一种基于变压器巴伦的高功率合路器及选型方法与流程

本发明涉及射频微波，具体涉及一种基于变压器巴伦的高功率合路器及选型方法。

背景技术：

1、在微波技术中，变压器应用广泛，按参数类型分，大致可分为集中参数变压器和分布参数变压器，两者各有其适用场景和应用限制。传输线变压器是由传输线（双绞线、同轴线、微带线等）绕制在磁芯上构成的，因而可视为集中参数变压器和分布参数传输线阻抗变换器相结合的产物，常用的变压器巴伦就是其应用之一，具有阻抗变换、信号的平衡-非平衡变换、功率分配及合成等作用，它既能在较高频段工作，又保持了集中参数变压器尺寸小、相对带宽大的优点。相应的，同向功率分配/合成器也可应用此种技术。

2、但传统的传输线变压器仍然具有一些限制，如因线材材质硬度导致的加工工艺难度大，线圈折弯导致传输线变压器形式的合路器的尺寸大不易于安装、绕线过程中初级次级线圈绕制不紧密导致的一致性差等问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于变压器巴伦的高功率合路器及选型方法，以解决目前传输线变压器形式的合路器一致性差的问题。

2、第一方面，本发明提供的一种基于变压器巴伦的高功率合路器，包括：

3、变压器，所述变压器包括：

4、初级线圈n1，所述初级线圈n1包括抽头1和抽头2；

5、次级线圈n2，所述次级线圈n2包括抽头3和抽头4；

6、其中所述抽头1和所述抽头3为同名端，所述抽头2和所述抽头4为同名端；所述抽头1和所述抽头4连接作为合路器的合成端输出rfout，所述抽头2和所述抽头3作为合路器的分离端，所述抽头2连接功率输入rfin1，所述抽头3连接功率输入rfin2，功率输入rfin1和功率输入rfin2为同向等值功率输入；

7、隔离电阻rab，两端分别和所述抽头2、所述抽头3连接。

8、由上述技术方案可知，本发明提供的一种基于变压器巴伦的高功率合路器，变压器的初级线圈n1的抽头1和次级线圈的抽头4连接性成合路器的合成端输出，初级线圈的抽头2和次级线圈的抽头3分别引出作为两路分路段，可直接对接外部电路，实现双路二合一的功率合成。配合隔离电阻可实现同相位双路等功率合成。

9、可选地，所述隔离电阻rab的阻值为，其中r2为rfin1的特性阻抗，r3为rfin2的特性阻抗，r14为rfout的特性阻抗。隔离电阻的阻值采用，以达到最佳传输匹配，适应合路变压器的倍数级联，从而实现多路功率合成。

10、可选地，所述分离端rfin1、rfin2之间的绕线电感量lab根据隔离比t确定：，其中为下限频率。

11、可选地，所述变压器通过第一pcb板和第二pcb板装配形成，所述第一pcb板上焊接有插座，所述第二pcb板上焊接有排针，所述第一pcb板、所述第二pcb板通过排针和插座对插连接，所述第一pcb板和所述第二pcb板之间设置有铁氧体磁环。初级线圈和次级线圈以排针和插座的方式连接，代替了传统双绞线绕制的方式，通过上下对插的方式实现了更便捷的安装。

12、可选地，所述排针包括两排间隔设置的插针，两排所述插针等数量且呈同心圆均匀排布，内排插针和外排插针通过微带线一一对应连接；所述铁氧体磁环位于所述内排插针和所述外排插针之间。通过微带线代替双绞线，并配合排针和插座，提高安装的便捷性。

13、可选地，所述内排插针和所述外排插针的设置数量根据铁氧体磁环的性能确定：，其中为所述铁氧体磁环的电感系数，n为绕线匝数即内排插针或外排插针的数量。

14、可选地，所述隔离电阻rab可拆卸设置于所述第一pcb板上，所述隔离电阻rab为引线式微带电阻。隔离电阻可拆卸，若将隔离电阻断开不接，可实现对应比值的巴伦阻抗变换，用于抑制共模信号，实现平衡-不平衡的转换。

