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：
本實用新型涉及無線電通信領(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)射時的輻射效率，改善通信效果。通常天線等效阻抗設(shè)計較高，釆用600Q的等效阻抗。全波對稱電偶極子 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。實際上，對于固定長度的對稱電偶極子天線，在短波工作頻率范圍內(nèi)，全波對稱 電偶極子天線或半波對稱電偶極子天線是對某些固定的頻率點而言的。對于不同的頻 率，天線長度呈現(xiàn)不同的波長，所以在短波工作頻率范圍內(nèi)很難用全波對稱電偶極子 天線或半波對稱電偶極子天線來描述固定長度天線的類型。也很難用600Q電阻來描 述固定長度天線的阻抗。600Q天線阻抗是對某一特定的頻率點而言的，是設(shè)計天線 阻抗轉(zhuǎn)換器時的一種假設(shè)而已。由于天線調(diào)諧器具有很強的調(diào)諧能力，對于在非全波 對稱電偶極子天線或非半波對稱電偶極子天線的頻率點，阻抗轉(zhuǎn)換器也能正常工作。三. 發(fā)明內(nèi)容本實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)備使用的對稱全波偶極子天線和天線調(diào)諧器配套的 裝置，對于在非全波對稱電偶極子天線或非半波對稱電偶極子天線的頻率點，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，由一個初級線 圈和二個串接的次級線圈構(gòu)成，天線調(diào)諧器的輸出端連接阻抗轉(zhuǎn)換器的初級線圈，二 個串接的次級線圈分別連接對稱電偶極子天線，初級與次級線圈繞制的磁芯是功率磁 芯，磁芯導磁率在100 300之間；初級與次級三個線圈采用三線絞合繞制，增加線 圈初、次級間的分布電容，使線圈初、次級間分布電容和導線分布電感形成傳輸線。 阻抗轉(zhuǎn)換器在電性能上是一個高功率、大電流、高電壓、阻抗變換復雜的平衡 不平 衡傳輸線阻抗轉(zhuǎn)換器。本實用新型的有益效果本實用新型可作為600Q 200Q平衡 不平衡阻抗轉(zhuǎn)換器，在發(fā)射機上做過指標測試和負荷試驗，完全滿足要求。本實用新型作為地面發(fā)射機全波對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)射機半波對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，初級線圈L1、次級線圈L2、 L3。五.具體實施方式
本實用新型在外形上是一個采用大外徑、內(nèi)外徑之比大(在高頻段時線圈品質(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RP250P (84咖X46mmX15mm)功率型磁芯，分二組用聚乙烯醇縮醛膠膠合。導線型號為 AFK-250-600V-4平方毫米。三股導線絞合后繞制，其中L2、 L3的導線繞5圈，Ll導 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。采用獨立設(shè)計 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。由于固定長度的對稱電偶極子天線在短波工作頻段范圍內(nèi)天線阻抗很復雜，在頻 段低端的某些頻率點上，天線呈現(xiàn)的阻抗很低，阻抗轉(zhuǎn)換器線圈中導線通過的電流極 大。在頻段高端，在某些頻率點上天線又呈現(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)射機工作頻率，單位赫茲；W:線圈所繞匝數(shù)，單位匝；由上式可見，由于天線輸入端口在頻段高端的某些頻率點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)強度的關(guān)系為Bmax=Omax/S..................... (2)式中Bmax:最大磁感應(yīng)強度，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，對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)強度不宜取得很大， 一般取100高斯。所以當天線阻抗極高時， 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)強度，減小磁芯的功率 損耗。