專利名稱：混合網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)域，更具體地涉及用在多端口放大器(MPA)機載通信衛(wèi)星中的混合網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
在信號處理應(yīng)用中，混合耦合器網(wǎng)絡(luò)通常用作功率分配器(divider)和組合器(combiner)。例如，在如圖1所示的常規(guī)多端口放大器100中，輸入混合網(wǎng)絡(luò)(INET) 101將輸入信號A、B、C、D 104分離成低功率信號,每一個低功率信號均包含所有四個輸入信號104的分量。所述低功率信號被多個放大器102放大，并且被輸出混合網(wǎng)絡(luò)(ONET) 103重新組合成已放大的輸出信號A’、B’、C’、D’ 105。MPA是有吸引力的，因為它們能夠提供比單個高功率放大器更高的輸出功率并且具有固有的路由屬性。如圖2所示，所述INET 101包括四個混合耦合器110、111、112、113。輸入信號A所采用的路徑用粗體顯示。所述輸入信號A被第一混合耦合器110分離成兩個半功率信號(AQ-3dB ;A9(l-3dB),其中一個與所述輸入信號同相位而另一個相移90°。這些半功率信號被再次分離，以便提供所述四個低功率輸出信號(AQ-6dB ；A90-6dB ；A90-6dB ；A180-6dB),每一個均具有所述初始輸入信號A的1/4功率。這些1/4功率信號可以被放大并且然后在所述ONET 103中重新組合，所述0NET103是所述INET 101的鏡像。所述INET 101和ONET 103的精確的相位對準(zhǔn)是重要的，因為不正確的對準(zhǔn)例如可以導(dǎo)致所述已放大的輸出信號A’包含所述輸入信號B、C和D的分量。因此，必須精確地形成并且小心地對準(zhǔn)所述INET 101和ONET 103，這是昂貴的和費時的。用在通信衛(wèi)星上的MPA中的典型混合網(wǎng)絡(luò)可能花費大約25萬英鎊。此外，所述混合網(wǎng)絡(luò)是龐大的并且可能對所述MPA的整體重量有顯著的貢獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決已知結(jié)構(gòu)中的固有缺點。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種包括混合網(wǎng)絡(luò)的裝置，所述混合網(wǎng)絡(luò)包括至少一個混合率禹合器；多個第一輸入-輸出IO端口和多個第二 IO端口 ；多個第一環(huán)形器,每一個第一環(huán)形器均設(shè)置用于引導(dǎo)信號至所述第一 IO端口之一，以便被引導(dǎo)通過所述混合網(wǎng)絡(luò)至所述第二 IO端口的至少一個；以及多個第二環(huán)形器，每一個第二環(huán)形器均設(shè)置用于引導(dǎo)信號至所述第二 IO端口之一，以便被弓I導(dǎo)通過所述混合網(wǎng)絡(luò)至所述第一 IO端口的至少一個，其中所述第一和第二環(huán)形器的每一個環(huán)形器均具有與所述混合網(wǎng)絡(luò)相連的第一端口，并且還具有第二端口和第三端口，其中每一個環(huán)形器均設(shè)置為使得經(jīng)由所述第一端口將經(jīng)由所述第二端口接收到的信號輸出至所述混合網(wǎng)絡(luò)，以及經(jīng)由所述第三端口將經(jīng)由所述第一端口從所述混合網(wǎng)絡(luò)接收到的信號輸出。所述混合網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)置為使得每一個第一 IO端口與其他的第一 IO端口隔離，并且每一個第二 IO端口與其他的第二 IO端口隔離。
所述多個第一環(huán)形器可以設(shè)置用于接收多個第一輸入信號，并且所述多個第二環(huán)形器可以設(shè)置用于接收多個第二輸入信號，使得引導(dǎo)所述第一和第二輸入信號沿相反的方向通過所述混合網(wǎng)絡(luò)。所述混合網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)置用于經(jīng)由多個第一 IO端口之一接收至少一個第一輸入信號，將所述至少一個第一輸入信號分離成第一多個已降低功率信號，并且經(jīng)由所述多個第二 IO端口將所述第一多個已降低功率信號輸出。所述混合網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)置用于經(jīng)由所述多個第一 IO端口接收第一多個已放大的信號，將所述已放大信號組合成至少一個第一已放大輸出信號，并且經(jīng)由所述多個第二 IO端口將所述第一已放大輸出信號輸出。所述混合網(wǎng)絡(luò)還可以設(shè)置用于經(jīng)由所述多個第二 IO端口之一接收至少一個第二輸入信號，將所述至少一個第二輸入信號分離成第二多個已降低功率信號，并且經(jīng)由所述多個第一 IO端口將所述第二多個已降低功率信號輸出。