功率合成器课件
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短波大功率功合器
短波大功率功合器
短波大功率合成器是一种将多个小功率信号合成为大功率信号的设备，广泛应用于通信、雷达、电子战等领域。
该合成器通常由多个放大器组成，通过合理的相位和幅度控制，将各路信号叠加在一起，实现大功率输出。
由于短波波长较长，传输损耗较小，因此短波大功率合成器在远程通信和广播等领域应用较为广泛。
同时，由于短波信号传输受地形、建筑物等因素影响较小，因此短波合成器在移动通信和应急通信等方面也有一定应用。
短波大功率合成器的关键技术包括高效率放大器设计、相位和幅度控制、合成效率优化等。
为了实现高效率的放大器设计，需要采用先进的电路设计和器件工艺，例如采用新型的半导体材料和工艺，以提高放大器的增益和效率。
同时，还需要对放大器的温度特性进行补偿，以保证其在不同温度下的稳定性能。
此外，为了实现高效的信号合成，需要采用合理的相位和幅度控制技术。
可以采用模拟或数字控制技术来实现对各路信号的相位和幅度调整，使各路信号在合成时能够相互叠加，产生最大的合成功率。
总之，短波大功率合成器是一种重要的通信设备，其技术发展不断推动着相关领域的发展。
未来随着技术的进步和应用需求的增加，短波大功率合成器的性能和应用范围还将得到进一步拓展。
功分器、电桥与功率合成技术基础讲义PPT46页
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
46
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
功分器、电桥与功率合成技术基础讲义
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
高频课件功率合成技术
U&= 1/2 (4 RC R&D ) I A + 1/2 (4 R&C + RD ) IB (3-2-10)
功率合成技术
RD=4RC
(3-2-11)
则: A端输入电压仅与A端电流有关， 而与B端无关； B端输入电
压仅与B端电流有关， 而与A端无关。每个功率放大器的等效负
载均为4RC或RD，即两路功率放大器的等效负载及相应的输出功 率互不影响。我们把式(3-2-11)称为A端与B端的隔离条件，RD称 为同相功率合成时的匹配电阻或假负载。在极限情况下，有一 路功率放大器损坏时，另一路功率放大器仍能正常工作，其输
I&
＋
RD
U&S
－
B I&B
D
图 3-8 C端激励混合网络
功率合成技术
由上式可知，当RA=RB=R时，ID=0 ，则 I A + IB = I = 1/2 IC
， 表明D端（Δ端）没有获得功率，而A端和B端获得同样的 功率， 即C端激励的功率在A端和B端等分， 并且同相。
当取信号源内阻RC=RA∥RB=R/2时， RA和RB上流过的电流及 获得的功率分别为：
功率合成技术
4) A端、B 如图3-10(b)所示，当A端、B端同时激励反相功率时，
I&A = I&B = Ii&,U&A = UB&= Ui&, A点、 B点电流满足：
I&= I&A I&D , I&= I&D IB&, (注意：图3-10(b)与图3-10(a)的B点
电压、 电流反相。) 那么有
功率合成技术
3.2 功率合成原理
第一章功率合成技术
Pc = PA + PB
PD = PA + PB
Pd = 0
PC = 0
3. ia ≠ ib 时,若满足 Rd = Rc 隔离条件时,每功放级相互 隔离,其功放级负载仍为 2 Rd 或 2 R c 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 R d
2
每功放级的负载为: R L = 2 R d
可见若满足隔离条件: 1 ia 仅与 va 有关而与 vb 无关, ib 仅与 vb Rc = Rd 有关而与 va无关. 4 即A,B间隔离.每个功放的输出功率不受另一功放工作状 R 态变化的影响,而且输出功率均等地分配在 Rd , c上.
