專利名稱：平衡～不平衡單雙端阻抗轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無(wú)線電通信領(lǐng)域的天線技術(shù)，尤其是天線的阻抗轉(zhuǎn)換裝置。二. 背景技術(shù)-天線等效阻抗高，其等效輻射電阻也高，可提高天線在發(fā)射時(shí)的輻射效率，改善通信效果。通常天線等效阻抗設(shè)計(jì)較高，釆用600Q的等效阻抗。全波對(duì)稱電偶極子 天線的等效輻射電阻約為600fi，故該轉(zhuǎn)換器理論上最好必須配全波對(duì)稱電偶極子天 線。為便于天線調(diào)諧，必須將600Q阻抗轉(zhuǎn)換成約200Q的阻抗。實(shí)際上，對(duì)于固定長(zhǎng)度的對(duì)稱電偶極子天線，在短波工作頻率范圍內(nèi)，全波對(duì)稱 電偶極子天線或半波對(duì)稱電偶極子天線是對(duì)某些固定的頻率點(diǎn)而言的。對(duì)于不同的頻 率，天線長(zhǎng)度呈現(xiàn)不同的波長(zhǎng)，所以在短波工作頻率范圍內(nèi)很難用全波對(duì)稱電偶極子 天線或半波對(duì)稱電偶極子天線來(lái)描述固定長(zhǎng)度天線的類型。也很難用600Q電阻來(lái)描 述固定長(zhǎng)度天線的阻抗。600Q天線阻抗是對(duì)某一特定的頻率點(diǎn)而言的，是設(shè)計(jì)天線 阻抗轉(zhuǎn)換器時(shí)的一種假設(shè)而已。由于天線調(diào)諧器具有很強(qiáng)的調(diào)諧能力，對(duì)于在非全波 對(duì)稱電偶極子天線或非半波對(duì)稱電偶極子天線的頻率點(diǎn)，阻抗轉(zhuǎn)換器也能正常工作。三. 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提出一種天線阻抗的轉(zhuǎn)換裝置，即一種平衡 不平衡單雙端阻 抗轉(zhuǎn)換器，提出一種與地面發(fā)射設(shè)備使用的對(duì)稱全波偶極子天線和天線調(diào)諧器配套的 裝置，對(duì)于在非全波對(duì)稱電偶極子天線或非半波對(duì)稱電偶極子天線的頻率點(diǎn)，阻抗轉(zhuǎn) 換器也能正常工作，即構(gòu)成平衡 不平衡單雙端阻抗轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，改善通 信效果，提高工作效率，以滿足用戶的要求。本實(shí)用新型的術(shù)解決方案是平衡 不平衡單雙端阻抗轉(zhuǎn)換器，由一個(gè)初級(jí)線 圈和二個(gè)串接的次級(jí)線圈構(gòu)成，天線調(diào)諧器的輸出端連接阻抗轉(zhuǎn)換器的初級(jí)線圈，二 個(gè)串接的次級(jí)線圈分別連接對(duì)稱電偶極子天線，初級(jí)與次級(jí)線圈繞制的磁芯是功率磁 芯，磁芯導(dǎo)磁率在100 300之間；初級(jí)與次級(jí)三個(gè)線圈采用三線絞合繞制，增加線 圈初、次級(jí)間的分布電容，使線圈初、次級(jí)間分布電容和導(dǎo)線分布電感形成傳輸線。 阻抗轉(zhuǎn)換器在電性能上是一個(gè)高功率、大電流、高電壓、阻抗變換復(fù)雜的平衡 不平 衡傳輸線阻抗轉(zhuǎn)換器。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型可作為600Q 200Q平衡 不平衡阻抗轉(zhuǎn)換器，在發(fā)射機(jī)上做過(guò)指標(biāo)測(cè)試和負(fù)荷試驗(yàn)，完全滿足要求。本實(shí)用新型作為地面發(fā)射機(jī)全波對(duì)稱電偶極子天線和天線調(diào)諧器之間作平衡 不平衡變換和600Q 200Q 阻抗轉(zhuǎn)換用；也適用于地面發(fā)射機(jī)半波對(duì)稱電偶極子天線和天線調(diào)諧器之間作平衡 不平衡變換和阻抗轉(zhuǎn)換用；也適用于其它地面發(fā)射機(jī)全波或半波電偶極子天線和天線調(diào)諧器之間作平衡 不平衡變換和阻抗轉(zhuǎn)換用。也適用于10m或20m對(duì)稱電偶極子 天線和天線調(diào)諧器之間作平衡 不平衡變換和阻抗轉(zhuǎn)換用。本實(shí)用新型承受功率大， 插入損耗小，適用范圍廣，可靠性高。四、
