电路功率合成技术.pptx

背景介绍 随着无线电技术的发展 人们对功率的要求越来越大 单个器件输出功率无法满足要求 放大与耦合 1 共发射极放大电路 2 分压式偏置共发射极放大电路 3 共射级输出器 优点是频带宽 可作直流放大器使用 但前后级工作有牵制 稳定性差 设计制作较麻烦 电路功率合成技术 组员 喜沫林 杨昊 赵健博 喻童 孙皓琦 熊航 屠一哲 邓磊 梁芸 组长 尹哲 研讨流程 基本定义 定义 功率合成技术就是将多个功率放大器的输出功率叠加起来 给负载提供足够大的输出功率 一个理想的功率合成电路应该具有以下特点 N个同类型的功率放大器 它们的输出振幅相等 通过功率合成器输出给负载的功率应等于各功率放大器输出功率的和 与功率合成器连接的各功率放大器彼此隔离 任何一个功率放大器发生故障时 不影响其他放大器的功率输出 实现功率合成的电路种类很多 一般都由无源元件组成 统称为魔T混合网络 在实际应用中 往往需要功率合成电路具有宽带特性 这种功率合成电路由传输线变压器构成 实现功率合成的关键 魔T型混合网络 1 C端为同相功率合成端 当A B两端输入等值同相功率时 C端功率负载Rc上获得两功率合成 而D端功率Rd上无功率输出 2 D端为反相功率合成端 当A B两端输入等值反相功率时 D端功率负载Rd上获得两功率合成 而C端功率Rc上无功率输出 3 反相功率合成通常性能优于同相功率合成 几种典型合成网络 1端为 和 端3端为 差 端1 3相互隔离2 4相互隔离 一 魔T混合网络 几种典型合成网络 二 正交型混合网络 频率低时用 a 频率高时用 b 此网络常用于电话机中的混合网络 几种典型合成网络 三 环形混合网络 电路对某一频率其特性是理想的 所以通常适用于窄带信号 实际操作电路 传输线变压器混合电路 各端的匹配阻抗为 A B端为R C端为R 2 D端为2R 类似与1 4传输线变压器 可保持各端宽带性 是最主要的优点 与空间功率合成技术比较 优点 结构简单 插入损耗小 提高播出设备的可靠性 故障率降低 维护量减少 频带宽 缺点 在需要大功率情况下受功率影响大 由于受晶体管材料本身的制约和功放级数的制约 合成路数大都是6路或8路 输出功率UHF不超过6kW VHF可以达到10kW需要更高功率时要再次合成 以6W为一个组合 两次组合合成10kW 三次组合合成15kW 这时合成网络采用同轴结构 接近多单元天线系统中的功分器 科技前沿 一 放大器件基本由芯片代替 放大倍数提高 二 合成功率大大提高 获得高功率 合成效率的传统电路合成有 TRW公司在62GHz通过双通道放大器和芯片外组合效率为89 NorthropGrumman公司用16个芯片在W波段合成效率为90 Lockheed Martin公司研制出来的 通过4个AF035PI 00合成在32 8GHz合成效率接近92 传输线变压器又称为传输线阻抗变换器 它以传输线绕制在磁芯上而得名 这种阻抗变换器兼备了集总参数变压器和传输线的优点 因而可以做得体积小 功率容量大 工作频带相当宽 fmax fmin 10 它除具有阻抗变换作用外 采用适当的连接方式还可以完平衡一平