7.4 功率合成器利用多个功率放大电路同时对输入信号进行放大,
然后设法将各个功放的输出信号相加,这样得到的总输出功率可以远远大于单个功放电路的输出功率，这就是功率合成技术。
1P
，则 N个负 载上得到总功率为
1NP
。
7.4
（ 1） 功率相加条件。即若有 N个相同功率放大器，每个功率放大器为匹配负载提供额定的功率理想的功率合成器不但应具有功率合成的功能，还必须满足下列条件：
（ 2） 相互无关条件。即 N个功率放大器彼此是隔离的。也就是说当任何一个功率放大器损坏时，不影响其余放大器工作，它们各自仍能够向负载提供自己的额定功率。
（ 3） 功率相减条件。即当一个或数个功率放大器损坏时，负载上所得到的功率虽然下降，但下降要尽可能小。在理想情况下，减少值等于损坏放大器数目 M与额定功率
1P
的乘积，即 M
1P
。
图 7.4.1为采用 7个功率增益为 2，最大输出功率为 10 W的高频功放，利用功率合成技术，可以获得 40W的功率输出。
7.4
图 7.4.1 功率合成与分配电路框图其中采用了三个一分为二的功率分配器和三个二合一的功率合成器。很显然，讨论功率合成技术，首先应该讨论功率分配和功率合成网络。
7.4
实现理想功率合成的关键是魔 T型混合网络
（ Hybrid Circuit）。魔 T
型混合网络有四个端点，分别是 A端,B端,C端和 D端，
如图 7.4.2所示。它的作用是：
1,C端为同相功率合成端。当 A,B两端输入等值而 D端 负载
DR
上无功率输出。
CR
上获得两输入功率的合成，同相功率时,C端负载图 7.4.2 功率合成示意图
２,D端为反相功率合成端。当 A,B两端输入等值反相功率时,D端负载
DR
上获得两输入功率的合成，而 C端负载 上无功率输出。
CR
间满足特定关系时，３,当 C端和 D端的负载
DR CR
、
A,B两输入端彼此隔离。即任一端功率放大器的工作状态变化或损坏时，不会影响另一端功率放大器的工作状态，并维持其原输出功率。
7.4
4,利用该网络还可实现功率分配的功能。当
ABRR?
时，加在 D端的功率放大器将其输出功率均等地输出；加到 C端的功率放大器将其输出功率均等地分配给
AR
和
BR 且它们之间是同相的，而 D端无功率输出。
7.4
，且它们之间是反相的，而 C端无功率
AR
和
BR分配给
7.4.1 魔 T网络利用传输线变压器可以组成各种类型的功率分配器和功率合成器,且具有频带宽,结构简单、插入损耗小等优点,然后可进一步组成宽频带大功率高频功放电路。
图 7.4.3所示的网络就具有上述特性，它既可以作功率分配，又可作功率合成，因此称之为魔 T网络。
7.4.1
图 7.4.3 魔 T网络魔 T网络由 4,1传输线变压器和相应的
AO,BO,CO,DD四条臂组成，其中 DD臂是平衡臂，臂的两端均不接地。
传输线变压器的特性阻抗
CZ
和每条臂上的阻值（负载电阻或信号源内阻）满足以下关系：
A B CR R Z R
1
2CRR? 2DRR?
一．魔 T网络的结构特点图 7.4.3 魔 T网络当 AO,BO上接有相同的信号源，
abV V V
且内阻为 R，见图 7.4.4
所示。设各臂的电流方向如图示，则有
7.4.1
二．魔 T网络的功能
1．功率合成图 7.4.4 功率合成网络
adI I I
bdI I I
将上面两式相加或相减，分别得到
2a b cI I I I及 1 ()2d a bI I I
设 AO,BO两臂的信号源的正负极性如图
7.4.4（ a）所示，称之为同相源，则此时电流
aI
、
bI
为正。
7.4.1
图 7.4.4 功率合成网络由于电路对称，所以
abII?
，则 22c a bI I I,0
dI?
可将电路等效为图 7.4.4（ b）所示。 CO臂上的 2R 可以看作两个电阻 R的并联，所以 AO,BO两支路上的信号
AO aP I V? BO bP I V?
2
2
CO c a
b A O B O
P I V I V
I V P P
源均工作于匹配状态，输出额定功率图 7.4.4（ b）
鉴于 AO,BO为同相源，
故称为同相功率合成。
当 AO,BO两臂的信号源为反相源时，即 abV V V
20cII
传输线上无电流，可将其开路。
则 为负，因此bI
图 7.4.4 功率合成网络
AO,BO两臂上的两信号源工作于匹配状态，
它们的输出功率为
AO aP I V? BO b
P I V?