15、第二方面，本发明提供的一种选型方法，适用于第一方面任一种可能实现方式的基于变压器巴伦的高功率合路器，包括：

16、根据合路器的合成端及分离端的特性阻抗，确定隔离电阻rab的阻值；所述隔离电阻的阻值为，其中r2为rfin1的特性阻抗，r3为rfin2的特性阻抗，r14为rfout的特性阻抗；

17、根据所述隔离电阻rab的阻值，确定所述分离端rfin1、rfin2之间的绕线电感量lab；

18、根据绕线电感量lab，对绕线匝数n和铁氧体磁环选型；铁氧体磁环的电感系数。

19、采用上述技术方案，本申请具有如下有益效果：

20、本发明提供的合路器，变压器的初级线圈n1的抽头a和次级线圈的抽头d连接性成合路器的合成端输出，初级线圈的抽头b和次级线圈的抽头c分别引出作为两路分路段，可直接对接外部电路，实现双路二合一的功率合成；配合隔离电阻可实现同相位双路等功率合成。

21、本发明提供的选型方法，可适应整机产品对安装尺寸、功率等级的要求，可适应性对绕线匝数n和铁氧体磁环进行选型，克服了传统绕线式变压器线材选择少，粗线材绕线工艺难度大导致一致性差的问题。

技术特征：

1.一种基于变压器巴伦的高功率合路器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于变压器巴伦的高功率合路器，其特征在于，所述隔离电阻rab的阻值为，其中r2为rfin1的特性阻抗，r3为rfin2的特性阻抗，r14为rfout的特性阻抗。

3.根据权利要求2所述的基于变压器巴伦的高功率合路器，其特征在于，所述分离端rfin1、rfin2之间的绕线电感量lab根据隔离比t确定：，其中为下限频率。

4.根据权利要求3所述的基于变压器巴伦的高功率合路器，其特征在于，所述变压器通过第一pcb板和第二pcb板装配形成，所述第一pcb板上焊接有插座，所述第二pcb板上焊接有排针，所述第一pcb板、所述第二pcb板通过排针和插座对插连接，所述第一pcb板和所述第二pcb板之间设置有铁氧体磁环。

5.根据权利要求4所述的基于变压器巴伦的高功率合路器，其特征在于，所述排针包括两排间隔设置的插针，两排所述插针等数量且呈同心圆均匀排布，内排插针和外排插针通过微带线一一对应连接；所述铁氧体磁环位于所述内排插针和所述外排插针之间。

6.根据权利要求5所述的基于变压器巴伦的高功率合路器，其特征在于，所述内排插针和所述外排插针的设置数量根据铁氧体磁环的性能确定：，其中为所述铁氧体磁环的电感系数，n为绕线匝数即内排插针或外排插针的数量。

7.根据权利要求6所述的基于变压器巴伦的高功率合路器，其特征在于，所述隔离电阻rab可拆卸设置于所述第一pcb板上，所述隔离电阻rab为引线式微带电阻。

8.一种选型方法，适用于权利要求1-7任一所述的基于变压器巴伦的高功率合路器，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及射频微波技术领域，公开了一种基于变压器巴伦的高功率合路器及选型方法，其中合路器包括变压器，其中变压器包括初级线圈N1和次级线圈N2，初级线圈N1包括抽头A和抽头B，次级线圈N2包括抽头C和抽头D，其中抽头A和抽头C为同名端，抽头B和抽头D为同名端；抽头A和抽头D连接作为合路器的合成端输出RFout，抽头B和抽头C作为合路器的分离端，抽头B连接功率输入RFin1，抽头C连接功率输入RFin2，功率输入RFin1和功率输入RFin2为同向等值功率输入；隔离电阻Rab的两端分别和抽头B、抽头C连接。本发明涉及的合路器可直接对接外部电路，实现同相位双路等功率合成，且可保证合路器两个分离端的一致性。

技术研发人员：朱培文,尹巧星,赵俊君,陈旭,韩向西
受保护的技术使用者：江苏神州半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1