2.功率分配 (1)同相功率分配 设 Ra = Rb = R
分析∵ ∴
i = ia id = id ib
1 id = (ia + ib ) 2 1 i = (ia ib ) 2
流经Rc 的: 又∵
ic = 2i = ia ib
vd = 2v = va + vb = 2va
v = a vc = vc + vb
1 ∴ vc = ( v a vb ) = v a 2
1.4.3 魔T 混合网络 四,功率合成电路实例
一级功率分配 一级功率合成 功率放大 二级功率合成 二级功率分配
二级功率分配 一级功率合成 4:1阻抗变换 阻抗变换 均采用同相功率合成和同相功率分配
1:4阻抗变换 阻抗变换
1.4功率合成技术 功率合成技术
fH
Ri
Ri
ωs
ib
ωs
vBE
vCE vBE
va = vb
1 Pa = Pb = Pc 2 Ra RLc = Ra // Rb = 2
功率合成技术
第23页/共34页
ic = 2i ，ia = i - id ，ib = i + id ， vd = idRd = iaRa - ibRb
id
=
i
Ra - Rb Rd Ra Rb
=
1 2
ic
Ra - Rb Rd Ra Rb
取
Ra = Rb = R
则
id = 0
D 端无功率输出。
ia = ib = ic /2 A 端和 B 端获得等值同相功率。
率ib
)
=
Im
sin
t
Pd
=
2Vm Im 2
=
Pa
Pb
输出功率为 A 端输入功率和 B 端输入功率的和。
每个功率放大器的等效负载
RL
=
va ia
=
vb ib
=
vd / 2 id
=
Rd 2
第18页/共34页
2．输入为等值同相信号 ia = -ib = Imsin t， va = -vb = Vmsin t
14141功率合成电路的作用142传输线变压器143用传输线变压器构成的魔t混合网络141功率合成电路的作用功率合成技术就是将多个功率放大器的输出功率叠加起来给负载提供足够大的输出功率
1.4.1 功率合成电路的作用
功率合成技术就是将多个功率放 大器的输出功率叠加起来，给负载提 供足够大的输出功率。
一、功率合成
每个功率放大器的等效负载
因为 id = 0， 所以 D 端无功率输出。 vc = va = -vb = Vmsin t，
RL
=
va ia
=
vb ib
=
vc ic / 2
5.9 功率合成器
RA= RB= Zc=R Zc R Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
功 功率输入 率 合 3、两个信号源的功率全部加 功率输出 至负载RC上。两个信号源相当 二、功率合成(或分配)网络 功率输入 于并联，所以RC=RA// RB=R/2 ， 原理 阻抗匹配，这亦是一个理想的功 率合成器。 + 3、功率合成器原理和相互无 · Vs 关条件的分析 ·(1)在A、B两点接入反相电压 Vs + 信号源，在RD上可以匹配地得 到两个信号源的功率之和。且 与RC无关。
5W 5W 1W 4W 11W 11W 11W 5W 11W 19W
11W
11W 19W
35W
5W 5W
负载
功率合成器方框图示例
5W
11W
本页完 继续
功
率
功率合成器的条件二
合
成
器
一、功率合成与分配网络应满足的条件
功率合成器的关键部分是功率分配与合成网络。 由合成网络组成的功率合成器应满足两个条件： 1)N个同类型的放大器，它们的输出振幅相等，每个放大器 供给匹配负载以额定功率Pso，则N个放大器输至负载总功率N Pso 。这叫做功率相加条件。 2)合成器的各单元放大电路彼此隔离，也就是说，任何一个 11W 5W 放大单元发生故障时，不影响其他放大单元的工作，这些没有 发生故障的放大器照旧向电路输出自己的额定功率 Pso。这叫做 19W 5W 11W 相互无关条件。
RA · I=0 + R C RB · I2 - B
1
C
功率合成(分配)网络变压器形式
RA= RB= Zc=R 1、在 D点馈入信号 Z R c Rc= — = — 2 2 RD=2Zc=2R Zc为传输变压器特性阻抗 本页完 继续
功率合成器课件
IaIb2IIc
及
Id
1 2
(
Ia
Ib)
设AO、BO两臂的信号 源的正负极性如图7.4.4（a ）所示，称之为同相源，则 此时电流
