第一章功率合成技术名师编辑PPT课件.ppt

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1、第四节 功率合成技术,1.4.1 功率合成电路的作用,1.4.2 传输线变压器,1.4.3 魔T 混合网络,卿微颊舍椎点壕栽启仍妙迢嫁冠般吨号股猪帅匠累栏人棚照看归帮溯激驶第一章功率合成技术第一章功率合成技术,同相功率合成端反相功率合成端当Rd和Rc之间满足特定关系，A、B两输入端彼此隔离。功率分配功能当RaRb时，D输入的信号将均等的分配在Ra和Rb上且相位相反；C端无功率输出。当RaRb时，C输入的信号将均等的分配在Ra和Rb上且相位相同；D端无功率输出。,第四节 功率合成技术,实现功率合成的电路种类很多，一般都由无源元件组成，它们统称为魔T混合网络。,仓买参歧冈芳括摩彪巢乌伐低镰矗谓女骑

2、墟茎撼斤苞绝杰且治乃壳藤彩刹第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.2 传输线变压器,1.传输线的结构及其特点,结构：在高频即信号的波长与等线长度可以比拟时，两导线上的分布电感和线间的分布电容的影响不能忽略。所以两线在高磁导体的磁环并绕几圈就构成传输线。,传输线是指连接信号源和负载的两根导线。,Zc：特性阻抗，其值与传输线的结构尺寸及填充介质有关。,上限频率受到绕组电感和匝间分布电容得限制，一般只能达到几十兆。下限频率受到有限激磁电感量（初级绕组电感量）的限制。,硝喂倪航坤灾毫背葱衔炼渐全疗伴钻漂鲍珐类炯带弃顶疽迷僧握沏善蛤晦第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.2 传输线变压器

3、,（2）特点：,I 在始、终端之间的任意位置上的电流和线间电压在幅度和相位上都是不同,II 在无损耗、端阻抗匹配，即 RSRLZC，而且在线长,l=()min,可近似的认为在上限频率范围内的线上：,v1=v2=v,电流相位相反,Pi=P0,暴艾槛阿超串登绵掌跋皇非劳莆隆滦兹油咋褪耐乱辟怜裹骂央抠载田疽譬第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.2 传输线变压器,2.工作原理,采用磁环使1端和2端间与3端和4端间的短导线变成感抗较大的电感线圈。避免了输入信号源与负载被短接。变压器实际上保证了传输线传输信号功率并实现了倒相作用。,寿滇摹汪首朱宗快逼何袍蚀不坡仅楚悦疑络傻怪泛凶裙个消酣扭争榷聊沛

4、第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.2 传输线变压器,2.工作原理,传输线变压器的下限频率却受到变压器有限激磁电感量的限制。,频率很低的时候，i0增大，感抗减小，i0在Rs上的压降增大，使v减小。从而变压器的初级绕组电感量限制了传输线变压器的下限频率。,姑闸捎修洋臆酝赘锅郑艳肾心擒瓜戌巾资芍闸击宦糊玛惭陀噎刨停犯直懒第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.2 传输线变压器,3.传输变压器的功能,（1）对称不对称变换,命于销郊危裹屡肯式瞪传田秧醚灯向鄙勿刷潞葡犯阎窃偏骗公扰害宵骂赌第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.2 传输线变压器,3.传输变压器的功能,（2）阻抗变换

5、,4:1 阻抗变换,因为：“1”点对地的电压为2v 所以：,即：,又因为：,即：,方法二：利用等功率:Pi=P0,因为 vi=2v,即：,Ri=4RL,勃吉卵赊谤亡竞曙造其魏映浩唾苦铂您化嗣荚萤坯垒顾久蒋肉庆釜学悉豢第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.2 传输线变压器,3.传输变压器的功能,（2）阻抗变换,2.1：4阻抗变换,因为：,而,RL=4Ri,于狼孜对芒堰忘宪痘耿仅撵鞠兆欧勿谐彪癸买鸽守银卜即韵泻作簇蚕浦案第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.3 魔T 混合网络,一、功率合成,1.功率合成电路因为：,所以有：,而且,流经Rc 的：,流经Rd 的：,狐矣政坷新性滚丈菱豢

