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混合网络第四节功率合成技术?同相功率合成端同相功率合成端?反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两输入端彼此隔当和之间满足特定关系之间满足特定关系，、两输入端彼此隔离。?功率分配功能功率分配功能输入的信号将均等的分配在Ra和上当Ra＝Rb时，D输入的信号将均等的分配在和Rb上＝时输入的信号将均等的分配在且相位相反；端无功率输出端无功率输出。且相位相反；C端无功率输出。输入的信号将均等的分配在Ra和上当Ra＝Rb时，C输入的信号将均等的分配在和Rb上＝时输入的信号将均等的分配在且相位相同；端无功率输出端无功率输出。且相位相同；D端无功率输出。实现功率合成的电路种类很多，一般都由无源元件组成，它们统称为魔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。混合网络。1.4.2传输线变压器1.传输线的结构及其特点传输线的结构及其特点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。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。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。1.4.2传输线变压器（2）特点：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RS＝RL＝ZC，而且在线长11l=(~)λmin810可近似的认为在上限频率范围内的线上：v1=v2=vi1=i2=iPi=P0电流相位相反1.4.2传输线变压器2.工作原理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。1.4.2传输线变压器2.工作原理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。1.4.2传输线变压器3.传输变压器的功能传输变压器的功能（1）对称→不对称变换1.4.2传输线变压器3.传输变压器的功能传输变压器的功能（2）阻抗变换1.4:1阻抗变换因为：“1”点对地的电压为2v所以：Ri=2viRiv=即：2i又因为：iL=2i1v0=vv1RiRL==?2i122因为vi=2v即：Ri=4RLvi4v2v2==RiRiRL2方法二：利用等功率:Pi=P0即：Ri=4RL1.4.2传输线变压器3.传输变压器的功能传输变压器的功能（2）阻抗变换1：2.1：4阻抗变换v因为：Ri=2i而v0(t)2vRL==iiRL=4Ri1.4.3魔T混合网络一、功率合成1.功率合成电路因为：i=ia?id=id?ib所以有：i=(ia?ib)而且vd=2v12流经Rc的：ic=2i=ia?ib1(ia+ib)2流经Rd的：id=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：PA=PB=1ImVm2说明此时的i=0因为ia=ib=Imsinωt，va＝vb＝Vmsinωt，得：ic=0所以：Pd=Pc=02vm2?Im2因为：vd=2v且id=ia=ImVm=PA+PB此时每个功放级的负载为（满足匹配）va2=RdRL==iaid2vd1.4.3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：ia=－ib=Imsinωt，va＝－vb＝Vmsinωt因为：vd所以：=0且id=0Pd=0ic=2ia=2ibv=0(即两绕阻的电压为零)vc=vaPc=PA+PB而且每个功放级得负载为vavcRL===2Rciaic21.4.3魔T混合网络一、功率合成讨论：若ia≠ib（不等值功率）同样按同相或反相进行分析va≠vbia=vaRd4+RcR4?Rc?vbdRdRcRdRcRd4+RcRd4?Rcib=vb?vaRdRcRdRc1得：若满足Rc=4Rd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