I a 、I b 为正。
图7.4.4 功率合成网络
7.4.1
第10页，本讲稿共24页
由于电路对称，所以 I a I b，则 Ic 2Ia 2Ib，I d 0 可将电路等效为图7.4.4（b）所示。CO臂上的 R 2 可以
DD端，实现反相功率分配。由于两晶体管的输入电阻为
Ri 2.5，T r 3 和T r 4 两个 4 : 1 阻抗变换器将 R s 变换为晶体
管的匹配电阻。晶体管的输出最佳负载电阻为
Ro 25
由于两放大器工作在乙类推挽状态，轮流导通，它们 将两个等值反相的等功率信号放大后，利用魔T网络
T r 5 实现反相合成。
第6页，本讲稿共24页
7.4.1 魔T网络
利用传输线变压器可以组成各种类型的功率分配器和 功率合成器, 且具有频带宽、 结构简单、插入损耗小等优 点, 然后可进一步组成宽频带大功率高频功放电路。
图7.4.3所示的网络就 具有上述特性，它既可以 作功率分配，又可作功率 合成，因此称之为魔T网络 。
图7.4.3 魔T网络
7.4 第3页，本讲稿共24页
实现理想功率合成的关键是 魔T型混合网络（Hybrid Circuit ）。魔T型混合网络有四个端点， 分别是A端、B端、C端和D端， 如图7.4.2所示。它的作用是：
图7.4.2 功率合成示意图
1．C端为同相功率合成端。当A、B两端输入等值
同相功率时，C端负载 R C 上获得两输入功率的合成，
7.4.1
第16页，本讲稿共24页
功率合成和分配39页PPT
功率合成和分配
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
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们的作用是完成阻抗匹配。晶体管发射极接入1.1
的负反馈电阻，用来提高晶体管的输入阻抗。各基极串 7.4.1
I c I a I b 2I a 2I b
CO臂上信号源输出额定功率 P C I cV 2I aV 2I bV 而AO、BO上获得地同相等功率信号
VS2 1 PAO PBO I aV I bV PC 4R 2
7.4.1
反相分配： 信号源接在DD臂，见图7.4.6。其输出功率
图7.4.7是典型的反相功率合成原理电路。
图7.4.7
反相功率合成电路举例
7.4.1
内阻为 RS 20 的信号源，以单端输入方式送入，经 Tr1 转换，将不平衡转变为平衡端，送入魔T网络 Tr 2 的平衡臂 DD端，实现反相功率分配。由于两晶体管的输入电阻为
Tr 3 和 Tr 4 两个 4 :1 阻抗变换器将 Rs 变换为晶体 Ri 2.5 ，
将上面两式相加或相减，分别得到
1 I a Ib 2I I c 及 I d ( I a I b ) 2
设AO、BO两臂的 信号源的正负极性如图 7.4.4（a）所示，称之 为同相源，则此时电流
I a、 I b 为正。
图7.4.4 功率合成网络
7.4.1
Id 0 由于电路对称，所以 I a Ib，则 Ic 2I a 2Ib ，
7.4
２．D端为反相功率合成端。当A、B两端输入等值 反相功率时，D端负载 RD上获得两输入功率的合成，而C端 负载 RC 上无功率输出。
３．当C端和D端的负载RD、 RC 间满足特定关系时，
A、B两输入端彼此隔离。即任一端功率放大器的工作状 态变化或损坏时，不会影响另一端功率放大器的工作状 态，并维持其原输出功率。
7.4
4．利用该网络还可实现功率分配的功能。当
RA RB时，加在D端的功率放大器将其输出功率均等地
分配给RA 和 RB ，且它们之间是反相的，而C端无功率
输出；加到C端的功率放大器将其输出功率均等地分配
给 RA 和 RB 且它们之间是同相的，而D端无功率输出。
7.4
7.4.1 魔T网络
利用传输线变压器可以组成各种类型的功率分配 器和功率合成器, 且具有频带宽、 结构简单、插入损 耗小等优点, 然后可进一步组成宽频带大功率高频功放 电路。 图7.4.3所示的网 络就具有上述特性，它
既可以作功率分配，又
可作功率合成，因此称 之为魔T网络。
图7.4.3 魔T网络
7.4.1
一．魔T网络的结构特点 魔T网络由4：1传
输线变压器和相应的
AO、BO、CO、DD四 条臂组成，其中DD臂 是平衡臂，臂的两端均 不接地。
图7.4.3 魔T网络
