[实用新型]一种基于GYSEL网络的10kW调频十路合成器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于GYSEL网络的10KW调频十路合成器，实现二次阻抗变换的装置。

背景技术

随着半导体固态器件科学、设计制造、生产工艺不断取得长足的发展，全固态广播电视发射机，特别是调频广播发射机进入了实用阶段。全固态调频发射机具有电子管发射机不可比拟的优势：其冗余度、可靠性高，寿命长，效率高，实用安全方便。

但由于目前无法生产千瓦级的高频固态器件，要制造大功率发射机必须使用多个中功率固态器件。但多个中功率器件简单的并联工作存在致命的缺陷甚至根本无法正常工作：一是并联后，阻抗太小，很难匹配；二是各固态器件之间很难保证参量完全一致，容易造成失配或损坏。此外，若其中一个固态器件损坏，并联的其他固态器件都面临损坏的威胁，可靠性很差。因此，要制造大功率发射机必须采用具有隔离作用的功率合成技术。

在微波电路中，功率合成器是非常重要的器件，它广泛应用于馈线系统、混频及功率放大单元。常用的功率合成器包括GYSEL合成器和WILKINSON合成器两种。

GYSEL网络的理论阐述于20世纪70年代由Ulrich Gysel H提出，是WILKINSON网络的一种变形。其拓扑结构介于分支线耦合器结构和WILKINSON网络之间，与分支线耦合器一样，其终端负载可以通过一段任意长度，特性阻抗与负载阻抗相同的传输线引到电路上，因而负载可以根据需要外接在电路上，便于大功率隔离负载的使用。

GYSEL合成器具有和WILKINSON合成器一样的相对带宽。GYSEL合成器可以采用同轴线、带状线及微带线等多种形式实现。GYSEL合成器在20％相对带宽情况下，其插入损耗、电压驻波比等指标比WILKINSON合成器要好，显示出较好的宽带特性。窄带情况下，当传输线损耗相同时，GYSEL合成器的损耗值约为0.12 dB，WILKINSON合成器则为0.1 dB，电压驻波比也稍大一些。但是GYSEL合成器有更高的隔离度，回波功率消耗在隔离电阻上，加上GYSEL合成器的结构加工相对容易，所以，中小功率的合成多用WILKINSON合成器，大功率的功率合成多用GYSEL合成器，尤其是大功率的多路合成时，WILKINSON合成器加工困难，GYSEL合成器的优势更加明显。由于其在高功率性能方面的优点，得到了广泛的应用，通常用在传输功率较大而幅相一致性要求又很高的网络里面。

调频全固态10KW发射机的末级功率合成方案较多，基本都是二级或三级合成。其中最常见的是：先用GYSEL合成器合成两个独立的5KW，再用3dB耦合器二次合成为10KW。这种合成的不足：受空间的限制，两个5KW GYSEL合成器的腔体不能做得很大，导致插入损耗偏大(0.3～0.5dB)，产生的热量不容易散发；3dB耦合器为宽带耦合器，在调频的大功率合成应用为窄带应用，容易产生相对较大的损耗(0.2～0.3dB)；在两次合成的过程里，会产生比较大的损耗(0.5～0.6dB)，导致射频功率的不必要浪费，所产生的热量也会带来合成系统的稳定性的降低；为了保证整个合成网络的稳定性，3dB耦合器的隔离电阻需要的功率容量较大，大功率的隔离电阻必然会带来大的安装空间要求和较高的生产成本；同相性保证相对困难。

有鉴于此，确有必要提出一种克服上述缺陷的基于GYSEL网络的10KW调频十路合成器。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于GYSEL网络的10KW调频十路合成器，其结构设计合理，外置隔离电阻、体积小，维护方便，散热效果好，生产成本低。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于GYSEL网络的10kW调频十路合成器，包括带状传输线与同轴传输线共同构成的GYSEL网络，其特征在于，在十路带状传输线的公共节点处增设用以实现十路带状传输线公共节点到特性阻抗的阻抗变换的λ/4同轴变阻器，所述的十路带状传输线结构相同，位于同一个平面内，互相屏蔽；每一路带状传输线一端与输入连接器相连接，另一端在输出连接器汇聚为公共节点，与同轴变阻器相连接。

所述的同轴变阻器包括变阻弯头和变阻传输线硬馈，变阻传输线硬馈通过变阻弯头与输出连接器内的十路带状传输线公共节点相连接。

所述的十路带状传输线所在的平面内设有隔离电阻连接器，通过隔离电阻连接器连接有外置隔离电阻。

所述的十路带状传输线、输入连接器、隔离电阻连接器设置于一个封闭腔体之中，每路带状传输线之间设有起屏蔽及支撑作用的合金铝支撑结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：