本技術(shù)涉及功率合成，尤其是涉及一種具有切換功能的功率合成裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著全固態(tài)功放的廣泛普及，大功率功放系統(tǒng)構(gòu)建通常需將多個(gè)功放板組合成功放單元，再由多個(gè)功放單元構(gòu)成整機(jī)。在功率合成方面，常見的功率合成方法是將n個(gè)功放輸出功率p合成為np功率，目前常規(guī)使用的主要是如附圖1所示，由兩個(gè)功放單元組成的（二功放）功率合成組件。

2、然而，上述的功率合成方法在系統(tǒng)中一個(gè)功放合成單元出現(xiàn)異常（即無輸出）的情況下存在較大的缺陷。在一個(gè)n功率合成系統(tǒng)里，當(dāng)n個(gè)功放單元中存在一個(gè)功放單元無輸出時(shí)，該功率合成系統(tǒng)的最終輸出功率并非預(yù)期的（n-1）p功率，而是（n-1）平方/n平方p；舉例來說，當(dāng)二功放合成系統(tǒng)（即n=2）中的一個(gè)功放單元出現(xiàn)異常時(shí)，該二功率合成系統(tǒng)的最終實(shí)際功率僅為1/4p，該功率不僅遠(yuǎn)低于預(yù)期的2p，甚至比單功放輸出功率還小一半。此種情況下，若要保證正常功放單元p功率的有效輸出以避免資源浪費(fèi)，目前主要依靠在人為拆解合成器（即第二電橋）后，將能夠正常輸出的功放單元直接連接到合成器后的輸出口上（即令正常功放發(fā)出的放大信號(hào)跳過信號(hào)合成步驟，直接輸出），才能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)功放單元的p功率輸出，整個(gè)過程繁瑣且效率低下，嚴(yán)重影響了大功率功放系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行與高效使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了提高功率合成系統(tǒng)在某一功放單元異常情況下的穩(wěn)定運(yùn)行與高效使用，本技術(shù)提供一種具有切換功能的功率合成裝置。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種具有切換功能的功率合成裝置，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種具有切換功能的功率合成裝置，包括功率合成組件，所述功率合成組件包括第二電橋以及功放單元組，所述功放單元組包括兩個(gè)功放單元；所述功率合成裝置還包括控制器、調(diào)相器以及同軸開關(guān)，所述控制器與所述同軸開關(guān)通信連接，所述同軸開關(guān)的輸入端與所述第二電橋的輸出端相連，所述同軸開關(guān)的一個(gè)輸出端連有吸收負(fù)載，另一個(gè)輸出端與調(diào)相器相連；所述控制器用于根據(jù)每一所述功放單元發(fā)出的放大信號(hào)得到功能判定結(jié)果，并根據(jù)所述功能判定結(jié)果向所述同軸開關(guān)發(fā)出第一切換指令，所述第一切換指令為與吸收負(fù)載相連以及與調(diào)相器相連中的一個(gè)；

4、所述同軸開關(guān)用于根據(jù)所述第一切換指令切換所述放大信號(hào)的傳輸路徑；所述調(diào)相器用于調(diào)整接收到的一半功率的所述放大信號(hào)的相位，得到輸出信號(hào)；當(dāng)所述第一切換指令為與調(diào)相器相連時(shí)，所述第二電橋用于將接收到的單個(gè)放大信號(hào)的一半功率輸入調(diào)相器，得到一半功率的輸出信號(hào)，以及將另一半功率的放大信號(hào)直接作為一半功率的輸出信號(hào)；所述第二電橋還用于在兩個(gè)一半功率的輸出信號(hào)形成單倍功率的輸出信號(hào)后，將該單倍功率的輸出信號(hào)輸出；所述吸收負(fù)載用于通過吸收所述傳輸路徑中的不平衡功率保護(hù)所述功率合成裝置。

5、通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)系統(tǒng)中的一個(gè)功放單元出現(xiàn)異常情況時(shí)，控制器能夠迅速做出響應(yīng)，根據(jù)放大信號(hào)的信號(hào)特征準(zhǔn)確判定功放單元的工作狀態(tài)，并及時(shí)發(fā)出第一切換指令；例如，若某一功放單元發(fā)生故障導(dǎo)致放大信號(hào)出現(xiàn)功率波動(dòng)，在異常發(fā)生的當(dāng)下，同軸開關(guān)與吸收負(fù)載相連，整個(gè)功率合成裝置中產(chǎn)生的異常功率（即合成后的1/4p以及可能存在的瞬時(shí)高功率)會(huì)被吸收負(fù)載吸收掉，以避免故障信號(hào)對(duì)整個(gè)功率合成裝置造成影響；

