Добрый день.
Есть задача сделать 3 дБ сумматор на 1 ГГц способный пропускать 100 Вт непрерывной мощности. При нужно, чтобы он был минимальных размеров. Подскажите пожалуйста варианты реализации. Также интересуют какая минимально возможная ширина полоска должна быть у данного сумматора, чтобы полоски не отслоились при протекании такой мощности.
На примете мост Ланге, но поскольку у него толщина полосков должна быть достаточно малой, то есть сомнения, что полоски отслоятся.

Сообщение отредактировал Stefan1 - Jan 16 2018, 16:50

Чтобы полоски не расплавились берете ширину, толщину=сечение. Далее ток, протекающий (CW, импульсный) и получаете мощность на единице длинны полоска. Или просто ток в сечении и допустимый ток для этого сечения.
Последний сумматор мощности квадратурный есть у меня на 800Вт (4 канала) в X диапазоне.
Берете ADS и моделируете сумматор. До этого надо немного разобраться а как эта мощность суммируется и отличия разных сумматоров для таких целей. Информации толковой очень много. После ADS проверяете модель в HFSS (CST) если не совпадение, то работать не будет, искать ошибку в расчете на первом этапе. Обычно правильно посчитанный сумматор в ADS идеально совпадает в HFSS. Далее пошли тонкости, особенно когда такие мощности. Фазовые характеристики в каналах. В диапазоне нужна линейность, далее изоляция между каналами. Плохая изоляция ничего толком не просуммируете, а она зависит от конструкции в целом. Т.е. дизайн корпуса со всеми экранами. Это только в электродинамике. Изготовление. Покрытие серебро или без покрытия медь, но окислится через время. Это проблема скин слоя. Классный спец - классный сумматор и наоборот. Поэтому на рынке такого добра пруд пруди, а хороших устройств не найдешь.
Насчет минимальных размеров это диэлектрики с большим епс, но чем выше проницаемость, тем больше неприятностей. Если Вы про мосты Ланге, так они в основном применяются на кремнии в ИМС. В транзисторах такой мощности практически всегда внутри очень много транзисторов и мощность получают суммированием, но подход к суммированию отличается от сумматоров на РСВ.
Ну и последний штрих это сами усилители, которые суммируете. Это отдельная тема и в ней надо хорошо разбираться. Резюме. Хотите суммировать мощность- работа комплексная- правильный усилитель+ правильный сумматор.
PS Насчет 3 dB вряд ли получите. В узкой полосе может да, в широкой точно нет.

Сообщение отредактировал MW_Юрий - Jan 16 2018, 18:02

Для таких частот и мощностей подойдет обычный микрополосковый мост вилкинсона на диэлектриках с e=10 и толщиной от 1мм. Реальные значения потерь порядка 0,2дБ что дает 5Вт выделяемого тепла.
Для обеспечения лучшего теплоотвода от платы ее можно припаять к корпусу. В идеале конечно диэлектриком следует брать поликор, но как показывает практика изделия на Rogers отлично работают на таких мощностях более 10 лет.

Минимальные размеры это какие рамки? На 1 ГГц для некоторых целей длина моста Ланге относительно большой покажется.

Вилкинсона не хочется использовать в связи с отсутствием развязывающего сопротивления на большую мощность (обычно они ограничиваются 4 Вт).К тому же на вилкинсоне развязывающее сопротивление паяется на плату, следовательно отвод тепла от него будет плохим.

Желательно, чтобы сумматор был прямоугольный с ориентировочными размерами 10 х 100 мм.

И сколько тепла будет выделяться на этом сопротивлении при условии работы усилителей в каждом плече?
или необходимо чтобы также была предусмотрена возможность работы с одним рабочим усилителем в плече и потерей половины мощности? В этом случае берете резистор с фланцем и устанавливаете его в вырез на плате непосредственно на корпус.

Ну с отсутствием сопротивления это Вы погорячились. Вот, например, у нас идут Р1-87 Да и другие есть. Конструируйте на здоровье Другое дело, если у Вас коммерция, то такие решения, конечно, не по карману будут

При нормальной работе, в идеале, на резисторе выделяется 0% суммарной мощности. Конечно, при неидеальности плечей что-то будет выделяться на резисторе, но не много.
При выходе из строя одного плеча (отключение плеча) на резисторе будет выделяться 50% мощности второго плеча.
Т.е. для 100 Вт резистор должен "тянуть" 25 Вт.

Вот и я про то же, при нормальной работе необходим резистор на 5Вт максимум.
В случае если никаких защит не предусмотрено и возможно подключение одного усилителя или пары работающих в противофазе, тогда необходим мощный резистор с фланцем. Такие есть как отечественные, так и зарубежные.

Так что, на мой взгляд, вилкинсон будет простым, компактным решением.

А вы не знаете насколько данные сопротивления подходят для мостов вилкинсона с точки зрения паразитных емкостей? В даташитах я не нашел номинал данных емкостей.

Сообщение отредактировал Stefan1 - Jan 17 2018, 11:47

Про ёмкости тоже не знаю (наверное надо ТУ смотреть), но они у нас работают в мощных сумматорах-делителях - как раз Вилксонах на 1030 МГц (правда с воздушным заполнением, но не суть) и на этой частоте каких-то критичных реактивностей не вносят.

Попробуем. Спасибо всем за помощь!