专利名称：发射机双机切换器的制作方法
技术领域：
发射机双机切换器技术领域[0001]本实用新型涉及发射技术，特别是涉及一种发射机双机切换器。
背景技术：
[0002]在现有的发射系统(如无线电台的发射系统)中，为了保证播出的可靠性，通常会采用如下两种方式:[0003]一、双机备份的方式。[0004]具体的，设置两个发射机，一个为主用发射机，另一个为进行冷备份的备用发射机，在主用发射机出现故障时，通过同轴开关进行主备发射机的切换，以保证节目的可靠播出。[0005]二、固态功率放大器合成的方式。[0006]具体的，发射机通常配置有大功率的功率合成器以及N (N>1)个固态功率放大器(可简称为功放)，在某个功放出现问题时，虽然可以采用降低发射机输出功率的方式继续进行节目播出，但是，由于大功率合成器自身的合成特点，会造成发射机输出功率降低的幅度与整机配置的功放的总数量以及剩余的正常的功放的总数量通常成平方的关系。[0007]—个具体的例子，设定发射机由两部分功放系统构成，则可以认为功放的总数量为2，当其中一个功放系统出现问题时，则只有(2-1)=1个功放系统正常工作，即剩余的可以正常工作的功放数量为1，从而发射机的输出功率降低为正常输出功率的(1/2)2=1/4，也就是说，在这种情况下，整机的输出功率只是正常输出功率的25%。[0008]发明人在实现本实用新型过程中发现:在方式一中，发射机的冷备份容易形成资源闲置，造成资源浪费；而在方式二中，由于大功率的功率合成器的合成特点的特殊性，会导致整机输出功率的大幅度降低。[0009]有鉴于现有的发射系统存在的技术问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验以及专业知识，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发射机双机切换器，能够克服现有的发射系统存在的问题，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，终于创设出确具实用价值的本实用新型。实用新型内容[0010]本实用新型的主要目的在于，克服现有的发射系统存在的问题，而提供一种新型结构的发射机双机切换器，所要解决的技术问题是，在避免资源浪费的同时，避免出现整机输出功率大幅度降低的问题。[0011]本实用新型的目的以及解决其技术问题可采用以下技术方案来实现。[0012]依据本实用新型提出的一种发射机双机切换器，包括:基于3dB耦合器的功率分配器、基于3dB耦合器的功率合成器、四个同轴开关以及四个吸收负载；所述功率分配器与两个功率放大系统均连接，且功率分配器的隔离端与第一吸收负载连接；功率合成器的一个输入端与第一同轴开关连接，另一个输入端与第三同轴开关连接，功率合成器的一个输出端与第四同轴开关连接，功率合成器的另一个输出端与第二吸收负载连接；第一同轴开关还与第一功率放大系统的输出端以及第二同轴开关分别连接；第二同轴开关还与第三吸收负载、第三同轴开关和第四同轴开关分别连接；第三同轴开关还与第二功率放大系统的输出端连接；第四同轴开关还与第四吸收负载和发射系统的天馈线连线。[0013]较佳的，前述的发射机双机切换器，其中所述第一功率放大系统和第二功率放大系统并机发射时，所述第一功率放大系统的输出端通过第一同轴开关与所述功率合成器的一个输入端连通，所述第二功率放大系统的输出端通过第三同轴开关与所述功率合成器的另一个输入端连通，且所述功率合成器的输出端通过第四同轴开关与所述天馈线连通。[0014]较佳的，前述的发射机双机切换器，其中所述第一功率放大系统和第二功率放大系统并机检修时，所述第一功率放大系统的输出端通过第一同轴开关与所述功率合成器的一个输入端连通，所述第二功率放大系统的输出端和通过第三同轴开关与所述功率合成器的另一个输入端连通，且所述功率合成器的输出端通过所述第四同轴开关与所述第四吸收负载连通。[0015]较佳的，前述的发射机双机切换器，其中所述第一功率放大系统检修且第二功率放大系统正常工作时，所述第一功率放大系统的输出端通过所述第一同轴开关和第二同轴开关与第三吸收负载连通，所述第二功率放大系统的输出端通过所述第三同轴开关、第二同轴开关和第四同轴开关与所述天馈线的连通。