6、接著，控制器會(huì)檢測(cè)到該異常情況，并立即切換同軸開關(guān)與調(diào)相器相連，此時(shí)，由于第二電橋僅能接收到一個(gè)來自正常工作功放單元的放大信號(hào)，該第二電橋內(nèi)部的電場(chǎng)和磁場(chǎng)會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，進(jìn)而使該第二電橋處于直通模式（即停止執(zhí)行信號(hào)合成操作）；接著，來自正常功放單元的放大信號(hào)的功率將被一分為二：其中一半功率的信號(hào)會(huì)在第二電橋內(nèi)部直接作為一個(gè)輸出信號(hào)，其功率值為1/2p（假設(shè)原始的一個(gè)正常功放單元輸出功率為p）；而另一半功率的放大信號(hào)則會(huì)被傳輸至調(diào)相器中，在調(diào)相器完成對(duì)該部分信號(hào)的相位精準(zhǔn)調(diào)整后，得到另一個(gè)輸出信號(hào)，其功率值為1/2p，且該另一個(gè)輸出信號(hào)會(huì)再次返回到第二電橋；最終，這兩個(gè)1/2p的輸出信號(hào)在第二電橋中重新匯聚，共同形成與單個(gè)正常功放單元單倍功率相當(dāng)?shù)妮敵鲂盘?hào)（功率為p），并直接通過第二電橋的輸出口完成輸出；

7、相對(duì)于傳統(tǒng)的功率合成裝置，本技術(shù)的功率合成裝置能夠在一個(gè)功放單元出現(xiàn)異常的情況下實(shí)現(xiàn)自主切換，無需人工拆卸重組，且彌補(bǔ)了此種情況下第二電橋僅能輸出1/4p功率的缺陷，整個(gè)過程及時(shí)性高且操作方便，大大提高了二功率功放合成裝置的穩(wěn)定運(yùn)行與高效使用。

8、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，兩個(gè)所述功放單元以對(duì)插的方式實(shí)現(xiàn)連接。

9、通過采用上述技術(shù)方案，功放單元之間的連接更為便捷高效，對(duì)插式連接類似于模塊化的拼接，在設(shè)備組裝和維護(hù)過程中，技術(shù)人員只需將功放單元沿著特定的插槽軌道準(zhǔn)確插入，就能迅速完成連接操作，這極大地縮短了設(shè)備的組裝時(shí)間和維護(hù)更換的時(shí)長，減少了因連接操作繁瑣而可能引入的人為錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)，提高了整體的工作效率和連接的可靠性；同時(shí)，對(duì)插連接方式相比傳統(tǒng)的連接方式，有助于本技術(shù)在維修異常的功放單元時(shí)，功放合成裝置保持穩(wěn)定可靠的運(yùn)行狀態(tài)，特別適用于對(duì)設(shè)備安裝和維護(hù)的便捷性、可靠性要求較高的場(chǎng)合，如移動(dòng)通信基站的快速部署、軍事通信設(shè)備的應(yīng)急搶修等領(lǐng)域，有力地提升了設(shè)備的實(shí)用性和適應(yīng)性，為相關(guān)系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的支撐。

10、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述功能判定結(jié)果與每一所述功放單元對(duì)應(yīng)，且所述功能判定結(jié)果包括功能正常以及功能異常中的一個(gè)；所述控制器根據(jù)通過所述同軸開關(guān)后的放大信號(hào)得到功能判定結(jié)果，具體包括：

11、在每接收到一個(gè)所述放大信號(hào)后，檢測(cè)該所述放大信號(hào)的實(shí)際功率；

12、將每一所述實(shí)際功率與一預(yù)設(shè)的正常功率閾值進(jìn)行比較；

13、若所述實(shí)際功率低于所述正常功率閾值，則與該所述放大信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述功放單元的所述功能判定結(jié)果為功能異常。

14、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，在所述控制器根據(jù)所述功能判定結(jié)果向所述同軸開關(guān)發(fā)出切換指令之前還包括：

15、當(dāng)所述功能判定結(jié)果為功能異常時(shí)，所述第一切換指令為與調(diào)相器相連，所述控制器將對(duì)應(yīng)該所述功能判定結(jié)果的所述功放單元作為異常功放單元，另一所述功放單元作為正常功放單元，并向所述異常功放單元發(fā)出關(guān)閉指令以控制所述異常功放單元關(guān)閉，此時(shí)所述第二電橋僅能接收到所述正常功放單元發(fā)出的放大信號(hào)。