所述混合網(wǎng)絡(luò)還可以設(shè)置用于經(jīng)由所述多個第二 IO端口接收第二多個已放大信號，將所述已放大信號組合成至少一個第二已放大輸出信號，并且經(jīng)由所述多個第一 IO端口將所述至少一個第二已放大輸出信號輸出。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種多端口放大器，所述多端口放大器包括:輸入網(wǎng)絡(luò)INET ;輸出網(wǎng)絡(luò)ONET ;和多個放大器(811，821)，設(shè)置用于對從所述INET接收到的信號進行放大并且將所述已放大信號發(fā)送至所述0ΝΕΤ。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種多端口放大器，所述多端口放大器包括:第一輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)；第二輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)；第一多個放大器，設(shè)置用于對從所述第一輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)接收到的信號進行放大并且將所述已放大信號發(fā)送至所述第二輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)；，以及第二多個放大器，設(shè)置用于對從所述第二輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)接收到的信號進行放大并且將所述已放大信號發(fā)送至所述第一輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種多端口放大器，所述多端口放大器包括:輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置；以及多個放大器，設(shè)置用于對從所述輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)接收到的信號進行放大并且將所述已放大信號返回至所述輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)。


下面將參考附圖，以示例的形式描述本發(fā)明的實施例，其中:圖1闡釋了常規(guī)的多端口放大器(MPA)；圖2闡釋了圖1的MPA的輸入混合網(wǎng)絡(luò)；圖3闡釋了根據(jù)本發(fā)明示例的MPA ；圖4闡釋了用在本發(fā)明示例中的環(huán)形器；圖5a和5b示意性地闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個示例所述，在混合耦合器內(nèi)的E場強度；圖6a和6b闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個示例所述用作輸入網(wǎng)絡(luò)的混合網(wǎng)絡(luò)；圖7a和7b闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個示例所述用作輸出網(wǎng)絡(luò)的混合網(wǎng)絡(luò)；圖8闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個示例所述用于放大8個輸入信號的MPA ；圖9詳細(xì)闡釋了圖8所示MPA的第一混合網(wǎng)絡(luò)的操作；
圖10闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個示例所述用于放大8個輸入信號的MPA ；圖11闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個示例所述用于放大6個輸入信號的MPA ；圖12闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個示例所述用于放大6個輸入信號的MPA ;以及圖13闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個示例所述用于放大4個輸入信號的MPA。