[0016]较佳的，前述的发射机双机切换器，其中所述第一功率放大系统正常工作且第二功率放大系统检修时，所述第一功率放大系统的输出端通过所述第一同轴开关、第二同轴开关和第四同轴开关与所述天馈线的连通，所述第二功率放大系统的输出端通过所述第三同轴开关和第二同轴开关与第三吸收负载连通。[0017]较佳的，前述的发射机双机切换器，其中所述功率分配器包括:微带线形式或者带状线形式或者悬带线形式的功率分配器。[0018]较佳的，前述的发射机双机切换器，其中所述功率分配器的输入端口和/或者输出端口包括:SMA型接口、SMB型接口、BNC型接口、TNC型接口或者N型接口。[0019]较佳的，前述的发射机双机切换器，其中所述功率合成器包括:微带线形式或者悬带线形式的功率分配器。[0020]较佳的，前述的发射机双机切换器，其中所述功率合成器的输入端口和/或输出端口包括:N型接口、L27型接口、L29型接口、BNC型接口、TNC型接口、15/8型直馈接口、31/8型直馈接口或者法兰式接口。[0021]较佳的，前述的发射机双机切换器，其中所述功率分配器包括:采用交叉耦合方式的功率分配器或者采用非交叉耦合方式的功率分配器；所述功率合成器包括:采用交叉耦合方式的功率分配器或者采用非交叉耦合方式的功率合成器。[0022]借由上述技术方案，本实用新型的发射机双机切换器至少具有下列优点以及有益效果:本实用新型的发射机双机切换器结合了现有的双机备份系统和固态功率放大器合成方式各自的优点，同时且有效地解决了主备用发射机投入大以及固态功率放大器在出现故障时整机输出功率大幅度下降的问题；在正常工作情况下，双机并机播出，保证了整机发射功率和覆盖范围，充分利用了台站资源，并提高了设备使用率，且降低了设备维护成本；而在单机检修情况下，整机输出功率不会出现大幅度降低的现象；另外，本实用新型的切换器还具有操作简单、性能可靠、切换速度快、连接可靠性高等优点，从而简化了操作程序，提高了切换器的使用寿命。[0023]综上所述，本实用新型在技术上有显著的进步，并具有明显的积极技术效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。[0024]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了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，并且为了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，并配合说明书附图，详细说明如下。
[0025]图1为本实用新型的发射机双机切换器的原理图；[0026]图2为基于3dB耦合器的功率分配器的示意图；[0027]图3为基于3dB I禹合器的功率合成器的不意图；[0028]图4为本实用新型的发射机双机切换器在双机并机工作情况下的示意图；[0029]图5为本实用新型的发射机双机切换器在双机并机检修情况下的示意图；[0030]图6为本实用新型的发射机双机切换器在第一功率放大系统检修且第二功率放大系统工作情况下的示意图；[0031]图7为本实用新型的功率放大系统双机切换器在第一功率放大系统工作且第一功率放大系统检修情况下的示意图。
具体实施方式
[0032]为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的发射机双机切换器的具体实施方式
、结构、特征以及实际功效，详细说明如后。[0033]本实用新型的发射机双机切换器的结构如附图1所示。[0034]图1中的发射机双机切换器主要包括:基于3dB耦合器的功率分配器Cl(即小信号的基于3dB稱合器的功率分配器)、基于3dB稱合器的功率合成器C2 (即大功率的基于3dB耦合器的功率合成器)、四个同轴开关(即S1、S2、S3和S4)以及四个吸收负载(如图1中示出的 R1、R2、R3 和 R4)。[0035]功率分配器Cl与两个功率放大系统(即图1中示出的发射机I和发射机2，这两个功率放大系统可以具体为两个固态功率放大器)均连接，该功率分配器Cl还与一个吸收负载(即图1中的Rl)连接。