一种覆盖VLF-VHF频段功率分配合成器及其功率分配方法与流程

本发明属于功率分配合成器，具体涉及一种覆盖vlf-vhf频段功率分配合成器及其功率分配方法。

背景技术：

1、功率分配器是一种将输入信号能量分成两路或多路输出的器件，也可以反过来将多路信号能量合成为一路输出，此时也称为合成器。随着我国航空航天技术的迅猛进步，无线电及相关射频测试技术也得到了很大的发展，短波及超短波频段的发射机和接收机都朝着超宽带方向发展，且整机系统的功率也在不断地提高，功率分配器的工作带宽需要满足从几千赫兹到几百兆赫兹的宽频带，功率容量要能覆盖几瓦到几千瓦甚至上万瓦的级别，而现有的功率分配合成器带宽没有那么宽，各分路之间的隔离度不够大，从而使这些功率分配合成器无法满足多应用场景的使用需求。

技术实现思路

1、发明目的：提供一种覆盖vlf-vhf频段功率分配合成器及其功率分配方法，解决了现有技术存在的上述问题。

2、技术方案：一种覆盖vlf-vhf频段功率分配合成器，包括若干射频连接器，用于连接信号输入端、输出端；

3、功率分配单元，连接射频连接器，所述功率分配单元具有一组信号输入端口和四组信号输出端口，所述功率分配单元用于将信号形成四路分配输出；

4、隔离单元，电连接功率分配单元，用于对四路信号输出端口之间隔离。

5、优选的，所述功率分配单元包括九组传输线变压器，分别为传输线变压器tf1至传输线变压器tf9，所述传输线变压器tf1的引脚1作为功分器的信号输入端，传输线变压器tf1的引脚2分别与传输线变压器tf2、传输线变压器tf3的引脚1相连，传输线变压器tf1的引脚4与传输线变压器tf8的引脚3、传输线变压器tf9引脚3相连，传输线变压器tf1的引脚3接地；所述传输线变压器tf3、传输线变压器tf4、传输线变压器tf5、传输线变压器tf8相连，传输线变压器tf2、传输线变压器tf6、传输线变压器tf7、传输线变压器tf9相连，所述传输线变压器tf3、传输线变压器tf4、传输线变压器tf5、传输线变压器tf8的连接方式与传输线变压器tf2、传输线变压器tf6、传输线变压器tf7、传输线变压器tf9的连接方式对称分布。

6、优选的，所述传输线变压器tf2的引脚2分别与传输线变压器tf6的引脚1、传输线变压器tf7的引脚1相连，传输线变压器tf2的引脚3与传输线变压器tf8的引脚1、传输线变压器tf3的引脚3相连，传输线变压器tf2的引脚4与传输线变压器tf7的引脚3相连；

7、传输线变压器tf9的引脚2与传输线变压器tf7的引脚1相连，传输线变压器tf9的引脚4与传输线变压器tf6的引脚3相连；

8、传输线变压器tf3的引脚2与传输线变压器tf5的引脚1相连，传输线变压器tf3的引脚4与传输线变压器tf4的引脚3相连；

9、传输线变压器tf8的引脚2与传输线变压器tf4的引脚1相连，传输线变压器tf8的引脚4与传输线变压器tf5的引脚3相连；

10、传输线变压器tf4的引脚4接地，传输线变压器tf4的引脚2为功分器的信号输出端口；

11、传输线变压器tf5的引脚4接地，传输线变压器tf5的引脚2为功分器的信号输出端口；

12、传输线变压器tf6的引脚4接地，传输线变压器tf6的引脚2为功分器的信号输出端口；

13、传输线变压器tf7的引脚4接地，传输线变压器tf7的引脚2为功分器的信号输出端口。

14、优选的，所述隔离单元包括隔离电阻r1、隔离电阻r2、隔离电阻r3、隔离电阻r4、隔离电阻r5，所述隔离电阻r1两端分别连接传输线变压器tf2的引脚3、传输线变压器tf3的引脚3；