在 DD臂上得到合成功率，
输出功率为
2 2 2D O d d d a b A O B OP V I V I V I V I P P
鉴于 AO,BO为反相源，故称为反相功率合成。
得到图 7.4.4（ C）所示等效电路。
d a bI I I 2dVV?，
图 7.4.4（ C）
若信号源接在 CO臂，见图
7.4.5（ a）。其输出功率同相地（见图中平均分配给 AO,BO臂上的负载,DD臂上无电流。即 CO
臂与 DD臂相互隔离。
7.4.1
2．功率分配图 7.4.5 同相功率分配
(1) 同相分配：
aI,bI 方向，均流向地）
由电路可知，
时，电路对称，
0dI?,0DP?,D端无输出。而又已知传输线变压器的始端电压与终端电压相等，即 。
ca bcVV?
abVV?
，因而图 7.4.5 同相功率分配
ABRRR
当所以有
0b a b c c aV V V V
因此必有 0
ca bcVV
A,B,C三个点短路，得到图 7.4.5（ b）电路。可见在规定的各臂阻值条件下，信号源与负载匹配，
22c a b a bI I I I I
CO臂上信号源输出额定功率 22
C c a bP I V I V I V
而 AO,BO上获得地同相等功率信号
2 1
42
S
A O B O a b C
VP P I V I V P
R
图 7.4.5 同相功率分配
7.4.1
传输线上无电压。
可将传输线变压器的信号源接在 DD臂，见图 7.4.6。其输出功率上的负载,CO
臂上无电流。
7.4.1
图 7.4.6 反相功率分配
aI bI、
方向 ]分配给 AO,BO臂反相地 [见图 7.4.6（ a）中
（ 2）反相分配：
由电路可知，当
ABRRR
时，由于电路对称，必有
COVV?
,0
CI?
,0
CP?
得图 7.4.6（ b）等效电路。由图知，
a b dI I I
可见在规定的各臂阻值下，信号源与负载匹配。信号源输出的额定功率
DdP I V?
AO,BO上获得反相等功率输出。
1
2 2 2A O B O a b D
VVP P I I P
7.4.1
C端无输出。由于传输线上两 电流相等，因此有
0CI I I,传输线上无电流。可将传输线开路，
图 7.4.6 反相功率分配
7.4.2 功率合成电路介绍图 7.4.7是典型的反相功率合成原理电路。
图 7.4.7 反相功率合成电路举例
7.4.1
内阻为 20SR 的信号源，以单端输入方式送入，经
1rT
转换，将不平衡转变为平衡端，送入魔 T网络
2rT
的平衡臂
DD端，实现反相功率分配。由于两晶体管的输入电阻为
2.5iR,3rT 和 4rT 两个 4:1 阻抗变换器将 sR 变换为晶体管的匹配电阻。晶体管的输出最佳负载电阻为
25oR
由于两放大器工作在乙类推挽状态，轮流导通，
它们将两个等值反相的等功率信号放大后，利用魔 T网络
5rT
实 现反相合成。
7.4.1
6rT
作为平衡转换为不平衡网络，将合成后的功率各传输线变压器的特性阻抗应为
1 20CZ 2 10CZ 34 5CCZZ
5 25CZ 6 50CZ
信号以单端形式送至负载（ ）天线。其中50
Ar
反相功率合成电路的优点是：输出没有偶次谐波，
因此失真较小；输入电阻比单边工作时高，因而引线电感的影响减小。
1rT6rT
为魔 T混合网络。 同相功率分配网络，它的作用是将 C端的输入功率平均分配，供给 A端与 B端同相激励功率。 为同相功率合成网络，它的作用是将两个晶体
6rT
管输至 A,B两端的功率在 C端合成，供给负载。
7.4.1
图 7.4.8表示一个典型的同相功率合成器电路，图中
1rT
在同相功率合成器中，由于偶次谐波在输出端是相加的，因此输出中有偶次谐波存在，这是不如反相功率合成电路的地方（反相功率合成电路中的偶次谐波在输出端互相抵消）。
1rTD端所接的 200? 与 400 电阻是 与 6rT 的假负载电阻。
电阻作为提高输入电阻与防止寄生振荡之用。联的 22
3rT 4rT 5rT2rT
与、,分别为 4:1 与 1,4阻抗变换器，它们的作用是完成阻抗匹配。晶体管发射极接入 1.1?