该功率分配器Cl到两路功率放大系统的两路信号的电长度应严格一致，以保证两者之间的相位差不大于5度。[0036]在功率分配器Cl如附图2所示的情况时，该功率分配器Cl所具有的4个端口分别为E端口、F端口、G端口以及H端口，其中，E端口为输入端口，F端口为与吸收负载Rl连接的隔离端口，G端口为耦合端口，H端口则为直通端口；此时，G端口和H端口各自分得输入端口(即E端口)的一半功率(即_3dB)，但是，两个功率的矢量角度不同，其中G端口与E端口同相，而H端口滞后E端口 90度(记为-90度)。也就是说，在按照图2所示的输入、输出和隔离负载的方式的情况下，则E端口作为输入(与发射机I的输入端连接)，F端口作为隔离端(与吸收负载Rl连接)，H端口(与发射机2的输入端连接)滞后G端口(与发射机I的输入端连接)90度；在不按照图2所示的输入、输出和隔离负载的方式的情况下，如果F端口作为输入，E端口作为隔离端，则G端口滞后H端口 90度。[0037]本实用新型的功率分配器Cl可以为微带线形式的功率分配器，也可以为带状线形式的功率分配器，还可以为悬带线形式的功率分配器。该功率分配器Cl可以采用交叉耦合方式，也可以采用非交叉耦合方式。另外，功率分配器Cl的输入端口可以为SMA型接口、SMB型接口、BNC型接口、TNC型接口或者N型接口等多种形式的高频接口，同时，该功率分配器Cl的输出端口同样可以为SMA型接口、SMB型接口、BNC型接口、TNC型接口或者N型接口等多种形式的高频接口。[0038]功率合成器C2的一个输入端与第一同轴开关SI连接,从而功率合成器C2的该输入端可以通过第一同轴开关SI与发射机I的输出端连通；功率合成器C2的另一个输入端与第三同轴开关S3连接，从而功率合成器C2的该输入端可以通过第三同轴开关S3与发射机2的输出端连通。该功率合成器C2的一个输出端与第四同轴开关S4连接，从而功率合成器C2的该输出端可以通过第四同轴开关S4与发射系统的天馈线连通。另外，该功率合成器C2的另一个输出端与一个吸收负载(即图1中的R2)连接。[0039]功率合成器C2设置于天馈线、吸收负载以及功率放大系统之间，在实际应用中，可以视天馈线和两个功率放大系统之间的位置要求的不同，合理选择功率合成器C2的安装位置。在设置其安装位置时，要保证从功率放大系统到功率合成器C2的两路射频输出线的电长度严格一致，保证两者的相位差不大于5度，以避免在功率合成时增大功率损耗。[0040]在功率合成器C2如附图3所示的情况时，该功率合成器C2所具有的4个端口分别为I端口、J端口、K端口以及L端口，其中，I端口和J端口为输入端口，K端口和L端口为合成输出端口，其中，I端口和J端口分别输入相位差为90度的两路功率信号，在I端口滞后J端口 90度(记为-90度)时，两路输入功率信号在K端口合成；而在J端口滞后I端口 90度(记为-90度)时，两路输入功率信号在L端口合成。[0041]本实用新型的功率合成器C2可以为微带线形式的功率合成器，也可以为悬带线形式的功率合成器。该功率合成器C2可以采用交叉耦合方式，也可以采用非交叉耦合方式。另外，该功率合成器C2的输入端口可以为N型接口、L27型接口、L29型接口、BNC型接口、TNC型接口、15/8型直馈接口、31/8型直馈接口或者法兰式接口等多种形式的射频接口，且该功率合成器C2的输出端口同样可以为SMA型接口、SMB型接口、BNC型接口、TNC型接口或者N型接口等多种形式的高频接口。[0042]第一同轴开关SI除了与功率合成器C2的一个输入端连接之外，还与发射机I的输出端以及第二同轴开关S2分别连接。这样，发射机I的输出端可以通过第一同轴开关SI与功率合成器C2的一个输入端连通，或者通过第一同轴开关SI与第二同轴开关S2连通。[0043]第二同轴开关S2除了与第一同轴开关SI连接之外，还与一个吸收负载(即图1中示出的R3)、第三同轴开关S3以及第四同轴开关S4分别连接，从而第二同轴开关S2可以将发射机I或者发射机2的输出端与吸收负载R3连通，或者与第四同轴开关S4连通。[0044]第三同轴开关S3除了与功率合成器C2的另一个输入端连接之外，还与发射机2的输出端连接。这样，发射机2的输出端可以通过第三同轴开关S3与功率合成器C2的另一个输入端连通，或者通过第三同轴开关S3与第二同轴开关S2连通。