具體實施例方式現(xiàn)在參考圖3，闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個示例所述的MPA 300。所述MPA 300可被稱作雙MPA，因為它可以處理與兩個常規(guī)的4-端口 MPA相同數(shù)量的輸入信號(即兩組四個輸入),但是只需要單個INET 301和ONET 302，而不是兩個INET和兩個ONET。所述雙MPA 300包括四個環(huán)形器303、304、305、306，設(shè)置用于引導(dǎo)兩組輸入信號310、320沿相反的方向通過所述INET 301和0NET302。在圖3中，所述第一組輸入信號310通過所述雙MPA 300所采用的路徑用虛線箭頭表示，而所述第二組輸入信號320所采用的路徑用實線箭頭表示。雙箭頭表示共享耦合，所述第一組信號310和第二組信號320可以沿相反的方向通過所述共享耦合。更具體地，所述第一組輸入信號310被第一多個環(huán)形器303弓I導(dǎo)至所述INET 301，然后被分離成多個低功率信號。這些低功率信號然后被第二多個環(huán)形器304引導(dǎo)至第一放大器模塊311，進行放大，并且被第三多個環(huán)形器305引導(dǎo)至所述ONET 302。所述信號被所述ONET 302重新組合成第一組輸出信號312并且經(jīng)由第四多個環(huán)形器306輸出。與此相反，所述第二組輸入信號320被輸入至第二多個環(huán)形器304，引導(dǎo)至所述INET 301，并且被分離成多個低功率信號。因此，所述第二組輸入信號320沿與所述第一組輸入信號310相反的方向通過所述INET 301。這些低功率信號被所述第一多個環(huán)形器303引導(dǎo)至第二放大器模塊321，進行放大，并且被第四多個環(huán)形器306引導(dǎo)至所述ONET 302。所述信號被所述ONET 302重新組合成第二組輸出信號322并且經(jīng)由所述第三多個環(huán)形器305輸出。這樣,所述第一組輸入信號310和第二組輸入信號320通過INET、放大器模塊和0ΝΕΤ，類似于常規(guī)的MPA。然而，在本示例中，使用環(huán)形器以便將沿不同方向通過所述INET和ONET的信號分開，允許共享單個INET 301和ONET 302。因此，降低了所述MPA的成本、復(fù)雜性和質(zhì)量。圖4闡釋了可被用在本發(fā)明的示例中的3-端口環(huán)形器400。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟悉環(huán)形器的工作原理，因此這里不再提供詳細(xì)描述。簡單地說，環(huán)形器是一種非互易器件，意味著兩個端口之間的功率損耗依賴于所述兩個端口之間的信號傳播方向。環(huán)形器設(shè)置為使得當(dāng)信號被輸入至任何給定的端口時，所述信號只沿順時針或者逆時針方向(依賴于所述環(huán)形器的方向)傳播至相鄰端口。所述環(huán)形器的任何其他端口都與所述輸入信號隔離。例如，在如圖4所示的3-端口環(huán)形器400的情況下，將輸入至第一端口 401的信號SI引導(dǎo)至第二端口 402，在本示例中所述第二端口是沿順時針方向的相鄰端口。然而，不會將輸入至所述第二端口 402的信號S2傳播至所述第一端口 401，而是將其引導(dǎo)至第三端口 403。所述第一端口 401與輸入至所述第二端口 402的信號隔離。當(dāng)被用在本發(fā)明示例中時，所述第一端口 401可被設(shè)置作為輸入端口(即設(shè)置用于接收將要輸入至混合網(wǎng)絡(luò)的信號)，所述第三端口 403可被設(shè)置作為輸出端口(即設(shè)置用于將從所述混合網(wǎng)絡(luò)接收到的信號輸出)，而所述第二端口可被連接至所述混合網(wǎng)絡(luò)本身。盡管在圖4中闡釋了 3-端口環(huán)形器400，但是本發(fā)明不限于3-端口環(huán)形器。例如，可以在本發(fā)明的一些實施例中使用4-端口環(huán)形器或者N-端口環(huán)形器。因為只需要三個端口(即輸入端口 311、輸出端口 313以及用于連接所述混合網(wǎng)絡(luò)的端口 312)，在所述第一和第三端口之間的多余端口可以被匹配的負(fù)載終止(terminate)。這種結(jié)構(gòu)對隔離所述第一端口 401與所述第三端口 403是有益的。圖5a和5b示意性地闡釋了當(dāng)信號沿相反方向通過所述混合時在混合耦合器內(nèi)的E場強度。在圖5a和5b中，深色區(qū)域表示高強度，而淺色區(qū)域表示低強度。圖5a和5b所示的所述混合耦合器500包括四個端口 501、502、503、504，所述四個端口由通道連接，電磁波可以通過所述通道傳播。在圖5a所闡釋的示例中，高功率信號被輸入至第一端口 501，并且被分離成兩個半功率信號，經(jīng)由第二端口 502和第三端口 503輸出所述半功率信號。所述第二端口 502被稱作“直通”端口，因為它輸出與所述輸入信號是同相位的半功率信號。所述第三端口 503被稱作“正交”端口，因為它輸出相對于所述輸入信號成90度相移的半功率信號。所述第四端口 504被稱做“隔離”端口，因為它與所述第一端口 501是隔離的。因為混合稱合器是無源的互易器件，信號可被輸入至四個端口 501、502、503、504中的任意一個，在這種情況下可以相應(yīng)地切換所述直通、正交和隔離端口的位置。例如，圖5b闡釋了與圖5a相同的混合耦合器，但是高功率信號輸入至所述第二端口 502。在這個示例中，如圖5b所示，所述第一端口 501用作“直通”端口，所述第四端口 504變成了所述“正交”端口，而所述第三端口 503變成了 “隔離”端口。