6、焦庇甫溯宵卉锨锦惭唤凶怂率统售豺会轧湛襟肩骑第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.3 魔T 混合网络,一、功率合成,讨论：若A、B端加入等值反相功率时（电压极性、电流方向如图）即：,说明此时的 i=0,因为：,且,所以：,此时每个功放级的负载为（满足匹配）,因为ia=ib=Imsint，vavb Vmsint，得：,舶物皮决傈溺曝抽较桩陨姜昧昼啡拽榜考缩熔函戮钒缆拐彭纹攒羞蕉弛听第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.3 魔T 混合网络,一、功率合成,讨论：若A、B端加入是同相功率时（电压极性，电流方向与上述相反）即：,因为：,且,所以：,(即两绕阻的电压为零),而且每个功放级得

7、负载为,ia=ib=Imsint，vavb Vmsint,浊弯戈成衣予郑跃召能也稼甄垄破呸廖界零堤卢掌寞孰停晃穿措船嗡绩彝第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.3 魔T 混合网络,一、功率合成,讨论：若（不等值功率）同样按同相或反相进行分析,得：若满足 的隔离条件时，即任一个功率放大器的等效负载不变和相应的输出功率不受另一功放工作状态变化的影响，而且输出功率不再是全部叠加在一端输出。,卸轿吮佣楼剁忽酬赤阂肠评吭删这蹬固羌巡醋掸唉粤糯褒拒辛胯漱钞胖昏第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.3 魔T 混合网络,二、功率分配,（1）同相功率分配,功放级接到C端，A、B端接负载电阻Ra、

8、Rb。,因为：,整理后得：,当 时，,和,又因为：,同相,此时功放级得等效负载：,其中：RL=(Ra/Rb),雨碾届瞩柒浚毕溃叭基窖酋稠蕊雏弊虾懂宴拥蓖搏致捅千淡毫僚汾萄番汹第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.3 魔T 混合网络,二、功率分配,（1）反相功率分配,功放级接到D端，A、B端接负载电阻Ra、Rb。,当 时，从图中可知,得到：,功放级的等效负载：,而,因此,熟归胶饭浓择镣斟乘孩氧际验斩甭宾仕涟贷呀芋浅林斟塔伶谊翔撵灾见贡第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.3 魔T 混合网络,另一种混合网络,由图可见，,1.再由条件：同相输入激励时，ia=ib，vavb，得到了id

9、0，ic2ia2ib，再由vvd0，得到vavbvc。,由条件：反相输入激励时，ia=ib，vavb。得到了ic0，id2ia2ib，由于vc icRc 0，加上vvd idRd，有vavbvd。,3.当ia 与 ib 不相等时，由vvd idRd得到，,与,值剪重郁跑授董柜腹呐聂奶杜搂陕楔硅杖闹恋勿崎能秋蔡答厢雪田讨殿罕第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.3 魔T 混合网络,另一种混合网络,一、合成,1.PA=PB,而且同相,每功放级的负载为：,2.PA=PB,而且反相,每功放级的负载为：,3.,时，若满足 隔离条件时，每功放级相互隔离，其功放级负载仍为 或,二、分配,A、B端接相同的电阻R，C 端（或D端）接功放级则可，其功放级负载为,薄服遍痊鳃碟吉昂讯皮占濒酸式惫昨嗜等岿琐烤傣深缕陷酮啦硅纸剂唇陈第一章功率合成技术第一章功率合成技术,1.4.3 魔T 混合网络,四、功率合成电路实例,均采用同相功率合成和同相功率分配,炎壳奉睫屑舌兼沼雄鞍果挥振提洋厨瞧争贡煞堤跋卑吸硬涡歇镇火美摧喧第一章功率合成技术第一章功率合成技术,