的负反馈电阻，用来提高晶体管的输入阻抗。各基极串
然后设法将各个功放的输出信号相加,这样得到的总输出功率可以远远大于单个功放电路的输出功率，这就是功率合成技术。
1P
，则 N个负 载上得到总功率为
1NP
。
7.4
（ 1） 功率相加条件。即若有 N个相同功率放大器，每个功率放大器为匹配负载提供额定的功率理想的功率合成器不但应具有功率合成的功能，还必须满足下列条件：
（ 2） 相互无关条件。即 N个功率放大器彼此是隔离的。也就是说当任何一个功率放大器损坏时，不影响其余放大器工作，它们各自仍能够向负载提供自己的额定功率。
（ 3） 功率相减条件。即当一个或数个功率放大器损坏时，负载上所得到的功率虽然下降，但下降要尽可能小。在理想情况下，减少值等于损坏放大器数目 M与额定功率
1P
的乘积，即 M
1P
。
图 7.4.1为采用 7个功率增益为 2，最大输出功率为 10 W的高频功放，利用功率合成技术，可以获得 40W的功率输出。
7.4
图 7.4.1 功率合成与分配电路框图其中采用了三个一分为二的功率分配器和三个二合一的功率合成器。很显然，讨论功率合成技术，首先应该讨论功率分配和功率合成网络。
7.4
实现理想功率合成的关键是魔 T型混合网络
（ Hybrid Circuit）。魔 T
型混合网络有四个端点，分别是 A端,B端,C端和 D端，
如图 7.4.2所示。它的作用是：
1,C端为同相功率合成端。当 A,B两端输入等值而 D端 负载
DR
上无功率输出。
CR
上获得两输入功率的合成，同相功率时,C端负载图 7.4.2 功率合成示意图
２,D端为反相功率合成端。当 A,B两端输入等值反相功率时,D端负载
DR
上获得两输入功率的合成，而 C端负载 上无功率输出。
CR
间满足特定关系时，３,当 C端和 D端的负载
DR CR
、
A,B两输入端彼此隔离。即任一端功率放大器的工作状态变化或损坏时，不会影响另一端功率放大器的工作状态，并维持其原输出功率。
7.4
4,利用该网络还可实现功率分配的功能。当
ABRR?
时，加在 D端的功率放大器将其输出功率均等地输出；加到 C端的功率放大器将其输出功率均等地分配给
AR
和
BR 且它们之间是同相的，而 D端无功率输出。
7.4
，且它们之间是反相的，而 C端无功率
AR
和
BR分配给
7.4.1 魔 T网络利用传输线变压器可以组成各种类型的功率分配器和功率合成器,且具有频带宽,结构简单、插入损耗小等优点,然后可进一步组成宽频带大功率高频功放电路。
图 7.4.3所示的网络就具有上述特性，它既可以作功率分配，又可作功率合成，因此称之为魔 T网络。
7.4.1
图 7.4.3 魔 T网络魔 T网络由 4,1传输线变压器和相应的
AO,BO,CO,DD四条臂组成，其中 DD臂是平衡臂，臂的两端均不接地。
传输线变压器的特性阻抗
CZ
和每条臂上的阻值（负载电阻或信号源内阻）满足以下关系：
A B CR R Z R
1
2CRR? 2DRR?
一．魔 T网络的结构特点图 7.4.3 魔 T网络当 AO,BO上接有相同的信号源，
abV V V
且内阻为 R，见图 7.4.4
所示。设各臂的电流方向如图示，则有
7.4.1
二．魔 T网络的功能
1．功率合成图 7.4.4 功率合成网络
adI I I
bdI I I
将上面两式相加或相减，分别得到
2a b cI I I I及 1 ()2d a bI I I
设 AO,BO两臂的信号源的正负极性如图
7.4.4（ a）所示，称之为同相源，则此时电流
aI
、
bI
为正。
7.4.1
图 7.4.4 功率合成网络由于电路对称，所以
abII?
，则 22c a bI I I,0
dI?
可将电路等效为图 7.4.4（ b）所示。 CO臂上的 2R 可以看作两个电阻 R的并联，所以 AO,BO两支路上的信号
AO aP I V? BO bP I V?
2
2
CO c a
b A O B O
P I V I V
I V P P
源均工作于匹配状态，输出额定功率图 7.4.4（ b）
鉴于 AO,BO为同相源，
故称为同相功率合成。
当 AO,BO两臂的信号源为反相源时，即 abV V V
20cII
传输线上无电流，可将其开路。
则 为负，因此bI
图 7.4.4 功率合成网络
AO,BO两臂上的两信号源工作于匹配状态，
它们的输出功率为
AO aP I V? BO b
P I V?