传输线变压器的特性阻抗 ZC 和每条臂上的阻值（负载 电阻或信号源内阻）满足以下关系：
1 1
图7.4.1为采 用7个功率增益 为2，最大输出 功率为10 W的高 频功放，利用功 率合成技术，可 以获得40W的功 率输出。
图7.4.1 功率合成与分配电路框图
其中采用了三个一分为二的功率分配器和三个二 合一的功率合成器。很显然，讨论功率合成技术，首 先应该讨论功率分配和功率合成网络。 7.4
得图7.4.6（b）等效电路。由图知，
I a Ib I d
可见在规定的各臂阻值下，信 号源与负载匹配。信号源输出 的额定功率
PD I dV
AO、BO上获得反相等功率输出。
图7.4.6
反相功率分配
PAO
V V 1 PBO I a I b PD 2 2 2
7.4.1
7.4.2 功率合成电路介绍
图7.4.5 同相功率分配
图中 I a、I b 方向，均流向地） 平均分配给AO、BO臂上的负载，DD臂上无电流。即 CO臂与DD臂相互隔离。
7.4.1
由电路可知，
当 RA RB R
时，电路对称，
Va Vb ，因而
图7.4.5
同相功率分配
I d 0 ，PD 0 ，D端无输出。而又已知传输线变压器的
PAO I aV
输出功率为
PBO IbV
图7.4.4（C）
在 DD臂上得到合成功率，
PDO Vd I d 2VI d 2VI a 2VIb PAO PBO
鉴于AO、BO为反相源，故称为反相功率合成。
2．功率分配 同相分配：
若信号源接
在CO臂，见图 7.4.5（a）。其输 出功率同相地（见
ZC1 20
ZC 2 10
ZC 3 ZC 4 5
ZC 5 25
ZC 6 50
反相功率合成电路的优点是：输出没有偶次谐波， 因此失真较小；输入电阻比单边工作时高，因而引线电 感的影响减小。 7.4.1
图7.4.8
同相功率合成电路举例
图7.4.8表示一个典型的同相功率合成器电路，图中 Tr1 7.4.1
RA RB ZC R
1 RC R 2
RD 2R
二．魔T网络的功能 1．功率合成
当 AO、BO上接有相同的信号源， Va Vb V
且内阻为R，见图7.4.4 所示。设各臂的电流方 向如图示，则有
Ia I IdIb I Nhomakorabea I d
图7.4.4 功率合成网络
7.4.1
可将电路等效为图7.4.4（b）所示。CO臂上的 R 2 可以 看作两个电阻R的并联，所以AO、BO两支路上的信号 源均工作于匹配状态，输出额定功率
PAO I aV
PBO IbV
PCO I cV 2 I aV 2 I bV PAO PBO
鉴于AO、BO为同相源， 故称为同相功率合成。
始端电压与终端电压相等，即 Vca Vbc
所以有
Vb Va Vbc Vca 0
因此必有 Vca Vbc 0 传输线上无电压。
图7.4.5 同相功率分配 可将传输线变压器的 A、B、C三个点短路，得到图7.4.5（b）电路。可见在 规定的各臂阻值条件下，信号源与负载匹配，
图7.4.4（b）
当AO、BO两臂的信号源为反相源时，即Va Vb V
则 I b为负，因此
I c 2I 0
传输线上无电
流，可将其开 路。
图7.4.4 功率合成网络
得到图7.4.4（C）所示等效电路。
I d I a Ib ， Vd 2V
AO、BO两臂上的两信 号源工作于匹配状态， 它们的输出功率为
（2）相互无关条件。即N个功率放大器彼此是隔离 的。也就是说当任何一个功率放大器损坏时，不影响其 余放大器工作，它们各自仍能够向负载提供自己的额定 功率。 （3）功率相减条件。即当一个或数个功率放大器损 坏时，负载上所得到的功率虽然下降，但下降要尽可能
小。在理想情况下，减少值等于损坏放大器数目M与额 定功率 P 的乘积，即M P 。
I b 方向]分配给AO、BO臂 反相地[见图7.4.6（a）中 I a 、 上的负载，CO 臂上无电流。
由电路 可知，当
RA RB R
图7.4.6 反相功率分配 时，由于电路 对称，必有 VC VO， IC 0 ，PC 0
7.4.1
C端无输出。由于传输线上两电流相等，因此有
I I IC 0 ，传输线上无电流。可将传输线开路，
实现理想功率合成的关 键是魔T型混合网络 （Hybrid Circuit）。魔T型 混合网络有四个端点，分别 是A端、B端、C端和D端， 如图7.4.2所示。它的作用是：