16、通過采用上述技術(shù)方案，控制器能夠精準(zhǔn)且高效地對(duì)功放單元的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與判定，從而確保整個(gè)功率合成裝置的穩(wěn)定運(yùn)行與可靠性能。

17、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，當(dāng)兩個(gè)所述功能判定結(jié)果均為功能正常時(shí)，所述第一切換指令為與吸收負(fù)載相連，此時(shí)，所述同軸開關(guān)保持與所述吸收負(fù)載相連，所述第二電橋?qū)⒔邮盏降膬蓚€(gè)所述放大信號(hào)進(jìn)行合成，得到輸出信號(hào)以進(jìn)行輸出；

18、當(dāng)存在一個(gè)所述功能判定結(jié)果為功能異常時(shí)，所述第一切換指令為與調(diào)相器相連，此時(shí)，所述同軸開關(guān)切換為與所述調(diào)相器相連，所述第二電橋?qū)⑺稣９Ψ艈卧l(fā)出的所述放大信號(hào)中，一半功率的放大信號(hào)直接輸出，得到一半功率的輸出信號(hào)，另一半功率的所述放大信號(hào)依次通過所述第二電橋以及所述同軸開關(guān)輸出到所述調(diào)相器，在所述調(diào)相器對(duì)所述放大信號(hào)進(jìn)行調(diào)相得到一半功率的輸出信號(hào)后，該一半功率的所述輸出信號(hào)原路返回所述第二電橋，并與另一半功率的輸出信號(hào)合并形成單倍功率的輸出信號(hào)以直接輸出。

19、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述調(diào)相器與所述控制器通信連接，所述控制器中預(yù)存有若干與不同地址碼對(duì)應(yīng)的最佳相位值，不同的所述地址碼與不同的信號(hào)頻率一一對(duì)應(yīng)；所述控制器還用于根據(jù)接收到的所述放大信號(hào)的信號(hào)頻率確定標(biāo)準(zhǔn)地址碼，并基于與所述標(biāo)準(zhǔn)地址碼對(duì)應(yīng)的所述最佳相位值生成控制信號(hào)，之后將所述控制信號(hào)發(fā)送給所述調(diào)相器，所述控制信號(hào)攜帶有所述最佳相位值；所述調(diào)相器用于根據(jù)所述控制信號(hào)中的所述最佳相位值對(duì)所述放大信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)整，得到輸出信號(hào)。

20、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述調(diào)相器包括第三電橋以及變?nèi)荻O管；所述調(diào)相器通過改變所述變?nèi)荻O管兩端的電壓來調(diào)整所述放大信號(hào)的相位至所述最佳相位值。

21、通過采用上述技術(shù)方案，對(duì)于接收到的未經(jīng)過合成的放大信號(hào)，調(diào)相器能夠根據(jù)控制器的指令精準(zhǔn)地調(diào)整其相位。不同頻率的信號(hào)在傳輸過程中具有不同的相位特性，通過預(yù)先存儲(chǔ)在控制器中的信號(hào)頻率與最佳相位值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，調(diào)相器可以針對(duì)每一路信號(hào)進(jìn)行個(gè)性化的相位調(diào)整，使各路信號(hào)在相位上達(dá)到最佳匹配狀態(tài)。這種精確的相位控制顯著降低了信號(hào)在合成過程中的插入損耗，提高了信號(hào)的傳輸效率和質(zhì)量，減少了信號(hào)失真和衰減，使得輸出信號(hào)更加純凈、穩(wěn)定，有力地提升了整個(gè)功率合成裝置的性能表現(xiàn)。

22、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述控制器上設(shè)置有外部通訊接口，控制器還用于通過所述外部通訊接口接收用戶發(fā)出的遠(yuǎn)程控制指令，所述遠(yuǎn)程控制指令為所述第一切換指令；所述控制器還用于在接收到所述第一切換指令后，將所述第一切換指令發(fā)送給所述同軸開關(guān)。

23、通過采用上述技術(shù)方案，借助外部通訊接口這一關(guān)鍵通道，本技術(shù)的功率合成裝置實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制功能，極大地拓展了功率合成裝置的可操作性和使用靈活性，有助于用戶通過相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制終端（如遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、移動(dòng)端控制軟件等）對(duì)同軸開關(guān)輸出端的連接對(duì)象進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，使裝置恢復(fù)正常的功率合成與輸出功能，全程不需要進(jìn)行拆裝操作，極大地提高了功率合成裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性。