[0045]第四同轴开关S4除了与功率合成器C2的输出端以及第二同轴开关S2连接之外，还与吸收负载R4和发射系统的天馈线连线。这样，在不经由功率合成器C2的情况下，发射机I的输出端可以通过第二同轴开关S2和第四同轴开关S4与发射系统的天馈线连通，或者发射机2的输出端可以通过第二同轴开关S2和第四同轴开关S4与发射系统的天馈线连通。[0046]吸收负载Rl是功率分配器Cl的用于隔离的匹配负载，吸收负载R2是功率合成器C2的匹配负载，而吸收负载R3和R4是单个功率放大系统检修(即单机检修)以及两个功率放大系统同时检修(即并机检修)时的大功率吸收负载。[0047]在发射机I和发射机2并机发射状态下，本实用新型的发射机双机切换器的工作状态如附图4所示。[0048]在图4中，发射机I的输出端通过第一同轴开关SI与功率合成器C2的一个输入端连通，发射机I与吸收负载3之间通过第一同轴开关SI与第二同轴开关S2处于断开状态；发射机2的输出端通过第三同轴开关S3与功率合成器C2的另一个输入端连通，发射机2的输出端与吸收负载R3之间通过第三同轴开关S3与第二同轴开关S2处于断开状态；功率合成器C2的输出端通过第四同轴开关S4与天馈线连通。这样，发射机I和发射机2的输出信号在功率合成器C2处进行功率合成，且合成的信号通过天馈线输出，从而发射机I和发射机2形成并机发射状态。[0049]在发射机I和发射机2并机检修状态下，本实用新型的发射机双机切换器的工作状态如附图5所示。[0050]在图5中，发射机I的输出端通过第一同轴开关SI与功率合成器C2的一个输入端连通，发射机I与吸收负载3之间通过第一同轴开关SI与第二同轴开关S2处于断开状态；发射机2的输出端通过第三同轴开关S3与功率合成器C2的另一个输入端连通，发射机2的输出端与吸收负载R3之间通过第三同轴开关S3与第二同轴开关S2处于断开状态；功率合成器C2的一个输出端通过第四同轴开关S4与吸收电阻R4连通，而不再与天馈线连通。这样，发射机I和发射机2的输出信号在功率合成器C2处进行功率合成，且合成的信号并没有通过天馈线输出，而是由吸收负载R4吸收，从而发射机I和发射机2形成并机检修状态。[0051]在发射机I检修且发射机2正常工作状态下，本实用新型的发射机双机切换器的工作状态如附图6所示。[0052]在图6中，发射机I的输出端不再通过第一同轴开关SI与功率合成器C2的一个输入端连通，而是通过第一同轴开关SI和第二同轴开关S2与吸收负载3连通；发射机2的输出端不再通过第三同轴开关S3与功率合成器C2的另一个输入端连通，而是通过第三同轴开关S3和第二同轴开关S2与第四同轴开关S4连通，并通过第四同轴开关S4与天馈线连通；功率合成器C2的一个输出端通过第四同轴开关S4与吸收电阻R4连通，而不再与天馈线连通。这样，发射机I输出的信号不再进行功率合成，而是被吸收负载R3吸收，且发射机2的输出信号也不再进行功率合成，而是直接通过天馈线输出，从而形成发射机I检修且发射机2正常工作的状态。[0053]在发射机I正常工作且发射机2检修状态下，本实用新型的发射机双机切换器的工作状态如附图7所示。[0054]在图7中，发射机I的输出端不再通过第一同轴开关SI与功率合成器C2的一个输入端连通，而是通过第一同轴开关SI和第二同轴开关S2与第四同轴开关S4连通，并通过第四同轴开关S4与天馈线直接连通；发射机2的输出端不再通过第三同轴开关S3与功率合成器C2的另一个输入端连通，而是通过第三同轴开关S3和第二同轴开关S2与吸收负载R3连通；功率合成器C2的一个输出端通过第四同轴开关S4与吸收电阻R4连通，而不再与天馈线连通。这样，发射机I输出的信号不再进行功率合成，而是直接通过天馈线输出，且发射机2的输出信号也不再进行功率合成，而是被吸收负载R3吸收，从而形成发射机I正常工作且发射机2检修的状态。[0055]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示如上，然而并非用以限定本实用新型的技术，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1.