對于阻抗轉(zhuǎn)換器磁芯導磁率選擇也必須適宜，磁芯導磁率如下-' + j li " ........................ ( 3 )式中U:磁芯總導磁率；U ':磁芯導磁率的實部，表示磁芯的有效磁導率；j W '': 磁芯導磁率的虛部，當線圈中通過交流電流時，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的效率。采用有效導磁率較高的磁芯，可以減 少線圈匝數(shù)，減小阻抗轉(zhuǎn)換器的體積。而磁芯導磁率較高，磁芯的工作頻率就較低， 在頻段高端，磁芯有效導磁率幾乎為零，而磁芯虛部導磁率卻很大，所以磁芯損耗較 大，因此磁芯的導磁率不能太高。磁芯導磁率也不能太低，因為在這種情況下磁芯有 效磁導率太低。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。所以磁芯導磁率必須適宜， 一般取磁芯導磁率在100 300之間。即使采用導磁率在100 300之間的磁芯，在頻段高端，磁芯的有效導磁率也較低，磁芯損耗也較大，所以采用一般的初、次級分開的方式繞制線圈，在頻段高端， 發(fā)射機很難將功率通過阻抗轉(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、次級間的分布電 容，使線圈初、次級間分布電容和導線分布電感形成傳輸線，這樣在高頻端發(fā)射機才 能將發(fā)射功率通過阻抗轉(zhuǎn)換器由天線調(diào)諧器傳輸?shù)教炀€輸入端。設(shè)計阻抗轉(zhuǎn)換器，天線在頻段內(nèi)的阻抗狀況是重要設(shè)計參數(shù)之一，但對于對稱電 偶極子天線，天線阻抗很難用儀表測量，這就給設(shè)計阻抗轉(zhuǎn)換器帶來極大的困難。因 此只能對天線的最大阻抗和最低阻抗作一個大概的估計，再根據(jù)阻抗轉(zhuǎn)換器的輸入功 率來估算出線圈二端的最高電壓和線圈導線中承載的最大電流。根據(jù)導線中承載的最 大電流選擇導線的線徑，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)射機上和天線相連并進行發(fā)射試驗，根 據(jù)試驗結(jié)果對阻抗轉(zhuǎn)換器所用的導線和磁芯進行修正。這樣試驗——修正一^驗一 一再修正，直到滿足要求。綜上所述，所設(shè)計的阻抗轉(zhuǎn)換器在電性能上應(yīng)該是一個高功率、大電流、高電壓、 阻抗變換極為復雜的平衡 不平衡傳輸線阻抗轉(zhuǎn)換器。在外形上應(yīng)該是一個采用大外 徑、內(nèi)外徑之比大(在高頻段時線圈品質(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)強度小于100高斯)和大線徑導線繞制線圈(導線中通的電流很大)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，其特征是由一個初級線圈和二個串接的次級線圈構(gòu)成，天線調(diào)諧器的輸出端連接阻抗轉(zhuǎn)換器的初級線圈，二個串接的次級線圈分別連接對稱電偶極子天線，初級與次級線圈繞制的磁芯是功率磁芯，磁芯導磁率在100～300之間；初級與次級三個線圈采用三線絞合繞制，增加線圈初、次級間的分布電容，使線圈初、次級間分布電容和導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，其特征是三股導線 絞合后繞制，其中二個次級線圈繞5圈，初級線圈繞6圈。
專利摘要平衡～不平衡單雙端阻抗轉(zhuǎn)換器，由一個初級線圈和二個串接的次級線圈構(gòu)成，天線調(diào)諧器的輸出端連接阻抗轉(zhuǎn)換器的初級線圈，二個串接的次級線圈分別連接對稱電偶極子天線，初級與次級線圈繞制的磁芯是功率磁芯，磁芯導磁率在100～300之間；初級與次級三個線圈采用三線絞合繞制，增加線圈初、次級間的分布電容，使線圈初、次級間分布電容和導線分布電感形成傳輸線。本實用新型可作為600Ω～200Ω平衡～不平衡阻抗轉(zhuǎn)換器，在發(fā)射機上做過指標測試和負荷試驗，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H04B1/40GK201122959SQ20072004258
公開日2008年9月24日 申請日期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 申請人:熊貓電子集團有限公司;南京熊貓電子股份有限公司;南京熊貓漢達科技有限公司