基于传输线变压器的功率合成/分配器的原理与设计

基于传输线变压器的功率合成/分配器具有宽频带、应用频率高、体积小、承受功率大、损耗小的特点,是一种良好的射频器件.本文根据传输线变压器的基本理论,通过分析功率合成/分配电路的两大组成部分--功率合成/分配网络和阻抗匹配网络,分别得到对传输线和磁芯的不同要求.总结出一种设计功率合成/分配器的通用方法,为设计功率合成/分配器提供了理论参考.     

一种紧凑结构的LTCC三路功分器

根据LTCC内埋电感的兀型等效电路,对传统Wilkinson功分器的集中参数模型进行了简化,提出了紧凑结构的LTCC结构三路功分器电路模型.根据该电路模型建立了三路功分器的三维LTCC模型,并进行了仿真计算.根据仿真优化结果制作了带宽中心频率为2.45GHz、大小为3.2× 1.6× 1.3mm的LTCC功分器.由于隔...     

通过750kV变压器套管末屏进行过电压监测的方法研究

针对西北750kV超高压电网所处特殊自然环境下易遭受过电压危害的特点,研究探索750kV电网过电压监测方法。根据变压器电容式套管结构原理,研制出系列750kV变压器套管末屏连接专用精密低压臂分压器,与套管电容组成测量过电压信号的冲击电压分压系统。分析研究了750kV变压器套管末屏频率响应特性,该系统可满足电网雷电冲击、操作冲击过电压现场测量的要求。论证了750kV电网采用变压器电容式套管末屏连接低压臂分压器进行过电压监测的可行性。     

Compact arbitrary terminated power divider with bandwidth-enhanced negative group delay characteristics

A novel compact arbitrary terminated power divider with bandwidth-enhanced negative group delay (NGD) characteristics is proposed. The NGD characteristics are controlled by characteristic impedances of transmission lines and the coupled line between two output ports. Flat and wide NGD bandwidth is produced by using the combination of a series resistor and short-circuited coupled-line section. The complete closed-form equations are presented. For experimental demonstration, a prototype is designed and fabricated at f₀ of 2.14 GHz. The measured results indicate that the proposed power divider is able to realize wide NGD bandwidth and good NGD flatness.     

高压电能表中电容分压器稳定性试验分析

针对挂网运行中的高压电能表中电容分压器长期稳定性较差的问题,提出一种多级串联结构的干式电容分压器,并对其分压电容进行7 000h加速电压老化试验、温度试验和取能试验。试验结果表明,分压电容容量随电压老化时间不断衰减,且衰减分散性较大,试验初期衰减较快、后期趋缓,衰减特性可用高斯函数进行拟合,因此可通过电压加速老化和筛选分散性较小分压电容的方式提高电容分压器的长期稳定性;温度系数对电容分压器的影响较小,在计量精度允许范围内;取能电容分压器有稳定的功率输出,能够满足高压电能表中高电位电子线路的功耗要求。文章试验结论为高压电能表的稳定、可靠运行提供了技术支撑。     

A study of superharmonic injection locking in multiband frequency dividers

A superharmonic voltage‐controlled injection‐locked frequency divider, implemented using a modified Colpitts oscillator operating at 2.5, 5 and 10 GHz and a cross‐coupled LC oscillator operating at 1.25, 2.5 and 5 GHz, is demonstrated. The proposed triple‐band operation is achieved by employing a novel technique that uses pin‐diodes and negative power supply. The discrete dividers, built with low noise hetero‐junction FETs and high‐frequency SiGe BJTs, are described theoretically while their functionality is proven experimentally. Additionally, a short phase noise analysis, which is missing in the literature, is given. Phase noise, frequency range of operation, and locking range measurement results are presented. Finally, post‐layout simulation results of a 5 GHz fully differential injection‐locked frequency divider, implemented in a 0.25µm SiGe process are provided. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

宽带双节Wilkinson功率分配器的研制

重点讨论了采用双节Wilkinson结构的宽带等功率分配器.经与单节二等分功率分配器在频率特性上的比较,确定了在宽带中采用双节二等分功率分配器的必要性.在介绍双节二等分功率分配器工作原理的基础上,使用ADS软件进行设计、仿真和优化了功率分配器两臂微带线阻抗值和两个隔离电阻值.制作了基于介电常数为2.65的聚四氟乙烯基板...     

