专利名称：一种基于GYSEL网络的5kW调频五路合成器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于GYSEL网络的5kW调频五路合成器。
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. 12dB，WILKINSON合成器则为0. IdB,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。有鉴于此，确有必要提出一种基于GYSEL网络的5KW调频五路合成器。以降低合成系统的功率损耗和生产成本，便于生产方便及提高系统稳定性。
发明内容本实用新型的目的是提供一种基于GYSEL网络的5kW调频五路合成器，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5kW调频五路合成器，包括输入连接器、带状传输线、输出连接器、同轴变阻器、隔离电阻连接器，所述的带状传输线为五路λ/4基于阻抗匹配设计的曲线形带状传输线，每一路带状传输线结构相同，位于同一个平面内，共用同一组平行地平面，并通过金属支撑互相隔离；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五路带状传输线公共节点相连接。所述的带状传输线通过点支撑结构固定于两相邻的金属支撑之间的平面内。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是本实用新型基于GYSEL网络的5kW调频五路合成器，提高了合成器的功率容量，可满足5KW调频全固态发射机的功率合成的使用要求，并且该合成器具有工作频带宽、输入电压驻波比小、插入损耗小、隔离度大、功率容量大、加工简单、免调试、成本低等特点。本实用新型由于采用了五路合成的大功率容量带状传输线、二次阻抗变换的同轴传输硬馈及弯头，具有带宽宽、输入电压驻波比小、输入差损小、输入隔离度高、功率容量大、成本低、加工简单、免调试等特点，非常适用于5KW调频广播发射机的功率合成的应用。
图1是一种基于GYSEL网络的5kW调频五路合成器的带状传输线顶视图；图2是一种基于GYSEL网络的5kW调频五路合成器的侧视图；图3是一种基于GYSEL网络的5kW调频五路合成器电压驻波比实测图；图4是一种基于GYSEL网络的5kW调频五路合成器插入损耗实测图。图中1-封板2-输入连接器3-隔离电阻连接器4-合金铝支撑5-带状传输线 6-绝缘支撑柱7-输出连接器8-螺丝固定孔9-抱箍10-变阻弯头11-喉箍12-传输线硬馈
具体实施方式
以下结合附图详细叙述本实用新型的具体实施方式
。一种基于GYSEL网络的5kW调频五路合成器，由带状传输线与同轴传输线共同构成GYSEL网络；带状传输线结构一致，在同一个平面内，互相屏蔽；针对指定频率设计的 GYSEL网络；外置大功率容量的GYSEL网络隔离电阻、弯头及同轴传输线。见图1，带状传输线5为五路λ /4基于阻抗匹配设计的曲线带状传输线，每一路带状传输线结构相同，位于同一个平面内，共用同一组平行地平面，并通过合金铝支撑4互相隔离；每一路带状传输线5 —端与输入连接器2相连接，另一端在输出连接器7汇聚为公共节点，与同轴变阻器相连接；所述的五路带状传输线5、输入连接器2、隔离电阻连接器3设置于一个由上、下封板1及侧板构成的封闭腔体之中。见图2，同轴变阻器包括变阻弯头10和变阻传输线硬馈12，变阻传输线硬馈12通过喉箍11、变阻弯头10、抱箍9与输出连接器7内的五路带状传输线公共节点相连接。所述带状传输线为GYSEL网络的第一分支传输线，用以功率传输和参与阻抗匹配。所述同轴传输线是阻抗为特性阻抗的聚四氟同轴电缆，为GYSEL网络的第二、第三分支传输线。所述带状传输线内导体的点支撑结构绝缘支撑柱6用聚四氟乙烯棒加工而成， 把带状线内导体支撑固定于两相邻的的合金铝板的中心平面内。所述带状传输线结构一致，在同一个平面内，互相屏蔽五路带状传输线内导体采用一定厚度的黄铜板线切割一次成型，并安装于具有一定强度的相互平行合金铝支撑中间。所述针对指定频率设计的GYSEL网络所述λ /4带状传输线或同轴传输线所对应的波长λ，是指定频率所对应的波长。本装置外置大功率容量的隔离电阻，通过隔离电阻连接器连接于合成器腔体之外，用大功率容量的高频电阻制成。本装置改变了标准的GYSEL网络的功率传输分支的阻抗，使其带状传输线的内导体宽度增加，功率容量提高。在五路带状传输线的公共节点处增加同轴变阻器，用以带状传输线的公共节点到特性阻抗的阻抗变换。增大GYSEL合成器的腔体，使其带状传输线的相互干扰减小，减小插入损耗。本装置的技术指标如下频率范围87.5 108MHz工作带宽彡8MHz功率输入口 VSWR ^ 1. 05 1 (工作频率)输入口功率容量彡1. OKW输入插损^ 0. 2OdB (工作频率)输入隔离度彡35. OdB (工作频率)输入连接器L27K连接器输出连接器40直通硬馈。
权利要求1.一种基于GYSEL网络的5kW调频五路合成器，包括输入连接器、带状传输线、输出连接器、同轴变阻器、隔离电阻连接器，其特征在于，所述的带状传输线为五路λ/4基于阻抗匹配设计的曲线形带状传输线，每一路带状传输线结构相同，位于同一个平面内，共用同一组平行地平面，并通过金属支撑互相隔离；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。
2.根据权利要求1所述的一种基于GYSEL网络的5kW调频五路合成器，其特征在于，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五路带状传输线公共节点相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于GYSEL网络的5kW调频五路合成器，其特征在于，所述的带状传输线通过点支撑结构固定于两相邻的金属支撑之间的平面内。
专利摘要本实用新型涉及一种基于GYSEL网络的5kW调频五路合成器，其特征在于，所述的带状传输线为五路λ/4基于阻抗匹配设计的曲线带状传输线，每一路带状传输线结构相同，位于同一个平面内，共用同一组平行地平面，并通过金属支撑互相隔离；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。本实用新型的有益效果是其结构设计合理，外置隔离电阻、体积小，维护方便，散热效果好，生产成本低。
文档编号H01P5/12GK202268465SQ20112039539
公开日2012年6月6日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者宋春水, 赵旭钢, 郑义 申请人:辽宁普天数码产业有限公司