此外，不同的信號可以被無干擾地同時輸入至所有四個端口501、502、503、504。利用這個屬性的優(yōu)勢，并且將混合網(wǎng)絡(luò)與環(huán)形器組合，如圖3所示的雙MPA通過使兩組信號沿相反方向通過所述網(wǎng)絡(luò)，因此允許單個混合網(wǎng)絡(luò)同時處理兩組輸入信號。下面將參考圖6a至7b描述與所述環(huán)形器結(jié)合的所述混合網(wǎng)絡(luò)的功能。具體地，圖6a和6b闡釋了用作INET (即分離輸入信號)的混合網(wǎng)絡(luò)601，以及圖7a和7b闡釋了用作ONET (即將若干低功率信號組合成高功率輸出信號)的混合網(wǎng)絡(luò)601。如圖6a和6b所示，包括四個混合耦合器的混合網(wǎng)絡(luò)601在一側(cè)耦合至第一多個環(huán)形器602，以及在另一側(cè)耦合至第二多個環(huán)形器603。這種結(jié)構(gòu)提供了多個第一輸入604和第二輸出605,以及多個第二輸入606和第二輸出607。在本不例中，輸入至所述第一輸入604之一的信號從左至右通過所述混合網(wǎng)絡(luò)601并且被分離成多個低功率信號，經(jīng)由所述第一輸出605輸出。輸入至所述第二輸入606之一的信號從右至左通過所述混合網(wǎng)絡(luò)601并且分離成多個低功率信號，經(jīng)由所述第二輸出607輸出。在圖6a中，輸入至所述第一輸入604之一的信號所采用的路徑用粗體表示。在圖6b中，輸入至所述第二輸入606之一的信號所采用的路徑用粗體表示?，F(xiàn)在參考圖7a和7b，圖6a和6b所示的裝置被闡釋用作ONET。通過所述裝置的各種信號所采用的路徑用粗體表示。在圖7a中，多個低功率信號被提供至所述第一輸入604，由所述混合網(wǎng)絡(luò)601組合成單個高功率輸出信號并且經(jīng)由所述第一輸出605輸出。在圖7b中，多個低功率信號被提供至所述第二輸入606，由所述混合網(wǎng)絡(luò)601組合成單個高功率輸出信號并且經(jīng)由所述第一輸出607輸出。
由于圖6a至7b所示的混合網(wǎng)絡(luò)601以及環(huán)形器602、603的結(jié)構(gòu)是完全相同的，單個混合網(wǎng)絡(luò)可以用作INET或者0ΝΕΤ，用于任意一組輸入信號。例如，所述相同的裝置可以同時用作針對經(jīng)由所述第一輸入604接收到的低功率信號的INET，以及針對經(jīng)由所述第二輸入606接收到的已放大信號的ONET，反之亦然。替代地，所述相同的裝置可以同時用作針對兩組輸入604、606的INET，或者用作針對兩組輸入604、606的0ΝΕΤ?，F(xiàn)在參考圖8，闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個示例所述的雙MPA800。所述雙MPA800以與圖3所示雙MPA300類似的方式工作。具體地，所述雙MPA包括多個第一輸入810和第一輸出812，以及多個第二輸入820和第二輸出822。提供多個環(huán)形器803、804、805、806，用于引導(dǎo)輸入信號以正確的順序通過所述混合網(wǎng)絡(luò)801、802以及放大器811、812。在本示例中，所述第一混合網(wǎng)絡(luò)801用作針對所述第一輸入810和第二輸入820的INET，以及所述第二混合網(wǎng)絡(luò)802用作針對所述第一輸出812和第二輸出822的0ΝΕΤ。例如，在圖8中，信號A通過所述雙MPA800所采用的路徑用粗體表示。所述信號A被輸入至所述第一輸入810之一，所述環(huán)形器803、804、805、806設(shè)置用于將所述信號A引導(dǎo)至所述第一混合網(wǎng)絡(luò)801，通過所述第一多個放大器811，以及通過所述第二混合網(wǎng)絡(luò)802，以便被作為已放大信號A’輸出。輸入至所述第二輸入820之一的信號(例如信號W、X、Y、Z)設(shè)置用于沿與來自所述第一輸入810的信號相反的方向通過所述第一混合網(wǎng)絡(luò)，被第二多個放大器821放大，以及再次沿與來自所述第一輸入810的信號相反的方向通過所述第二混合網(wǎng)絡(luò)802。圖9詳細(xì)地闡釋了圖8所示MPA的第一混合網(wǎng)絡(luò)的工作。圖9中類似信號之間的相位關(guān)系用下標(biāo)表示，例如A90表示與所述輸入信號A類似的信號，但是相對于所述原始輸入信號A相移90°。在圖9中，為了清晰`起見，相對振幅沒有被示出，但是與在常規(guī)混合網(wǎng)絡(luò)中的相同(即信號被它所通過的每一個混合耦合器減小3dB)。所述混合網(wǎng)絡(luò)801包括四個混合耦合器901、902、903、904，設(shè)置成與常規(guī)混合網(wǎng)絡(luò)類似的方式。信號A、B、C、D接收自所述多個第一輸入(參見圖8)，并且從左至右通過所述混合網(wǎng)絡(luò)801。