基于基片集成波导(SIW)的Ku波段两路功分器设计

针对传统基片集成波导功分器结构的多层结构输入输出工艺难以实现且隔离度较低的问题,提出了一种多层集成的高性能基片集成波导功分器设计方法。利用中间层作为匹配层,采用金属化过孔作为耦合探针,通过仿真优化多层金属与探针距离,成功将微波信号引出到顶层传输线,实现了器件宽带低损耗过渡结构设计;另外,考虑到工艺可实现性,通过将矩形波导功分器开槽办法应用在此多层结构中,有效提高了基片集成波导功分器的隔离度。基片集成波导多层结构的过渡层和开槽结构的优化设计有助于多通道器件的集成化和小型化。     

一种基于Wilkinson功率合成的双向放大器

本文提出了一种支持IEEE802.11n标准的高性能双向放大器设计方案,该放大器采用了基于微带线的Wilkinson功率分配/合成网络进行双路功率放大的合成.既保证了大的功率输出,而且解决了传统单功放结构下EVM指标差的问题.文章通过仿真验证了功率合成网络的可行性,并设计山了高输出功率高线性度的双向放大器.实验的测试结...     

1000 kV 直流高压分压器的比对与不确定度评定

随着我国特高压直流输电工程的全面启动,直流输电电压等级也由±500 kV 提高到±800 kV.为了使现有的特高压直流电压发生器的工作电压满足特高压直流输电技术发展的需要,将澳大利亚国家计量院研制的1000 kV 直流高压分压器测量系统作为标准直流高压分压器,采用电压比测量方法,与户内±1800 kV 直流高压分压器进行了比对试验.通过对测量不确定度各项影响分量的综合评定,表明±1800 kV 直流高压分压器在1000 kV 工作电压下的分压比变化率小于0.5%,能满足开展特高压直流绝缘技术研究和特高压直流设备相关产品检测工作的需要     

含电磁环网的输配电网全局动态潮流主从分裂算法

全局动态潮流在计算发输配一体的电网预想事故后的新稳态工况时,比只在主网侧计算的动态潮流更贴近实际。为解决全局动态潮流的分布式计算问题,需要采用主从分裂法。该方法根据配电网等值将输配电网分裂后,分别在主网侧和配电网侧计算动态潮流,然后交换少量数据,实现主从迭代。根据电磁环网理论,在首次主从迭代添加起步加速环节,可以在迭代前期得到更接近真实解的系统频率增量,加快计算速度。算例表明,含起步加速的全局动态潮流主从分裂算法能够更加准确且快速地计算电网在预想事故后的新稳态工况,适用于在输配电网之间进行分布式计算。     

直流输电系统用直流分压器现场检测方法研究

对直流输电系统中所用直流分压器设备的准确度进行现场检测,目前国内还没有检定规程或校准规范和实施程序。根据现场环境,提出使用桥式电阻分压器自校准的方法,提出现场实施程序,注意事项,主要仪器的选型及误差分析,分析了现场存在的影响因素,以及影响程度,并完成模拟现场环境的验证试验,试验数据表明,该方法及其实施过程符合直流分压器现场检测要求,对现场检测试验具有指导意义,并可为实验室检定提供参考价值。     

宽频带任意比功分器的微带线实现

本文给出了一种用多枝节匹配来设计宽频带上不等比功分器的方法。在此基础上讨论了用微带线来实现这种形式功分器的方法和计算机仿真验证步骤。最后给出了以微带线形式在0.6GHz-1.4GHz频带上实现这一类3dB宽频带功分器的设计和计算机仿真验证步骤,仿真结果证明了这种设计方法的有效性和可行性。     

超短波宽带大功率6路功率合成器设计

介绍了一种超短波6路功率合成器,将6路同相功率信号合成为1路大功率信号。结合现有的功率合成器,基本实现任意路的功率合成,应用在发射机功放模块中,达到了提高系统功率合成效率及可靠性、降低系统制作成本的目的。基于传输线变压器理论制作前、后两级功率合成单元,在两级合成单元之间使用LC匹配网络作为阻抗变换器,可以通过仿真精确确定其输入、输出阻抗,在30~100MHz具有良好的传输性能。6路合成器可工作在30~100MHz,其承受功率最大达3.5k W,电压驻波比:≤1.30,插入损耗:≤0.30d B。     

脉冲功率装置中电容分压器的设计和应用

为了测量脉冲功率装置形成线和传输线的电压,设计和标定了自积分电容分压器和V-dot探测器。在电容分压器结构设计中,重点叙述了降低结构电感、削弱局部高电场以及保持灵敏度一致的方法。电容分压器采用在线标定,标定用电阻分压器安装在电容分压器相对于轴线对称的位置,以减小对探头位置电场分布的影响。对阳加速器水传输线、脉冲形成线和PTS单路样机中储探测器的标定和实验结果表明:无论是自积分电容分压器还是V-dot探测器,只要取值合适,同时在结构设计中注意分布参数的控制,就都可以响应前沿为几十ns至接近μs量级的信号。     