在 DD臂上得到合成功率，
输出功率为
2 2 2D O d d d a b A O B OP V I V I V I V I P P
鉴于 AO,BO为反相源，故称为反相功率合成。
得到图 7.4.4（ C）所示等效电路。
d a bI I I 2dVV?，
图 7.4.4（ C）
若信号源接在 CO臂，见图
7.4.5（ a）。其输出功率同相地（见图中平均分配给 AO,BO臂上的负载,DD臂上无电流。即 CO
臂与 DD臂相互隔离。
7.4.1
2．功率分配图 7.4.5 同相功率分配
(1) 同相分配：
aI,bI 方向，均流向地）
由电路可知，
时，电路对称，
0dI?,0DP?,D端无输出。而又已知传输线变压器的始端电压与终端电压相等，即 。
ca bcVV?
abVV?
，因而图 7.4.5 同相功率分配
ABRRR
当所以有
0b a b c c aV V V V
因此必有 0
ca bcVV
A,B,C三个点短路，得到图 7.4.5（ b）电路。可见在规定的各臂阻值条件下，信号源与负载匹配，
22c a b a bI I I I I
CO臂上信号源输出额定功率 22
C c a bP I V I V I V
而 AO,BO上获得地同相等功率信号
2 1
42
S
A O B O a b C
VP P I V I V P
R
图 7.4.5 同相功率分配
7.4.1
传输线上无电压。
可将传输线变压器的信号源接在 DD臂，见图 7.4.6。其输出功率上的负载,CO
臂上无电流。
7.4.1
图 7.4.6 反相功率分配
aI bI、
方向 ]分配给 AO,BO臂反相地 [见图 7.4.6（ a）中
（ 2）反相分配：
由电路可知，当
ABRRR
时，由于电路对称，必有
COVV?
,0
CI?
,0
CP?
得图 7.4.6（ b）等效电路。由图知，
a b dI I I
可见在规定的各臂阻值下，信号源与负载匹配。信号源输出的额定功率
DdP I V?
AO,BO上获得反相等功率输出。
1
2 2 2A O B O a b D
VVP P I I P
7.4.1
C端无输出。由于传输线上两 电流相等，因此有
0CI I I,传输线上无电流。可将传输线开路，
图 7.4.6 反相功率分配
7.4.2 功率合成电路介绍图 7.4.7是典型的反相功率合成原理电路。
图 7.4.7 反相功率合成电路举例
7.4.1
内阻为 20SR 的信号源，以单端输入方式送入，经
1rT
转换，将不平衡转变为平衡端，送入魔 T网络
2rT
的平衡臂
DD端，实现反相功率分配。由于两晶体管的输入电阻为
2.5iR,3rT 和 4rT 两个 4:1 阻抗变换器将 sR 变换为晶体管的匹配电阻。晶体管的输出最佳负载电阻为
25oR
由于两放大器工作在乙类推挽状态，轮流导通，
它们将两个等值反相的等功率信号放大后，利用魔 T网络
5rT
实 现反相合成。
7.4.1
6rT
作为平衡转换为不平衡网络，将合成后的功率各传输线变压器的特性阻抗应为
1 20CZ 2 10CZ 34 5CCZZ
5 25CZ 6 50CZ
信号以单端形式送至负载（ ）天线。其中50
Ar
反相功率合成电路的优点是：输出没有偶次谐波，
因此失真较小；输入电阻比单边工作时高，因而引线电感的影响减小。
1rT6rT
为魔 T混合网络。 同相功率分配网络，它的作用是将 C端的输入功率平均分配，供给 A端与 B端同相激励功率。 为同相功率合成网络，它的作用是将两个晶体
6rT
管输至 A,B两端的功率在 C端合成，供给负载。
7.4.1
图 7.4.8表示一个典型的同相功率合成器电路，图中
1rT
在同相功率合成器中，由于偶次谐波在输出端是相加的，因此输出中有偶次谐波存在，这是不如反相功率合成电路的地方（反相功率合成电路中的偶次谐波在输出端互相抵消）。
1rTD端所接的 200? 与 400 电阻是 与 6rT 的假负载电阻。
电阻作为提高输入电阻与防止寄生振荡之用。联的 22
3rT 4rT 5rT2rT
与、,分别为 4:1 与 1,4阻抗变换器，它们的作用是完成阻抗匹配。晶体管发射极接入 1.1?
的负反馈电阻，用来提高晶体管的输入阻抗。各基极串