圖1是平衡 不平衡阻抗轉(zhuǎn)換器電路方框圖， 圖中磁芯T1，初級(jí)線圈L1、次級(jí)線圈L2、 L3。五.具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型在外形上是一個(gè)采用大外徑、內(nèi)外徑之比大(在高頻段時(shí)線圈品質(zhì)因 素高且便于線圈散熱)、大高度的環(huán)形功率磁芯的線圈；內(nèi)部變壓器磁芯用8個(gè)RP250P (84咖X46mmX15mm)功率型磁芯，分二組用聚乙烯醇縮醛膠膠合。導(dǎo)線型號(hào)為 AFK-250-600V-4平方毫米。三股導(dǎo)線絞合后繞制，其中L2、 L3的導(dǎo)線繞5圈，Ll導(dǎo) 線繞6圈。變壓器放在盒內(nèi)采用框架固定，磁芯和金屬接觸的上下面用寬防波套作為 減震，防止磁芯因受外界的應(yīng)力而破碎。此設(shè)備是600Q 200Q平衡 不平衡阻抗 轉(zhuǎn)換器，工作頻率范圍在2MHz 30MHz;額定輸入功率為iOO(W(連續(xù)波)，最大輸入 功率為1500W;平衡端(天線端口)的阻抗為600Q，不平衡端(天線調(diào)諧器端口) 阻抗為200Q;工作溫度為-55°C +55°C;要求插入損耗小于0. 2dB。采用獨(dú)立設(shè)計(jì) 的盒狀結(jié)構(gòu)，引出端和外殼之間采用高頻瓷介絕緣子絕緣，增加抗電強(qiáng)度。外部接線 方式采用射頻插頭和蝶形螺母相結(jié)合，方便拆卸。由于固定長(zhǎng)度的對(duì)稱電偶極子天線在短波工作頻段范圍內(nèi)天線阻抗很復(fù)雜，在頻 段低端的某些頻率點(diǎn)上，天線呈現(xiàn)的阻抗很低，阻抗轉(zhuǎn)換器線圈中導(dǎo)線通過(guò)的電流極 大。在頻段高端，在某些頻率點(diǎn)上天線又呈現(xiàn)極高的阻抗，而變換器傳輸功率又很大 (最大時(shí)1500W)，所以阻抗轉(zhuǎn)換器輸出端口的電壓極高。磁芯中線圈磁通量和外加有效電壓之間關(guān)系為Omax=U/4.44/w........................ (1)式中Omax:線圈中最大磁通量，單位韋伯；U:天線輸入端口 (阻抗轉(zhuǎn)換器輸出端口)的最大有效值電壓，單位伏特； /:發(fā)射機(jī)工作頻率，單位赫茲；W:線圈所繞匝數(shù)，單位匝；由上式可見(jiàn)，由于天線輸入端口在頻段高端的某些頻率點(diǎn)上的有效值電壓極高， 所以阻抗轉(zhuǎn)換器線圈中的磁通量極大。磁通量和磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系為Bmax=Omax/S..................... (2)式中Bmax:最大磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位韋伯/平方米(等于1特斯拉，也等于10000 高斯)；Omax:線圈中的最大磁通量，單位韋伯-, S:磁路截面積，單位平方米；由上式可見(jiàn)，對(duì)一定截面積的磁路而言，線圈中磁通量越大，線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越大，磁芯的損耗也越大，磁芯的溫度也就越高。為了減少磁芯損耗，降低磁芯 溫度，線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度不宜取得很大， 一般取100高斯。所以當(dāng)天線阻抗極高時(shí)， 必須采用磁路面積很大的磁芯，以降低變換器磁芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，減小磁芯的功率 損耗。對(duì)于阻抗轉(zhuǎn)換器磁芯導(dǎo)磁率選擇也必須適宜，磁芯導(dǎo)磁率如下-' + j li " ........................ ( 3 )式中U:磁芯總導(dǎo)磁率；U ':磁芯導(dǎo)磁率的實(shí)部，表示磁芯的有效磁導(dǎo)率；j W '': 磁芯導(dǎo)磁率的虛部，當(dāng)線圈中通過(guò)交流電流時(shí)，磁芯將產(chǎn)生有功損耗(磁滯損耗)。為了提高變換器在頻段低端傳輸功率時(shí)的效率，變換器必須有較大的電感量，以 減少磁化電流，提高變換器傳輸功率時(shí)的效率。采用有效導(dǎo)磁率較高的磁芯，可以減 少線圈匝數(shù)，減小阻抗轉(zhuǎn)換器的體積。而磁芯導(dǎo)磁率較高，磁芯的工作頻率就較低， 在頻段高端，磁芯有效導(dǎo)磁率幾乎為零，而磁芯虛部導(dǎo)磁率卻很大，所以磁芯損耗較 大，因此磁芯的導(dǎo)磁率不能太高。磁芯導(dǎo)磁率也不能太低，因?yàn)樵谶@種情況下磁芯有 效磁導(dǎo)率太低。為了滿足阻抗轉(zhuǎn)換器線圈在低頻段的電感量，線圈匝數(shù)必將增多，阻 抗轉(zhuǎn)換器體積增大。所以磁芯導(dǎo)磁率必須適宜， 一般取磁芯導(dǎo)磁率在100 300之間。