因此，在所述混合網(wǎng)絡(luò)801右手邊上的每一個端口(如圖9所示)均輸出包含每一個輸入信號的分量(例如Ad+I^+Q^+D.)的低功率信號。信號W、X、Y、Z接收自所述多個第二輸入(參見圖8)，并且從右至左(即與信號A、B、C、D相反的方向)通過所述混合網(wǎng)絡(luò)801。由于所述混合網(wǎng)絡(luò)是對稱的和互易的，來自所述多個第二輸入的信號(即信號W、X、Y、Z)以與來自所述多個第一輸入信號(即信號A、B、C、D)類似的方式被分離并且降低功率。在混合耦合器輸入端口與被隔離端口之間的端口-端口隔離典型地是大約50dB。因此，如果沿一個方向通過所述混合耦合器的信號比沿另一個方向通過的信號更強約50dB，那么所述較低功率信號將會受到干擾。如上所述，在本示例中，所述第一混合網(wǎng)絡(luò)801用作針對兩組輸入信號的INET，而所述第二混合網(wǎng)絡(luò)802用作針對兩組信號的0ΝΕΤ。因此，可以避免這種干擾，因為所述第一混合網(wǎng)絡(luò)801只承載所述低功率信號，而所述第二混合網(wǎng)絡(luò)802只承載所述高功率信號。然而，在本發(fā)明的其他示例中，單個混合網(wǎng)絡(luò)可以既用作INET又用作0ΝΕΤ。這些結(jié)構(gòu)例如可以適用于端口-端口隔離大于所述低功率信號與所述高功率信號之間的功率差的情況。下面將參考圖10描述本發(fā)明的一個示例，其中每一個混合網(wǎng)絡(luò)均既用作INET又用作ONET?，F(xiàn)在參考圖10，闡釋了根據(jù)本發(fā)明的一個示例所述的雙MPA。如同圖8所示的雙MPA,圖10所示的雙MPA 1000包括第一混合網(wǎng)絡(luò)1001和第二混合網(wǎng)絡(luò)1002、第一多個放大器1011和第二多個放大器1021、以及四個環(huán)形器1003、1004、1005、1006。然而，不同于圖8所示的雙MPA，本示例所述的雙MPA 1000設(shè)置為使得每一個混合網(wǎng)絡(luò)1001、1002均既用作INET又用作0ΝΕΤ。具體地，提供給多個第一輸入1010的信號(即信號A、B、C、D)被所述第一混合網(wǎng)絡(luò)1001分離，被所述第一多個放大器1011放大，被所述第二混合網(wǎng)絡(luò)1002重新組合，并且經(jīng)由所述多個第一輸出1012輸出(參見已放大信號A’、B’、C’、D’)。因此，所述第一混合網(wǎng)絡(luò)1001用作針對多個第一輸入的INET，同時所述第二混合網(wǎng)絡(luò)1002用作ONET。與此相反，提供給多個第二輸入1020的信號(即信號W、X、Y、Z)被所述第二混合網(wǎng)絡(luò)1002分離，被所述第二多個放大器1021放大，被所述第一混合網(wǎng)絡(luò)1001重新組合，并且經(jīng)由所述多個第二輸出1022輸出(參見已放大信號W’、X’、Y’、Z’)。因此，所述第二混合網(wǎng)絡(luò)1002用作針對多個第二輸入的INET，同時所述混合網(wǎng)絡(luò)1001用作0ΝΕΤ。信號W所采用的路徑用粗體顯示。典型地，在操作期間，ONET將比INET經(jīng)歷更大的熱量，因為通過ONET的信號與通過INET的信號相比被放大。在圖10所示的雙MPA中，每一個混合網(wǎng)絡(luò)1001、1002均用作一組信號的0ΝΕΤ。因此，兩個混合網(wǎng)絡(luò)1001、1002將經(jīng)歷類似的加熱速率并且會以類似的速率膨脹。兩個混合網(wǎng)絡(luò)1001、1002的均勻膨脹將有助于維持網(wǎng)絡(luò)之間精確的相位對準(zhǔn)，這對避免所述輸出信號中的干擾是有必要的?，F(xiàn)在參考圖11，闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個示例所述的雙MPA。所述雙MPA1100的某些方面類似于圖8所示雙MPA的那些方面，因此這里不再提供詳細(xì)描述。然而，圖11所示的雙MPAl 100區(qū)別在于所述多個第二輸入1120和第二輸出1122只包括兩個輸入和兩個輸出。因此，所述第二多個環(huán)形器1104和第三多個環(huán)形器1105每一個均只包括兩個環(huán)形器，而不是四個(參見圖8)。為了圖11清晰起見，通過所述雙MPAl 100的輸入信號Y所采用的路徑用粗體表示。如圖11所示，在本發(fā)明的一些實施例中，可能向所述雙MPA內(nèi)的混合網(wǎng)絡(luò)的每一邊提供不同數(shù)量的輸入信號。所述雙MPAl 100有效地將4-端口 MPA (參見第一輸入1110和第二輸出1112)與2-端口 MPA (參見第二輸入1120和第二輸出1122)組合。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依賴于需要被放大的輸入信號的數(shù)量，其他結(jié)構(gòu)也是可能的?