專(zhuān)利名稱(chēng)：微帶大功率分配合成器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通信領(lǐng)域大功率分配電路，尤其是數(shù)字電視發(fā)射機(jī)設(shè)備的微帶大 功率分配合成器。
二背景技術(shù)：
全固態(tài)數(shù)字電視發(fā)射機(jī)產(chǎn)品中的功放模塊通常使用LDMOSFET (橫向擴(kuò)散金屬 氧化物硅場(chǎng)效應(yīng)管)器件，目前這種器件的最大峰值輸出功率一般為幾百瓦，為了實(shí) 現(xiàn)千瓦級(jí)大功率輸出，輸出端必須使用大功率合成器。數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的頻率輸出高， 典型是用于470 860MHz，需要采用微帶大功率分配合成器。
常用的功率分配合成器都有是等功率分配及合成。在數(shù)字廣播電視應(yīng)用頻段，功
率分配合成器從電路形式上來(lái)看，主要有微帶線(xiàn)、帶狀線(xiàn)、同軸腔等功率分配合成方 式。同軸腔形式的優(yōu)點(diǎn)是承受功率大，插損小，缺點(diǎn)是端口駐波比大，而且兩端口間 無(wú)任何隔離；微帶線(xiàn)、帶狀線(xiàn)形式優(yōu)點(diǎn)是端口間有很好的隔離、端口駐波比不大，缺 點(diǎn)是插損相對(duì)較大，承受功率相對(duì)較小。綜合以上幾種方式的優(yōu)缺點(diǎn)，在數(shù)字廣播電 視發(fā)射機(jī)中，千瓦左右的功率分配合成器廣泛采用微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)的功率分配合成方 式。但還有值得改進(jìn)的余地。
三、 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是提出一種改進(jìn)的分米波段大功率分配合成器，尤其是采用四分 之一波長(zhǎng)的微帶阻抗變換網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)470 860MHz頻段內(nèi)兩路等功率分配或者合成。
本實(shí)用新型目的是這樣實(shí)現(xiàn)的微帶大功率分配合成器，由微帶阻抗和隔離電阻 構(gòu)成，所述微帶阻抗由一節(jié)或兩節(jié)四分之一波長(zhǎng)的微帶阻抗并聯(lián)構(gòu)成，微帶阻抗隔離 電阻使用引線(xiàn)式電阻，采用3-6mm厚度的聚四氟乙烯介質(zhì)板作為微帶阻抗的基板， 尤其是采用兩節(jié)四分之一波長(zhǎng)微帶阻抗變換網(wǎng)絡(luò)。本實(shí)用新型保證寬帶內(nèi)電壓駐波比 性能；采用4mm厚度的聚四氟乙烯介質(zhì)作為基板，不僅介質(zhì)損耗系數(shù)(tg S《1 X 10—3) 小，而且介電常數(shù)(2.55)相對(duì)較低，可以使特定特性阻抗的微帶線(xiàn)是最寬，降低損 耗，允許大功率應(yīng)用；精確計(jì)算隔離電阻，隔離電阻使用引線(xiàn)式電阻，適當(dāng)拉開(kāi)兩端 口距離，減小耦合，雙端口微帶線(xiàn)印制方式盡量保持對(duì)稱(chēng)。
設(shè)有50 Q負(fù)載終端的射頻系統(tǒng)，其等分功率分配合成器分支處的阻抗一節(jié)并聯(lián)的 輸入阻抗為IOOQ的微帶阻抗。
設(shè)有三個(gè)端口 50Q負(fù)載終端的射頻系統(tǒng)；其等分功率分配合成器由兩節(jié)四分之 一波長(zhǎng)的微帶阻抗并聯(lián)，其中一節(jié)阻抗為60.68Q、第二節(jié)阻抗為82.4Q的微帶線(xiàn)， 長(zhǎng)度在中心頻率處為四分之一波長(zhǎng)。
本實(shí)用新型的在益效果是；采用此實(shí)用新型方案實(shí)現(xiàn)的功率分配合成器，使用低損耗系數(shù)的聚四氟乙烯介質(zhì)，防止介質(zhì)板發(fā)熱；介質(zhì)的介電常數(shù)相對(duì)較低，特定特性 阻抗的微帶線(xiàn)較寬，導(dǎo)體電阻小，損耗低；采用兩節(jié)A/4微帶阻抗變換網(wǎng)絡(luò)，在470 860MHz頻帶內(nèi)，各端口回波損耗均大于20dB;通過(guò)奇偶模分析法，精確計(jì)算隔離電 阻，兩端口隔離度大于20dB。
四

圖1是二等分功率分配器匹配示意圖
圖2是470 860MHz功率分配合成器實(shí)現(xiàn)電路框圖
五具體實(shí)施方式
對(duì)于50Q的射頻系統(tǒng)，等分功率分配合成器分支處的阻抗并聯(lián)后到阻抗結(jié)處應(yīng)為 50Q，見(jiàn)下圖1中所示的匹配網(wǎng)絡(luò)。從輸入端口看Z^Z(T50Q，而且Z^Zw〃Z
in2=50Q，且是等分的，所以Zin^Z,n2，①處Zw、②處Z,n2的輸入阻抗應(yīng)為IOOQ，
①、②處到輸出終端50Q就需要通過(guò)A/4微帶阻抗變換來(lái)實(shí)現(xiàn)匹配。