图7.4.2 功率合成示意图
1．C端为同相功率合成端。当A、B两端输入等值
同相功率时，C端负载RC 上获得两输入功率的合成，
而D端负载RD 上无功率输出。
管的匹配电阻。晶体管的输出最佳负载电阻为
Ro 25
由于两放大器工作在乙类推挽状态，轮流导通， 它们将两个等值反相的等功率信号放大后，利用魔T网 络 Tr 5 实现反相合成。
Tr 6 作为平衡转换为不平衡网络，将合成后的功率
信号以单端形式送至负载（ rA 50）天线。其中
各传输线变压器的特性阻抗应为
Tr 6 为魔T混合网络。 Tr1 同相功率分配网络，它的作用是
将C端的输入功率平均分配，供给A端与B端同相激励 功率。 Tr 6为同相功率合成网络，它的作用是将两个晶体 管输至 A、B两端的功率在C端合成，供给负载。
Tr 2、 Tr 3与 Tr 4、 Tr 5 分别为 4 :1 与1：4阻抗变换器，它
的负反馈电阻，用来提高晶体管的输入阻抗。各基极串 7.4.1
I c I a I b 2I a 2I b
CO臂上信号源输出额定功率 P C I cV 2I aV 2I bV 而AO、BO上获得地同相等功率信号
VS2 1 PAO PBO I aV I bV PC 4R 2
7.4.1
反相分配： 信号源接在DD臂，见图7.4.6。其输出功率
图7.4.7是典型的反相功率合成原理电路。
图7.4.7
反相功率合成电路举例
7.4.1
内阻为 RS 20 的信号源，以单端输入方式送入，经 Tr1 转换，将不平衡转变为平衡端，送入魔T网络 Tr 2 的平衡臂 DD端，实现反相功率分配。由于两晶体管的输入电阻为
Tr 3 和 Tr 4 两个 4 :1 阻抗变换器将 Rs 变换为晶体 Ri 2.5 ，
将上面两式相加或相减，分别得到
1 I a Ib 2I I c 及 I d ( I a I b ) 2
设AO、BO两臂的 信号源的正负极性如图 7.4.4（a）所示，称之 为同相源，则此时电流
I a、 I b 为正。
图7.4.4 功率合成网络
7.4.1
Id 0 由于电路对称，所以 I a Ib，则 Ic 2I a 2Ib ，
7.4
２．D端为反相功率合成端。当A、B两端输入等值 反相功率时，D端负载 RD上获得两输入功率的合成，而C端 负载 RC 上无功率输出。
３．当C端和D端的负载RD、 RC 间满足特定关系时，
A、B两输入端彼此隔离。即任一端功率放大器的工作状 态变化或损坏时，不会影响另一端功率放大器的工作状 态，并维持其原输出功率。
7.4
4．利用该网络还可实现功率分配的功能。当
RA RB时，加在D端的功率放大器将其输出功率均等地
分配给RA 和 RB ，且它们之间是反相的，而C端无功率
输出；加到C端的功率放大器将其输出功率均等地分配
给 RA 和 RB 且它们之间是同相的，而D端无功率输出。
7.4
7.4.1 魔T网络
利用传输线变压器可以组成各种类型的功率分配 器和功率合成器, 且具有频带宽、 结构简单、插入损 耗小等优点, 然后可进一步组成宽频带大功率高频功放 电路。 图7.4.3所示的网 络就具有上述特性，它
既可以作功率分配，又
可作功率合成，因此称 之为魔T网络。
图7.4.3 魔T网络
7.4.1
一．魔T网络的结构特点 魔T网络由4：1传
输线变压器和相应的
AO、BO、CO、DD四 条臂组成，其中DD臂 是平衡臂，臂的两端均 不接地。
图7.4.3 魔T网络
传输线变压器的特性阻抗 ZC 和每条臂上的阻值（负载 电阻或信号源内阻）满足以下关系：
1 1
图7.4.1为采 用7个功率增益 为2，最大输出 功率为10 W的高 频功放，利用功 率合成技术，可 以获得40W的功 率输出。
图7.4.1 功率合成与分配电路框图
其中采用了三个一分为二的功率分配器和三个二 合一的功率合成器。很显然，讨论功率合成技术，首 先应该讨论功率分配和功率合成网络。 7.4
得图7.4.6（b）等效电路。由图知，
I a Ib I d
可见在规定的各臂阻值下，信 号源与负载匹配。信号源输出 的额定功率
PD I dV
AO、BO上获得反相等功率输出。
图7.4.6
反相功率分配
PAO
V V 1 PBO I a I b PD 2 2 2
7.4.1
7.4.2 功率合成电路介绍
图7.4.5 同相功率分配
