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1、1宽边宽边耦合耦合带线带线在大功率合成中的在大功率合成中的应应用用段德段德钦钦 摘要：摘要：宽边宽边耦合耦合带带状状线线在在 VHF 频频段大功率合成中，用作合成器和分配器，具有插入段大功率合成中，用作合成器和分配器，具有插入损损耗小、两端口相位和幅耗小、两端口相位和幅值值均衡度好、功率容量大、体均衡度好、功率容量大、体积积小、便于装配和小、便于装配和调试调试的特点，是一种很好的大功率合成方式。的特点，是一种很好的大功率合成方式。关关键词键词： ：宽边宽边耦合耦合带带状状线线 功率合成功率合成Abstract: Using Broadside-Coupled Strip Transmissio
2、n Lines as synthesizer and dispatcher in high-powered VHF synthesis, there are several advantages such as less insertion loss; better amplitude and phase balance between two port; higher power capacity; compactness; convenient for installation and adjustment. It is a valuable synthesis method.Keywor
3、d: Broadside-Coupled Strip Transmission Lines Power Synthesis150MHz 频段无线寻呼发射机通常发射功率为 100W,工作电压为 13.8VDC。单管在该电压条件下，能达 100W 者甚少，国内外寻呼发射机生产厂家多数都采用双管合成的方式，单管功率可达 75W，合成后仅使用至 100W，设计冗余大，稳定可靠，性价比较好。以下是介绍几种合成方式和特点：1、00合成合成a、 合成线参与调配，如图 1特点：将合成（分配）线与传输线匹配线融为一体，便于缩小体积，但带宽较窄且对“对管”参数的一致性要求较高，当“对管”中的一个损坏时，另一个放大
4、管因失配也将造成损坏。这种方式在业余电台功放中较常使用。b、合成线不参与调配，如图 2因合成（分配）器不参与调配，体积较大，带宽相对于上述方法的要宽，该方式当平衡电阻额定功率容量足够大时，一个放大管的损坏将对另一个不会造成危害。在 VHF 频段因波长太长较少使用，而进入 UHF 频段却常见使用。2图 1 图 22、对对称巴称巴伦伦（ （Balance）合成，如）合成，如图图 3该方式常使用于封装在一个基板上的对管大功率放大器电路中，该方式频带宽、稳定性好，但因折弯成“U”形的半刚性电缆介电常数（r=1.98）与 PCB 板介电常数（r=2.22.7）不一致,造成在两种介质内的传输相位不同而合成
5、(分配)损耗较大,理论计算和实测值均在-0.6db-0.7db 之间。这在大功率合成中不是最佳方案。图 33、绞绞合合线线合成，如合成，如图图 4a、 、4b图 4a 图 4b近几年来，国外大功率放大器中经常使用绞合线用于功率的分配和合成，该绞合线供方提供了设计指南。根据不同的频率，裁切不同的长度，根据不同的功率容Q1Q2INPUTOUTPUTQ1Q2INPUTOUTPUTQ1Q2INPUTOUTPUT护套外导体介质 平行绞合线Er和直通3量，选用不同的线经。该绞合线在电路的设计及批量生产的产品中使用简便，且体积小，重量轻。该方式的缺点是:a、 分配（合成）两端口的平衡性较差，且无法调节，一端
6、口的损耗为-0.2db，另一端口最差的将达-0.4-0.45db；b、 成本较高。4、 、宽边宽边耦合耦合带线带线（外形（外形图图如如图图 5） ） 图 5宽边耦合带线在 VHF 频段和 UHF 频段用于合成和分配，具有体积小、功率容量大、损耗小、分配（合成）端口平衡性能优等特点。我们根据 Characteristic Impedance of Broadside-Coupled Strip Transmission Lines 的理论，利用 HP公司的 EESOF 微波软件计算，理论和实际基本吻合（如图 6），在生产中得到了广泛的应用。图 6LErGROUNDGROUND1 234DBS21
7、 CPLRDBS41 CPLR-2.5-3.0-3.5 138.0153.0168.0 MHzDBDBS21DBS41 CPLRCPLR实测值实测值理论值理论值4电路设计程序为：! DESIGNED FOR -3dB COUPLER IN AMP150DIMFREQ MHzRES OHLNG MMANG DEGVARW0=1.1L0=296CKTSSUB ER=2.70 B=3.13 T=0.035 RHO=1TAND TAND=0.002SBCLIN 1 2 3 4 WW0 S=0.28 LL0RES 3 0 R=50DEF4P 1 2 3 4 CPLROUTCPLR VSWR1 GR1CP
