【正文】 3端，能量在兩導線間的介質(zhì)中傳輸，自輸入端到達輸出端。也就是說加于負載兩端的電壓不是次級感應電壓，而是傳輸線的終端電壓。 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 注意 ： 1） 傳輸線變壓器中，線間分布電容不是影響高頻能量傳輸?shù)牟焕蛩?，反而是電磁能轉(zhuǎn)換的必不可少的條件，即電磁波賴以傳播的重要因素。 2） 電磁波主要是在導線間介質(zhì)中傳播的，因此，磁芯的鐵磁損耗對信號傳輸?shù)挠绊懸簿痛鬄闇p小。傳輸線變壓器的最高工作頻率就可以有很大提高，從而實現(xiàn)寬頻帶傳輸。 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 二、 傳輸線變壓器的 特性 傳輸線變壓器具有良好的頻率特性是由它的 傳輸線工作模式 決定的。 1） 傳輸線變壓器的兩種工作方式分別在不同的頻段起作用 ： 在高頻率時，傳輸線模式起主要作用，此時初次級之間的能量傳輸主要依靠線圈之間分布電容的耦合作用 在低頻率時，變壓器模式起主要作用，初次級之間的能量傳輸主要依靠線圈的磁耦合作用 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 2） 對于理想的、無損耗的傳輸線，其特性阻抗是一個與頻率無關的電阻 ： cZ L C? ? ?3） 無損耗和終端匹配 （ ） 的傳輸線 ， 在傳輸線的任一位置處的電壓和電流幅度處處相等，方向相反，電流產(chǎn)生的磁通只存在于兩導線間 ，并且 具有 無限寬的工作頻帶 （上限頻率無限大，下限頻率為零） 。 cLZR?i c LZ Z R??North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 4） 當傳輸線終端不匹配時， 即 ，輸入阻抗 不再是純電阻，而是與頻率有關的復阻抗，傳輸線上限頻率受到了限制，而下限頻率仍為零 。 5） 為擴展上限頻率，首先要求 盡可能接近 ，即終端盡可能接近匹配；其次盡可能縮短傳輸線長度 l。工程上要求 ， 是上限頻率對應的波長。 6） 由于傳輸線變壓器又具有變壓器結(jié)構(gòu)，而普通變壓器上、下限頻率的擴展方法是相互制約的 。 LcRZ? iZLR cZmi n 8l ?? min?總結(jié) ： 傳輸線變壓器是依靠傳輸線傳送能量的一種寬帶匹配元件，它的上限頻率取決于傳輸線的長度及其與終端的失配程度；下限頻率取決于初級繞組線圈的電感量 ，擴展上限頻率和擴展下限頻率是矛盾的。 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 三、 傳輸線變壓器的應用 1i2i1u 2uSuNorth China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 、平衡變換器 1SRSu 1u 2u+_1 23 4+__+ LR_+Su 2SR SRS 1u 2u 2LR 2LR+_1 23 4+__+ (a)平衡 不平衡 （ b）不平衡 平衡 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 傳輸線變壓器可以實現(xiàn)某些特定阻抗比的變換， 1：4與 4： 1阻抗比的傳輸線變壓器是最常用的寬帶阻抗變換器。 SRSu LR1324+_ SRSu1u 2uLR12ii?1i 2i 1i 2u+_+_1324+_+_SRSu1u2u LR1L2L++__243 （ a） （ b） （ c） 1： 4阻抗變換傳輸線變壓器 SRSu LR1324+_SRSu1u 2uLR12ii?1i 2i+_+_1324+_+_SRSu1u2u LR12L++__124 （ d） （ e） （ f） 4： 1阻抗變換傳輸線變壓器 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 還可以構(gòu)成 1： 1： 16…1：（ n+1） 2的傳輸線變壓器。若將上述電路的輸入端、輸出端互換（即信號源與負載互換），相應變?yōu)?9： 16： 1…的傳輸線變壓器，工作原理相同。 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 功率合成技術 ： 當需要輸出的功率超過單個晶體管的輸出功率時，將多個晶體管放大后的輸出功率疊加。功率分配 技術 ： 將某一高頻信號，通過網(wǎng)絡均勻地、互不影響地同時分配給幾個獨立的負載，每個負載得到相同的功率，其上的電壓（或電流）相位相同或相反。 合成與分配是同一個網(wǎng)絡，只是把兩者的信號源與負載的位置相互對調(diào)。 