一种发射机双机切换器，其特征在于，该装置包括:基于3dB耦合器的功率分配器、基于3dB耦合器的功率合成器、四个同轴开关以及四个吸收负载； 所述功率分配器与两个功率放大系统均连接，且所述功率分配器的隔离端与第一吸收负载连接； 所述功率合成器的一个输入端与第一同轴开关连接，另一个输入端与第三同轴开关连接，功率合成器的一个输出端与第四同轴开关连接，功率合成器的另一个输出端与第二吸收负载连接； 第一同轴开关还与第一功率放大系统的输出端以及第二同轴开关分别连接； 第二同轴开关还与第三吸收负载、第三同轴开关和第四同轴开关分别连接； 第三同轴开关还与第二功率放大系统的输出端连接； 第四同轴开关还与第四吸收负载和发射系统的天馈线连线。
2.按权利要求1所述的发射机双机切换器，其特征在于，所述第一功率放大系统和第二功率放大系统并机发射时，所述第一功率放大系统的输出端通过第一同轴开关与所述功率合成器的一个输入端连通，所述第二功率放大系统的输出端通过第三同轴开关与所述功率合成器的另一个输入端连通，且所述功率合成器的输出端通过第四同轴开关与所述天馈线连通。
3.按权利要求1所述的发射机双机切换器，其特征在于，所述第一功率放大系统和第二功率放大系统并机检修时，所述第一功率放大系统的输出端通过第一同轴开关与所述功率合成器的一个输入端连通，所述第二功率放大系统的输出端和通过第三同轴开关与所述功率合成器的另一个输入端连通，且所述功率合成器的输出端通过所述第四同轴开关与所述第四吸收负载连通。
4.按权利要求1所述的发射机双机切换器，其特征在于，所述第一功率放大系统检修且第二功率放大系统正常工作时，所述第一功率放大系统的输出端通过所述第一同轴开关和第二同轴开关与第三吸收负载连通，所述第二功率放大系统的输出端通过所述第三同轴开关、第二同轴开关和第四同轴开关与所述天馈线的连通。
5.按权利要求1所述的发射机双机切换器，其特征在于，所述第一功率放大系统正常工作且第二功率放大系统检修时，所述第一功率放大系统的输出端通过所述第一同轴开关、第二同轴开关和第四同轴开关与所述天馈线的连通，所述第二功率放大系统的输出端通 过所述第三同轴开关和第二同轴开关与第三吸收负载连通。
6.按权利要求1所述的发射机双机切换器，其特征在于，所述功率分配器包括:微带线形式或者带状线形式或者悬带线形式的功率分配器。
7.按权利要求6所述的发射机双机切换器，其特征在于，所述功率分配器的输入端口和/或者输出端口包括=SMA型接口、SMB型接口、BNC型接口、TNC型接口或者N型接口。
8.按权利要求1所述的发射机双机切换器，其特征在于，所述功率合成器包括:微带线形式或者悬带线形式的功率分配器。
9.按权利要求1至7中任一权利要求所述的发射机双机切换器，其特征在于，所述功率合成器的输入端口和/或输出端口包括:N型接口、L27型接口、L29型接口、BNC型接口、TNC型接口、15/8型直馈接口、31/8型直馈接口或者法兰式接口。
10.按权利要求1至7中任一权利要求所述的发射机双机切换器，其特征在于，所述功率分配器包括:采用交叉耦合方式的功率分配器或者采用非交叉耦合方式的功率分配器；所述功率合成器 包括:采用交叉耦合方式的功率分配器或者采用非交叉耦合方式的功率合成器。
专利摘要本实用新型是关于发射机双机切换器，包括基于3dB耦合器的功率分配器和功率合成器、四个同轴开关及四个吸收负载；功率分配器与两个功率放大系统均连接，且其隔离端与第一吸收负载连接；功率合成器的两个输入端与第一同轴开关和第三同轴开关分别连接，功率合成器的一个输出端与第四同轴开关连接，且另一个输出端与第二吸收负载连接；第一同轴开关还与第一功率放大系统的输出端及第二同轴开关均连接；第二同轴开关还与第三吸收负载、第三同轴开关和第四同轴开关均连接；第三同轴开关还与第二功率放大系统的输出端连接；第四同轴开关还与第四吸收负载和天馈线连线。本实用新型可以在避免资源浪费的同时，避免出现整机输出功率大幅度降低的问题。
文档编号H04B1/02GK202931293SQ20122065107
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者叶进, 张东升, 李万柱, 武俊斌 申请人:北京北广科技股份有限公司