24、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，所述功放單元組設(shè)置有若干個(gè)，且所有所述功放單元組的數(shù)量為2的次數(shù)倍。

25、在一個(gè)具體的可實(shí)施方案中，每一所述功放單元組之間以級(jí)聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)連接。

26、通過采用上述技術(shù)方案，級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)允許根據(jù)實(shí)際需求方便地增減功放單元組的數(shù)量；當(dāng)面對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和功率要求時(shí)，可以靈活地調(diào)整系統(tǒng)的配置，輕松實(shí)現(xiàn)功率的升級(jí)或降級(jí)；比如在小型的室內(nèi)通信設(shè)備中，可能只需要較少數(shù)量的級(jí)聯(lián)功放單元組來滿足有限范圍內(nèi)的信號(hào)覆蓋需求；而在大型的室外通信基站或廣播電視發(fā)射塔等場(chǎng)合，則可以通過增加級(jí)聯(lián)的功放單元組數(shù)量，迅速提升系統(tǒng)的整體功率輸出能力，以覆蓋更廣泛的區(qū)域，滿足大量用戶同時(shí)在線的通信需求；大大提高了設(shè)備的通用性和適應(yīng)性。

27、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

28、1.本技術(shù)通過在現(xiàn)有的功率合成裝置上增加切換功能，當(dāng)功率合成裝置中的某一功放單元存在異常時(shí)，在不進(jìn)行人工拆解合成裝置并重新連接功放單元連接方式的情況下，改變正常功放單元發(fā)出的放大信號(hào)的傳輸路徑（即斷開第二電橋與吸收負(fù)載的連接），使第二電橋直接連接調(diào)相器，此時(shí)單個(gè)正常功放單元發(fā)出的放大信號(hào)中，一半功率的放大信號(hào)會(huì)在第二電橋中直接作為一個(gè)一半功率的輸出信號(hào)，另一半功率的放大信號(hào)會(huì)先通過調(diào)相器調(diào)整相位，得到另一個(gè)一半功率的輸出信號(hào)，再回到第二電橋中與之前得到的一半功率的輸出信號(hào)共同形成一個(gè)單倍功率的輸出信號(hào)，最終完成輸出，以此，本技術(shù)實(shí)現(xiàn)了正常單一功放單元的p功率輸出，大大提高了大功率功放系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行與高效使用，解決了功率合成裝置在某一功放單元非正常工作狀態(tài)下功率不按（n-1）p輸出的問題，將原本輸出到吸收負(fù)載的大量無用功率轉(zhuǎn)化為了有用功率，從而提高了功率合成效率；

29、2.同時(shí)，在維修人員對(duì)異常的功放單元進(jìn)行拆解替換時(shí)，由于本技術(shù)的功放單元之間為級(jí)聯(lián)連接，該拆解操作并不會(huì)中斷功率合成裝置的正常運(yùn)行，此外，當(dāng)維修人員替換好異常功放單元時(shí)，本技術(shù)的功率合成裝置也能夠自行檢測(cè)并根據(jù)功放單元的功能判定結(jié)果啟動(dòng)恢復(fù)正常的功放單元、將第二電橋的工作狀態(tài)切換回合成模式、同軸開關(guān)切換回與吸收負(fù)載連接，整個(gè)過程自動(dòng)智能，操作方便、容易實(shí)現(xiàn)，大大減少了人力物力；

30、3.通過設(shè)置調(diào)相器以及在控制器內(nèi)預(yù)存與不同信號(hào)頻率的地址碼對(duì)應(yīng)的最佳相位值，有助于本技術(shù)的功率合成裝置在存在一個(gè)異常功放單元的情況下，當(dāng)僅剩的正常功放單元發(fā)出的放大信號(hào)的一半功率進(jìn)入第二電橋，另一半功率進(jìn)入調(diào)相器時(shí)，能夠通過調(diào)整進(jìn)入調(diào)相器內(nèi)一半功率的放大信號(hào)的相位至最佳值，來使其與第二電橋內(nèi)另一半功率的放大信號(hào)形成一個(gè)完整的單倍功率輸出信號(hào)，該方式能夠隨著第一切換指令的發(fā)出而自動(dòng)相應(yīng)，不再需要人工干預(yù)，大大提高了功率合成效率；

31、4.通過設(shè)置外部通訊接口，實(shí)現(xiàn)了用戶對(duì)功率合成裝置的遠(yuǎn)程控制與實(shí)時(shí)調(diào)試，大大減少了用戶的外出工作量，且能夠保障功率合成裝置對(duì)接收臨時(shí)指令的及時(shí)性。