，F(xiàn)在參考圖12，闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個示例所述的雙MPA。所述雙MPA 1200具有多個第一輸入1210和第一輸出1212，設(shè)置用于接收四個輸入信號并且輸出四個已放大信號。所述雙MPA 1200還具有多個第二輸入1220和第二輸出1222，設(shè)置用于接收兩個輸入信號并且輸出兩個已放大信號。因此，如同圖11所示的雙MPA，圖12所示的雙MPA 1200有效地將4-端口 MPA與2-端口 MPA組合。然而，所述雙MPA 1200區(qū)別在于所述第一多個環(huán)形器1203和第四多個環(huán)形器1206被分別放置在所述第一混合網(wǎng)絡(luò)1201和第二混合網(wǎng)絡(luò)1202的混合耦合器之間。因此，輸入至所述第二輸入1220的信號Y、Z設(shè)置用于只通過所述第一混合網(wǎng)絡(luò)1201的單個混合耦合器，因而只被分離成兩個低功率信號。因此所述第二多個放大器1221中放大器的數(shù)量可以從4(參見圖11)減小到2。為了圖12清晰起見，通過所述雙MPA 1200的輸入信號Y所采用的路徑用粗體表示。現(xiàn)在參考圖13，闡釋了根據(jù)本發(fā)明一個示例所述的MPA。如同常規(guī)的4-端口MPA(參見圖1)，圖13所示的MPA 1300設(shè)置用于接收四個輸入信號(A、B、C、D)，將每一個信號均分離成通過多個放大器1304的多個低功率信號，以及將所述已放大信號重新組合成四個已放大輸出信號(A’、B’、C’、D’)。然而，在本示例中，只使用了單個混合網(wǎng)絡(luò)1301，所述混合網(wǎng)絡(luò)1301既用作INET又用作0ΝΕΤ。多個環(huán)形器1302、1303用于將沿一個方向通過所述混合網(wǎng)絡(luò)的信號與沿相反方向通過的信號分開。與常規(guī)的4-端口 MPA相比，本實施例的優(yōu)勢在于只需要一個混合網(wǎng)絡(luò)，而不是兩個。雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的某些實施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可能有許多變化和修改，同時仍然落在由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍內(nèi)。例如，盡管已經(jīng)關(guān)于多端口放大器描述了本發(fā)明，但是在其他實施例中，替代的信號處理裝置可以取代所述放大器。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括: 混合網(wǎng)絡(luò)(601 ；801 ；1001 ; 1301)，包括至少一個混合耦合器、多個第一輸入-輸出IO端口和多個第二 IO端口；多個第一環(huán)形器(602 ；803 ；1003 ;1302),每一個第一環(huán)形器均設(shè)置用于引導(dǎo)信號至所述第一 IO端口之一，以便被引導(dǎo)通過所 述混合網(wǎng)絡(luò)至所述第二 IO端口中的至少一個；以及多個第二環(huán)形器(603 ；804 ；1004 ;1303)，每一個第二環(huán)形器均設(shè)置用于引導(dǎo)信號至所述第二 IO端口之一，以便被引導(dǎo)通過所述混合網(wǎng)絡(luò)至所述第一 IO端口中的至少一個，其中所述第一和第二環(huán)形器中的每一個環(huán)形器均具有與所述混合網(wǎng)絡(luò)相連的第一端口(402)，并且還具有第二端口(401)和第三端口(403)，以及 其中每一個環(huán)形器均設(shè)置為使得經(jīng)由所述第一端口將經(jīng)由所述第二端口接收到的信號輸出至所述混合網(wǎng)絡(luò)，以及經(jīng)由所述第三端口將經(jīng)由所述第一端口從所述混合網(wǎng)絡(luò)接收到的信號輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中所述混合網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為使得每一個第一IO端口與其他的第一 IO端口隔離，并且每一個第二 IO端口與其他的第二 IO端口隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中所述多個第一環(huán)形器設(shè)置用于接收多個第一輸入信號，并且所述多個第二環(huán)形器設(shè)置用于接收多個第二輸入信號，使得引導(dǎo)所述第一和第二輸入信號沿相反的方向通過所述混合網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述混合網(wǎng)絡(luò)設(shè)置用于經(jīng)由所述多個第一IO端口之一接收至少一個第一輸入信號，將所述至少一個第一輸入信號分離成第一多個已降低功率信號，并且經(jīng)由所述多個第二 