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 功率合成器原理方框圖 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 一、 魔 T網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)特點 利用 1： 4傳輸線變壓器組成的魔 T網(wǎng)絡可以實現(xiàn)功率合成與分配功能 ARBR CRDRA DCBARBR C DRA DCB（ a）傳輸線變壓器形式 （ b）變壓器形式 1： 4傳輸線變壓器組成的魔 T網(wǎng)絡 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 ARBR CR DRA DCB1SU2SUUU 2UAI 2I2I1I1I 12IBI+_+_+_ARBR C DRA DCB1SU2SU DAI 2I2I1I1I1IBI+_+_U 2DU2DUD（ a） A、 B端反相激勵 （ b）變壓器形式電路 反相功率合成 ARBR DRA DCBI DIDIIICII_+ DU 1TrARBR CRA DCBI DDIIICII+_DI_+ 2DU 2DU 1Tr（ a）同相功率分配 （ b）反相功率分配 功率分配單元 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 用混合網(wǎng)絡構(gòu)成的功率合成與分配器，其各端口存在確定的關系，稱為 魔 T混合網(wǎng)絡。如下圖： C端的功率被同相分配到 AB端，為同相功率分配； AB端功率合成從 C端輸出； D端功率被反向 分配 到 AB端，為反相 功率分配； A B C D 0176。 0176。 0176。 180176。 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 二、 功率合成電路實例 反相功率合成電路 反相功率合成器的優(yōu)點是 ：輸出沒有偶次諧波，輸入電阻比單邊工作時高，因而引線電感的影響減小。 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 本章小結(jié) 介紹并分析 發(fā)射系統(tǒng)中的兩個重要的功能電路 ——射頻功率放大器 和 匹配濾波網(wǎng)絡 ，有關 功率合成 技術也做了相應的介紹 1）掌握 C類功率放大器的工作原理，外部特性，負載特性和倍頻特性。 2）掌握 L型、 π型和 T型三種類型的匹配濾波網(wǎng)絡 的基本構(gòu)成和參數(shù)設計 。 3）理解高效率射頻功率放大器的設計思路。 4）了解射頻功放組件。 5）掌握傳輸線變壓器工作原理及其應用，理解功率合成與分配技術。 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 知識要點總結(jié)： （ 1） A、 B、 C類放大器對應的導通角分別是 、 和小于 ，通過減小導通角來提高放大器的效率。但從 A→B→C類，放大器的功率增益降低。 C類功率放大器雖然有很高的效率，但它的高效率（ ）和大的輸出功率（ ）不可能同時取得，也就是說它不可能達到“滿輸出功率的效率”（ efficiency at full output power）。 （ 2）在信號的一個周期內(nèi)， C類放大器只在導通角 的 2倍時間內(nèi)導通。 C類放大器的集電極電流 是脈沖，因此在集電極必須設置 LC選頻回路，以保證輸出所需頻率的功率。 180 90900? ?120? ??CiNorth China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 （ 3） C類諧振功率放大器效率高的原因在于導通角 小，也就是晶體管導通時間短，集電極的功耗小。導通角 越小，將導致輸出功率越小。因此要兼顧效率與輸出功率來選擇合適的導通角 。 （ 4） C類功率放大器的三種工作狀態(tài)，分別是 欠壓 、過壓和臨界狀態(tài)。工作在不同狀態(tài)下，將對放大器性能產(chǎn)生不同影響，臨界狀態(tài)是諧振功率放大器理想的工作狀態(tài)。 （ 5） C類功率放大器可以實現(xiàn)倍頻和調(diào)幅功能。作倍頻器時，倍頻次數(shù)不宜過高，一般為二倍頻或三倍頻?；鶚O調(diào)幅功率放大器應工作在欠壓區(qū)，集電極調(diào)幅功率放大器應工作在過壓區(qū)。 ???North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 （ 6） C類功率放大器的饋電電路為功率放大器提供直流偏置，具體分為基極饋電和集電極饋電，又各自有串饋和并饋兩種形式。 C類功率放大器的基極偏壓為負偏壓，常采用自給偏壓來實現(xiàn)負偏壓。 （ 7）匹配電路主要實現(xiàn)阻抗變換與濾波，主要有三種基本連接方式： L型、 π型和 T型。 C類功率放大器中，廣泛應用 LC諧振回路來實現(xiàn)調(diào)諧和阻抗匹配。 （ 8） D類、 E類功率放大器功率管工作在開關狀態(tài)下，以盡量降低管耗的辦法，來提高功率放大器的效率，但工作頻率受限。 （ 9）寬帶高頻功放采用非調(diào)諧方式，工作在 A類狀態(tài)，采用具有寬頻帶特性的傳輸線變壓器進行阻抗匹配，并利用功率合成技術增大輸出功率。 North China Electric Power University 通信電子電路 第 4章發(fā)射通道電路 （ 10）由傳輸線變壓器構(gòu)成的魔 T網(wǎng)絡既可用于功率分配，又可用于功率合成。魔 T網(wǎng)絡各臂的阻抗必須嚴格匹配，這樣才能保證它的平均分配、信號源輸出額定功率以及各臂間的隔離特性。帶有魔 T網(wǎng)絡的功率合成電路是一種寬帶線性放大器。