图中 I a、I b 方向，均流向地） 平均分配给AO、BO臂上的负载，DD臂上无电流。即 CO臂与DD臂相互隔离。
7.4.1
由电路可知，
当 RA RB R
时，电路对称，
Va Vb ，因而
图7.4.5
同相功率分配
I d 0 ，PD 0 ，D端无输出。而又已知传输线变压器的
PAO I aV
输出功率为
PBO IbV
图7.4.4（C）
在 DD臂上得到合成功率，
PDO Vd I d 2VI d 2VI a 2VIb PAO PBO
鉴于AO、BO为反相源，故称为反相功率合成。
2．功率分配 同相分配：
若信号源接
在CO臂，见图 7.4.5（a）。其输 出功率同相地（见
ZC1 20
ZC 2 10
ZC 3 ZC 4 5
ZC 5 25
ZC 6 50
反相功率合成电路的优点是：输出没有偶次谐波， 因此失真较小；输入电阻比单边工作时高，因而引线电 感的影响减小。 7.4.1
图7.4.8
同相功率合成电路举例
图7.4.8表示一个典型的同相功率合成器电路，图中 Tr1 7.4.1
RA RB ZC R
1 RC R 2
RD 2R
二．魔T网络的功能 1．功率合成
当 AO、BO上接有相同的信号源， Va Vb V
且内阻为R，见图7.4.4 所示。设各臂的电流方 向如图示，则有
Ia I IdIb I Nhomakorabea I d
图7.4.4 功率合成网络
7.4.1
可将电路等效为图7.4.4（b）所示。CO臂上的 R 2 可以 看作两个电阻R的并联，所以AO、BO两支路上的信号 源均工作于匹配状态，输出额定功率
PAO I aV
PBO IbV
PCO I cV 2 I aV 2 I bV PAO PBO
鉴于AO、BO为同相源， 故称为同相功率合成。
始端电压与终端电压相等，即 Vca Vbc
所以有
Vb Va Vbc Vca 0
因此必有 Vca Vbc 0 传输线上无电压。
图7.4.5 同相功率分配 可将传输线变压器的 A、B、C三个点短路，得到图7.4.5（b）电路。可见在 规定的各臂阻值条件下，信号源与负载匹配，
图7.4.4（b）
当AO、BO两臂的信号源为反相源时，即Va Vb V
则 I b为负，因此
I c 2I 0
传输线上无电
流，可将其开 路。
图7.4.4 功率合成网络
得到图7.4.4（C）所示等效电路。
I d I a Ib ， Vd 2V
AO、BO两臂上的两信 号源工作于匹配状态， 它们的输出功率为
（2）相互无关条件。即N个功率放大器彼此是隔离 的。也就是说当任何一个功率放大器损坏时，不影响其 余放大器工作，它们各自仍能够向负载提供自己的额定 功率。 （3）功率相减条件。即当一个或数个功率放大器损 坏时，负载上所得到的功率虽然下降，但下降要尽可能
小。在理想情况下，减少值等于损坏放大器数目M与额 定功率 P 的乘积，即M P 。
I b 方向]分配给AO、BO臂 反相地[见图7.4.6（a）中 I a 、 上的负载，CO 臂上无电流。
由电路 可知，当
RA RB R
图7.4.6 反相功率分配 时，由于电路 对称，必有 VC VO， IC 0 ，PC 0
7.4.1
C端无输出。由于传输线上两电流相等，因此有
I I IC 0 ，传输线上无电流。可将传输线开路，
实现理想功率合成的关 键是魔T型混合网络 （Hybrid Circuit）。魔T型 混合网络有四个端点，分别 是A端、B端、C端和D端， 如图7.4.2所示。它的作用是：
图7.4.2 功率合成示意图
1．C端为同相功率合成端。当A、B两端输入等值
同相功率时，C端负载RC 上获得两输入功率的合成，
而D端负载RD 上无功率输出。
管的匹配电阻。晶体管的输出最佳负载电阻为
Ro 25
由于两放大器工作在乙类推挽状态，轮流导通， 它们将两个等值反相的等功率信号放大后，利用魔T网 络 Tr 5 实现反相合成。
Tr 6 作为平衡转换为不平衡网络，将合成后的功率
信号以单端形式送至负载（ rA 50）天线。其中
各传输线变压器的特性阻抗应为
Tr 6 为魔T混合网络。 Tr1 同相功率分配网络，它的作用是
将C端的输入功率平均分配，供给A端与B端同相激励 功率。 Tr 6为同相功率合成网络，它的作用是将两个晶体 管输至 A、B两端的功率在C端合成，供给负载。
Tr 2、 Tr 3与 Tr 4、 Tr 5 分别为 4 :1 与1：4阻抗变换器，它