输出端，每个输入端及其对应的输出端之间设置一段四分之一波长传输线，并在输出端设置射频开关，所述射频开关用于控制射频信号是否由对应输出端输出；

5、两个输入端之间分别设置一段四分之一波长传输线高阻接地，两个输出端之间分别设置一段四分之一波长传输线并设置切换开关来控制是高阻接地或断路进行直通模式和合成模式的切换；

6、n组所述两端口网络依次通过匹配网络连接。

7、现有功率合成器/分配器只有大功率合成功能，不能够在合成功能模式和直通功能模式之间切换，需要额外增加链路设计来同时实现合成功能和直通功能，从而影响合成效率，并加大设计难度。本发明提出的多端口网络利用四分之一波长传输线原理结合四分之一波长传输线的高低阻抗开短路特性，并结合开关的通断控制，不仅能够高效完成功率合成同时还能够切换到直通模式实现直通网络的功能，且不额外增加体积和器件，设计简单，合成效率较高。同时，本发明提出的多端口网络通过在输入端之间和输出端之间设置四分之一波长传输线高阻接线降低输入信号之间的串扰和输出信号之间的串扰，从而保证较好的直通损耗，提高信号的可靠性。

8、作为优选实施方式，本发明的每组所述两端口网络中间设置一段四分之一波长传输线，使得合成模式下信号相位差在整数倍波长。本发明还通过在网络中间增加一段四分之一波长传输线，使得信号相位差在整数倍波长，保证该多端口网络具有较高的合成效率。

9、作为优选实施方式，本发明的两路信号在合成模式下相位差在360度。

10、作为优选实施方式，本发明的匹配网络具体为：两组所述两端口网络之间相匹配的两个输入端之间分别设置一段四分之一波长传输线并设置切换开关来控制是高阻接地或断路进行直通模式和合成模式的切换；两组所述两端口网络之间相匹配的两个输出端之间分别设置一段四分之一波长传输线高阻接地。

11、作为优选实施方式，本发明的匹配网络中间设置一段四分之一波长传输线，使得合成模式下信号相位差在整数倍波长。

12、作为优选实施方式，本发明的多端口网络所有输入端输入的信号等幅等相。

13、作为优选实施方式，本发明的切换开关和射频开关均采用pin开关。

14、作为优选实施方式，本发明的多端口网络所有输入端分别设置有输入阻抗匹配微带线，所述多端口网络所有输出端分别设置有输出阻抗匹配微带线。

15、另一方面，本发明提出了一种大功率合成器，所述大功率合成器包括高频电路板；

16、所述高频电路板上形成有本发明所述的多端口网络。

17、作为优选实施方式，本发明的大功率合成器还包括低频控制板；

18、所述低频控制板为所述切换开关和射频开关提供驱动电压，并输出控制信号控制所述切换开关和射频开关的导通或关闭，从而实现合成模式和直通模式的切换。

19、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

20、1、本发明通过在两个输入端之间分别加入一段四分之一波长传输线高阻接地，在两个输出端之间分别加入一段四分之一波长传输线并通过切换开关控制是高阻接地或断路(开路)进行直通模式和合成模式的切换，切换通过控制开关的通断实现，从而实现既能够实现合成功能又能够实现直通功能，且无需增加额外的链路设计，降低设计难度和成本，且具有较高的合成效率；

21、2、本发明通过在网络中间加入一段四分之一波长传输线来实现网络在合成模式时相位差在整数倍波长，从而使得在合成模式下具有较好的合成效率；

22、3、本发明通过在输入端之间、输出端之间加入四分之一波长传输线高阻接地，可降低输入信号之间的串扰和输出信号之间的串扰，能够保证较好的直通损耗，提高信号的可靠性。

技术特征：

1.一种用于功率合成的多端口网络，其特征在于，n组两端口网络，其中n为正整数；

2.根据权利要求1所述的一种用于功率合成的多端口网络，其特征在于，每组所述两端口网络中间设置一段四分之一波长传输线，使得合成模式下信号相位差在整数倍波长。

3.根据权利要求2所述的一种用于功率合成的多端口网络，其特征在于，两路信号在合成模式下相位差在360度。

4.根据权利要求1所述的一种用于功率合成的多端口网络，其特征在于，所述匹配网络具体为：两组所述两端口网络之间相匹配的两个输入端之间分别设置一段四分之一波长传输线并设置切换开关来控制是高阻接地或断路进行直通模式和合成模式的切换；两组所述两端口网络之间相匹配的两个输出端之间分别设置一段四分之一波长传输线高阻接地。

5.根据权利要求4所述的一种用于功率合成的多端口网络，其特征在于，所述匹配网络中间设置一段四分之一波长传输线，使得合成模式下信号相位差在整数倍波长。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于功率合成的多端口网络，其特征在于，所述多端口网络所有输入端输入的信号等幅等相。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于功率合成的多端口网络，其特征在于，所述切换开关和射频开关均采用pin开关。

8.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于功率合成的多端口网络，其特征在于，所述多端口网络所有输入端分别设置有输入阻抗匹配微带线，所述多端口网络所有输出端分别设置有输出阻抗匹配微带线。

9.一种大功率合成器，其特征在于，所述大功率合成器包括高频电路板；

10.根据权利要求9所述的一种大功率合成器，其特征在于，所述大功率合成器还包括低频控制板；

技术总结
本发明公开了一种用于功率合成的多端口网络及大功率合成器，本发明提出的多端口网络利用四分之一波长传输线原理结合四分之一波长传输线的高低阻抗开短路特性，并结合开关的通断控制，不仅能够高效完成功率合成同时还能够切换到直通模式实现直通网络的功能，且不额外增加体积和器件，设计简单，合成效率较高。同时，本发明提出的多端口网络通过在输入端之间和输出端之间设置四分之一波长传输线高阻接线降低输入信号之间的串扰和输出信号之间的串扰，从而保证较好的直通损耗，提高信号的可靠性。

技术研发人员：邰战雄,李亮,赵志龙,腾新友,任业富,王玉柱,左铃铃
受保护的技术使用者：四川九洲空管科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11