Design and VLSI evaluation of a high-speed cellular array divider with a selection function

In recent years, very fast dividers have been required for the real-time application of digital signal processing, robot control, and the like. This paper proposes a high-speed cellular array divider with a selection function that is based on the non-restoring algorithm and can deal with both fixed-point and negative operands in two's complement form. This divider uses new techniques that can generate in parallel both the quotient bit of one row and a partial remainder and CLS bit of the next row. The delay time of the proposed divider is calculated in terms of a delay of one unit such as a NAND gate. Finally, by using PARTHENON, a CAD (computer-aided design) system for VLSI, this divider is designed and evaluated. As a result, elimination of the delay time for even rows becomes possible. Thus, the delay time can be decreased to approximately one half that of the high-speed divider proposed by Cappa and Hamacher, which uses the most general high-speed techniques of carry-save and CLA.     

110kV变电站过电压在线监测系统及其波形分析

过电压是造成电网绝缘损害的主要原因之一,也是选择电气设备绝缘强度的决定性因素,电力系统过电压在线监测对分析过电压事故原因和改善系统绝缘配合具有重要的现实意义。在研制成功110kV过电压传感器以及高速变频采集系统的基础上,重庆110kV先锋过电压在线监测系统可自动捕获10、35、110kV电网中出现的外部和内部过电压。另外还介绍了该系统的结构、用于过电压信号采集的低阻尼阻容分压器和套管式分压器、变频采集系统及系统软件等关键模块。根据现场采集到的典型过电压波形样本,结合值班室记录,分析了雷电、操作及暂时等过电压的波形特点和产生原因,监测结果可为输电线路防雷、变电站过电压防护、电力系统规划和设计提供科学依据。     

一种电阻脉冲分压器的研制

陡前沿高压脉冲测量对分压器的响应性能提出了非常苛刻的要求。电阻分压器对地分布电容是影响其性能的关键因素。采取在高压臂的低压端加入套筒电极的补偿措施,部分地收集原本由高压臂电阻体流向地的杂散电容电流,并调节各相关参数的匹配以减小分压器高压臂对地分布电容的影响,研制出了一种新型的电阻分压器。PSpice性能仿真分析表明:该设计可以减少响应时间和上升时间3 ns以上,改变电极的长度即可在一定的范围内调节其响应性能;适当的电感将有助于降低上升时间。仿真分析还证实了阶跃响应上升时间能够实现<1 ns。对准阶跃波、静电放电枪校准波及纳秒双指数脉冲的实验测量表明该分压器性能优越。     

一种多层Hybrid Ring结构功分器/合路器的设计

针对传统的高功率功分器易烧毁和相位差较大等性能的缺点,提出了一种能够承受高功率和更好性能的多层Hybrid Ring结构四路功分器的设计。避免了传统威尔金森功分器在输入功率不平衡时,烧毁隔离电阻,从而导致整个发射系统崩溃的现象发生,同时还显示较好的相位一致性。从而提高了整个功放系统的稳定性和技术指标。通过实际测试得到在1~3 GHz的频率范围,四路功分/合路器插入损耗低于6.3 dB,相移精度小于+/?0.3o,驻波比小于1.3的较好实验结果,它能够广泛应用到无线通讯和相控阵雷达组件中,具有很高的应用价值。     

HL-2A型受控核聚变装置高压电源用脉冲分压器的设计

在受控核聚变中,电源电压的准确测量十分重要,要求作为脉冲测量系统的第1级关键部件的分压器具有良好的响应特性和稳定性。为此,结合实际工况,提出了适合此类电源特性的分压器设计参数。考虑杂散参数对分压器性能的影响,建立了包含分布电容、杂散电感的电阻分压器参数模型,基于电路理论二端口网络分析方法从理论上推导其传递函数和响应时间的表达式。根据该模型提出分压器的相关参数,并采用玻璃釉膜电阻制作分压器。对分压器进行脉冲高压响应的标定实验,与泰克高压探头对比结果表明2者所测波形比较相符,尤其是开通与关断时刻的波形,能准确反映电压信号的暂态过程。该分压器能实时、准确地测量电源输出电压,为电源暂态过程分析和系统反馈调节提供依据。