即使采用導(dǎo)磁率在100 300之間的磁芯，在頻段高端，磁芯的有效導(dǎo)磁率也較低，磁芯損耗也較大，所以采用一般的初、次級(jí)分開(kāi)的方式繞制線圈，在頻段高端， 發(fā)射機(jī)很難將功率通過(guò)阻抗轉(zhuǎn)換器的磁路將功率傳輸?shù)教炀€輸入端口 。為了使變換器 在高頻段能正常工作，線圈必須采用三線絞合繞法，以增加線圈初、次級(jí)間的分布電 容，使線圈初、次級(jí)間分布電容和導(dǎo)線分布電感形成傳輸線，這樣在高頻端發(fā)射機(jī)才 能將發(fā)射功率通過(guò)阻抗轉(zhuǎn)換器由天線調(diào)諧器傳輸?shù)教炀€輸入端。設(shè)計(jì)阻抗轉(zhuǎn)換器，天線在頻段內(nèi)的阻抗?fàn)顩r是重要設(shè)計(jì)參數(shù)之一，但對(duì)于對(duì)稱電 偶極子天線，天線阻抗很難用儀表測(cè)量，這就給設(shè)計(jì)阻抗轉(zhuǎn)換器帶來(lái)極大的困難。因 此只能對(duì)天線的最大阻抗和最低阻抗作一個(gè)大概的估計(jì)，再根據(jù)阻抗轉(zhuǎn)換器的輸入功 率來(lái)估算出線圈二端的最高電壓和線圈導(dǎo)線中承載的最大電流。根據(jù)導(dǎo)線中承載的最 大電流選擇導(dǎo)線的線徑，根據(jù)線圈二端的最高電壓選擇磁芯的磁路截面積，從而確 定所需的磁芯。然后將制成的阻抗轉(zhuǎn)換器在發(fā)射機(jī)上和天線相連并進(jìn)行發(fā)射試驗(yàn)，根 據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)阻抗轉(zhuǎn)換器所用的導(dǎo)線和磁芯進(jìn)行修正。這樣試驗(yàn)——修正一^驗(yàn)一 一再修正，直到滿足要求。綜上所述，所設(shè)計(jì)的阻抗轉(zhuǎn)換器在電性能上應(yīng)該是一個(gè)高功率、大電流、高電壓、 阻抗變換極為復(fù)雜的平衡 不平衡傳輸線阻抗轉(zhuǎn)換器。在外形上應(yīng)該是一個(gè)采用大外 徑、內(nèi)外徑之比大(在高頻段時(shí)線圈品質(zhì)因素高且便于線圈散熱)、大高度的環(huán)形功率磁芯(增大磁路截面積，使磁路截面積的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于100高斯)和大線徑導(dǎo)線繞制線圈(導(dǎo)線中通的電流很大)的平衡 不平衡阻抗轉(zhuǎn)換器。
權(quán)利要求1、平衡～不平衡單雙端阻抗轉(zhuǎn)換器，其特征是由一個(gè)初級(jí)線圈和二個(gè)串接的次級(jí)線圈構(gòu)成，天線調(diào)諧器的輸出端連接阻抗轉(zhuǎn)換器的初級(jí)線圈，二個(gè)串接的次級(jí)線圈分別連接對(duì)稱電偶極子天線，初級(jí)與次級(jí)線圈繞制的磁芯是功率磁芯，磁芯導(dǎo)磁率在100～300之間；初級(jí)與次級(jí)三個(gè)線圈采用三線絞合繞制，增加線圈初、次級(jí)間的分布電容，使線圈初、次級(jí)間分布電容和導(dǎo)線分布電感形成傳輸線。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡 不平衡單雙端阻抗轉(zhuǎn)換器，其特征是繞制線圈 導(dǎo)線為AFK-250-600V-4平方毫米。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡 不平衡單雙端阻抗轉(zhuǎn)換器，其特征是三股導(dǎo)線 絞合后繞制，其中二個(gè)次級(jí)線圈繞5圈，初級(jí)線圈繞6圈。
專利摘要平衡～不平衡單雙端阻抗轉(zhuǎn)換器，由一個(gè)初級(jí)線圈和二個(gè)串接的次級(jí)線圈構(gòu)成，天線調(diào)諧器的輸出端連接阻抗轉(zhuǎn)換器的初級(jí)線圈，二個(gè)串接的次級(jí)線圈分別連接對(duì)稱電偶極子天線，初級(jí)與次級(jí)線圈繞制的磁芯是功率磁芯，磁芯導(dǎo)磁率在100～300之間；初級(jí)與次級(jí)三個(gè)線圈采用三線絞合繞制，增加線圈初、次級(jí)間的分布電容，使線圈初、次級(jí)間分布電容和導(dǎo)線分布電感形成傳輸線。本實(shí)用新型可作為600Ω～200Ω平衡～不平衡阻抗轉(zhuǎn)換器，在發(fā)射機(jī)上做過(guò)指標(biāo)測(cè)試和負(fù)荷試驗(yàn)，完全滿足要求。其受功率大，插入損耗小，適用范圍廣，可靠性高。
文檔編號(hào)H04B1/40GK201122959SQ20072004258
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者李慶祥 申請(qǐng)人:熊貓電子集團(tuán)有限公司;南京熊貓電子股份有限公司;南京熊貓漢達(dá)科技有限公司