8、LR DBS21 GR2CPLR DBS31 GR3CPLR DBS41 GR2CPLR ANGS21CPLR ANGS31CPLR ANGS41FREQSWEEP 138 168 1GRIDRANGE 138 168 1GR1 1 20 1GR2 -2.5 -3.5 0.05GR3 -50 0 2.5OPTRANGE 152 166CPLR DBS21=-35CPLR DBS41=-3CPLR ANGS41=-90计算结果FREQ-MHZ VSWR1 DBS21 DBS31 DBS41 ANGS21 ANGS31 ANGS41CPLR CPLR CPLR CPLR CPLR CPLR CPL
9、R138.000 1.018 -3.069 -44.695 -2.971 6.603 103.299 -83.305139.000 1.018 -3.061 -44.695 -2.978 6.190 102.466 -83.724140.000 1.018 -3.055 -44.695 -2.985 5.777 101.634 -84.142141.000 1.018 -3.049 -44.695 -2.991 5.364 100.804 -84.561142.000 1.018 -3.043 -44.695 -2.997 4.952 99.975 -84.978143.000 1.018 -
10、3.038 -44.695 -3.002 4.541 99.146 -85.395144.000 1.018 -3.033 -44.695 -3.007 4.130 98.319 -85.812145.000 1.018 -3.029 -44.695 -3.011 3.720 97.492 -86.228146.000 1.018 -3.025 -44.696 -3.015 3.310 96.666 -86.643147.000 1.018 -3.022 -44.696 -3.018 2.900 95.841 -87.059148.000 1.018 -3.019 -44.696 -3.021
11、 2.491 95.017 -87.474149.000 1.018 -3.017 -44.696 -3.024 2.082 94.193 -87.889150.000 1.018 -3.015 -44.696 -3.026 1.673 93.369 -88.303151.000 1.018 -3.013 -44.696 -3.028 1.264 92.546 -88.718152.000 1.018 -3.012 -44.696 -3.029 0.855 91.723 -89.132153.000 1.018 -3.011 -44.697 -3.030 0.447 90.900 -89.54
12、7154.000 1.018 -3.011 -44.697 -3.030 0.039 90.078 -89.961155.000 1.018 -3.011 -44.697 -3.030 -0.370 89.255 -90.375156.000 1.018 -3.012 -44.697 -3.029 -0.778 88.432 -90.789157.000 1.018 -3.013 -44.697 -3.028 -1.187 87.610 -91.204158.000 1.018 -3.015 -44.697 -3.027 -1.595 86.786 -91.618159.000 1.018 -
13、3.017 -44.697 -3.025 -2.004 85.963 -92.033160.000 1.018 -3.019 -44.697 -3.023 -2.413 85.139 -92.448161.000 1.018 -3.022 -44.697 -3.020 -2.822 84.315 -92.863162.000 1.018 -3.026 -44.698 -3.017 -3.232 83.490 -93.278163.000 1.018 -3.029 -44.698 -3.013 -3.642 82.664 -93.694164.000 1.018 -3.034 -44.698 -
14、3.009 -4.052 81.838 -94.110165.000 1.018 -3.038 -44.698 -3.004 -4.463 81.010 -94.5276166.000 1.018 -3.044 -44.698 -2.999 -4.874 80.182 -94.944167.000 1.018 -3.049 -44.698 -2.994 -5.285 79.353 -95.361168.000 1.018 -3.055 -44.699 -2.988 -5.697 78.523 -95.780从图 6 可以看出，传输线 S41 与耦合线 S21 在要求的整个频带范围内接近，实测值与理论曲线形状基本相同,但实测线插入损耗比理论大 0.1dB 左右,该损耗主要取决于介质的损耗及并联接地板的导电率。我们可以选用更优