15、所述隔离电阻r2的两端分别连接传输线变压器tf6的引脚3、传输线变压器tf7的引脚3；

16、所述隔离电阻r3的两端分别连接传输线变压器tf4的引脚3、传输线变压器tf5的引脚3；

17、所述隔离电阻r4的两端分别连接传输线变压器tf4的引脚1、传输线变压器tf5的引脚1；

18、所述隔离电阻r5的两端分别连接传输线变压器tf6的引脚1、传输线变压器tf7的引脚1。

19、优选的，所述隔离电阻r1、隔离电阻r2、隔离电阻r3、隔离电阻r4、隔离电阻r5的阻值均为50ω，其功率承受等级与传输的功率相匹配。

20、优选的，所述传输线变压器tf1的引脚1、传输线变压器tf4的引脚2、传输线变压器tf5的引脚2、传输线变压器tf6的引脚2、传输线变压器tf7的引脚2的特征阻抗均为50ω。

21、优选的，所述传输线变压器tf1至传输线变压器tf9采用相同型号的传输线变压器，包括磁芯和同轴电缆，所述同轴电缆缠绕在磁芯上形成具有四个端子的传输线变压器，其中，同轴电缆均采用特性阻抗为50ω的同轴电缆，所述磁芯参数与传输的功率等级相匹配。

22、优选的，相互电连接的射频连接器、功率分配单元、隔离单元安装在pcb电路板上制作出功率分配/合成电路板，并放置在盒体内。

23、一种覆盖vlf-vhf频段功率分配合成的方法，包括以下步骤：：

24、s1、传输线变压器tf3、传输线变压器tf4、传输线变压器tf5和传输线变压器tf8相互连接形成第一路功分合成电路，传输线变压器tf2、传输线变压器tf6、传输线变压器tf7和传输线变压器tf9相互连接形成第二路功分合成电路，所述第一路功分合成电路与第二路功分合成电路相对独立，第一路功分合成电路的连接方式与第二路功分合成电路的连接方式相对称分布；

25、s2、隔离电阻r1设于第一路功分合成电路、第二路功分合成电路输入端口之间，在隔离电阻r1的作用下，使第一路功分合成电路、第二路功分合成电路之间建立高隔离度；

26、s3、隔离电阻r3、隔离电阻r4与隔离电阻r2、隔离电阻r5分别设置于第一路功分合成电路、第二路功分合成电路的输出端之间，在隔离电阻r3、隔离电阻r4、隔离电阻r2、隔离电阻r5的作用下，使第一路功分合成电路、第二路功分合成电路的输出端口之间建立高隔离度；

27、s4、第一路功分合成电路、第二路功分合成电路均与传输线变压器tf1连接组合形成四路的功分合成电路，建立四路功率分配与合成，覆盖vlf~vhf频段。

28、优选的，步骤s2中的隔离电阻r2、隔离电阻r3、隔离电阻r4、隔离电阻r5和步骤s4中的隔离电阻r1均选用自带散热法兰的高功率电阻。

29、有益效果：本发明涉及一种覆盖vlf-vhf频段功率分配合成器及其功率分配方法，所述功率分配单元具有一组信号输入端口和四组信号输出端口，在功率分配单元的作用下，形成一进四出的功率分配合成器，并在传输线变压器tf1至传输线变压器tf9的相互连接下能够覆盖vlf-vhf频段。所述传输线变压器tf3、传输线变压器tf4、传输线变压器tf5、传输线变压器tf8的连接方式与传输线变压器tf2、传输线变压器tf6、传输线变压器tf7、传输线变压器tf9的连接方式对称分布，分别构成两组相对独立的两路功分合成电路，使传输的功率被均匀的分配到每组传输线变压器中，实现更大功率的传输；

30、其次，在隔离单元的配合下，将各个功分合成电路之间隔离，使工作频带内四路分配合成端口之间隔离度高，可以减少各传输通路之间的相互影响，隔离电阻r3、隔离电阻r4与隔离电阻r2、隔离电阻r5分别设置在公分合成电路的输出端之间，保证功分合成电路的输出端口之间具有较高的隔离度，隔离电阻r1设置在两路功分合成电路之间，保成两路功分合成电路之间具有较高的隔离度，保证组合成的整个系统工作稳定。