對(duì)于窄帶功率分配合成應(yīng)用，常使用單節(jié)A/4微帶線(xiàn)實(shí)現(xiàn)阻抗變換，但對(duì)于寬帶 應(yīng)用，為滿(mǎn)足寬帶頻響和帶內(nèi)電壓駐波比要求，必須使用多節(jié)入/4微帶階梯阻抗變換。 本功率分配合成器實(shí)現(xiàn)電路框圖見(jiàn)圖2。圖中Portl、 Port2、 Port3均為50Q的負(fù)載終 端；Z2分另lJ為60.68Q、 82.4Q特性阻抗的微帶線(xiàn)，長(zhǎng)度在中心頻率處為四分之 一波長(zhǎng)；Rl、 R2為隔離電阻。
實(shí)現(xiàn)步驟及方法；
1) 多節(jié)階梯阻抗變換帶內(nèi)電壓駐波比響應(yīng)特性使用切比雪夫響應(yīng)，計(jì)算相對(duì)<formula>formula see original document page 4</formula> 帶寬 '，計(jì)算阻抗變換比11=100/50=2。
根據(jù)契比雪夫多節(jié)A /4微帶變阻器理論，査帶內(nèi)電壓駐波比P和R及W
之間的關(guān)系表，當(dāng)11=2， W=0.6， P-1.08時(shí)，所需的微帶變阻器節(jié)數(shù)『2。 根據(jù)二節(jié)契比雪夫入/4微帶變阻器各節(jié)歸一化特性阻抗表，查R=2， W=0.6 時(shí)的Z尸1.2136 (60.68 Q), Z ^R/Z尸2/1.2136=1.648 (82.4Q)。 當(dāng)11=2時(shí)，通過(guò)奇偶模分析法，確定奇偶模電壓激勵(lì)時(shí)的等效電路，根據(jù) 無(wú)損網(wǎng)絡(luò)的反射系數(shù)關(guān)系，得到
<formula>formula see original document page 4</formula> Rl、 R2隔離電阻，計(jì)算歸一化隔離電阻值R產(chǎn)4.9811 (249Q)， R2=1.9245 (96
Q )。
5) 根據(jù)聚四氟乙烯玻璃布雙面覆銅板(F4B-l/2)介電常數(shù)(er=2.55)，印 制板厚度(4mm)，印制導(dǎo)體銅的厚度(0.035 um)，計(jì)算各種特性阻抗的微帶線(xiàn)寬度W產(chǎn)327.5mil， W2=187.4mil，計(jì)算各種特性阻抗的微帶線(xiàn)在中
心頻率 <formula>formula see original document page 5</formula>處的入/4
長(zhǎng)度為入1=3057mil=305.7mm ，入2=3112mil=3112mm。
權(quán)利要求1、微帶大功率分配合成器，由微帶阻抗和隔離電阻構(gòu)成，其特征是由一節(jié)或兩節(jié)四分之一波長(zhǎng)的微帶阻抗并聯(lián)構(gòu)成，微帶阻抗隔離電阻使用引線(xiàn)式電阻，采用3-6mm厚度的聚四氟乙烯介質(zhì)板作為微帶阻抗的基板，
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶大功率分配合成器，其特征是設(shè)有50Q負(fù)載終端 的射頻系統(tǒng)，其等分功率分配合成器分支處的阻抗一節(jié)并聯(lián)的輸入阻抗為100Q的微 帶阻抗。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的微帶大功率分配合成器，其特征是設(shè)有三個(gè)端口50Q 負(fù)載終端的射頻系統(tǒng)；其等分功率分配合成器由兩節(jié)四分之一波長(zhǎng)的微帶阻抗并聯(lián)， 其中一節(jié)阻抗為60.68Q、第二節(jié)阻抗為82.4Q的微帶線(xiàn)，長(zhǎng)度在中心頻率處為四分 之一波長(zhǎng)。
專(zhuān)利摘要微帶大功率分配合成器，由微帶阻抗和隔離電阻構(gòu)成，由一節(jié)或兩節(jié)四分之一波長(zhǎng)的微帶阻抗并聯(lián)構(gòu)成，微帶阻抗隔離電阻使用引線(xiàn)式電阻，采用3-6mm厚度的聚四氟乙烯介質(zhì)板作為微帶阻抗的基板，設(shè)有50Ω負(fù)載終端的射頻系統(tǒng)，其等分功率分配合成器分支處的阻抗一節(jié)并聯(lián)的輸入阻抗為100Ω的微帶阻抗。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的功率分配合成器，使用低損耗系數(shù)的聚四氟乙烯介質(zhì)，防止介質(zhì)板發(fā)熱；介質(zhì)的介電常數(shù)相對(duì)較低，特定特性阻抗的微帶線(xiàn)較寬，導(dǎo)體電阻小，損耗低。
文檔編號(hào)H04N5/38GK201131004SQ20072004658
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者威 張 申請(qǐng)人:熊貓電子集團(tuán)有限公司;南京熊貓電子股份有限公司