IO端口將所述第一多個已降低功率信號輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述混合網(wǎng)絡(luò)設(shè)置用于經(jīng)由所述多個第一IO端口接收第一多個已放大的信號，將所述已放大信號組合成至少一個第一已放大輸出信號，并且經(jīng)由所述多個第二 IO端口將所述第一已放大輸出信號輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其中所述混合網(wǎng)絡(luò)還設(shè)置用于經(jīng)由所述多個第二IO端口之一接收至少一個第二輸入信號，將所述至少一個第二輸入信號分離成第二多個已降低功率信號，并且經(jīng)由所述多個第一 IO端口將所述第二多個已降低功率信號輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其中所述混合網(wǎng)絡(luò)還設(shè)置用于經(jīng)由所述多個第二IO端口接收第二多個已放大信號，將所述已放大信號組合成至少一個第二已放大輸出信號，并且經(jīng)由所述多個第一 IO端口將所述至少一個第二已放大輸出信號輸出。
8.—種多端口放大器(800),包括: 輸入網(wǎng)絡(luò)INET(801、803、804)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的裝置； 輸出網(wǎng)絡(luò)ONET (802，805，806)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的裝置；以及多個放大器(811，821)，設(shè)置用于對從所述INET接收到的信號進行放大并且將所述已放大信號發(fā)送至所述0ΝΕΤ。
9.一種多端口放大器(1000)，包括: 第一輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)(1001，1003，1004)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的裝置； 第二輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)(1002，1005，1006)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的裝置；第一多個放大器(1011)，設(shè)置用于對從所述第一輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)接收到的信號進行放大并且將已放大信號發(fā)送至所述第二輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)；以及 第二多個放大器(1021)，設(shè)置用于對從所述第二輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)接收到的信號進行放大并且將所述已放大信號發(fā)送至所述第一輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)。
10.一種多端口放大器(1300)，包括: 輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)(1302，1302，1303)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的裝置；以及 多個放大器(1304)，設(shè)置用于對從所述輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)接收到的信號進行放大并且將已放大信號返回至所 述輸入-輸出網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明提供了一種包括混合網(wǎng)絡(luò)(301，302)的裝置(300)，所述混合網(wǎng)絡(luò)包括至少一個混合耦合器以及多個環(huán)形器(303，304，305，306)，每一個環(huán)形器均具有與所述混合網(wǎng)絡(luò)(301，302)相連的第一端口，并且還具有第二端口和第三端口。每一個環(huán)形器設(shè)置用于經(jīng)由所述第一端口將經(jīng)由所述第二端口接收到的信號引導(dǎo)至所述混合網(wǎng)絡(luò)(301，302)，以及將從所述混合網(wǎng)絡(luò)(301，302)接收到的信號引導(dǎo)至所述第三端口。
文檔編號H03F3/60GK103081354SQ201180027798
公開日2013年5月1日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者邁克爾·哈爾維森, 達(dá)里爾·瓊斯 申請人:阿斯特里姆有限公司