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功率分配器的技术指标 插入损耗 定义：Ai =A - Ad 其中，A是实际测量值。在其他支路端口接匹配负载，测量主路到某一支路间的传输损耗。 驻波比 每个端口的电压驻波比越小越好。 隔离度 支路端口间的隔离度是功率分配器的另一个重要指标。如果从每个支路端口输入功率只能从主路端口输出，而不应该从其他支路输出，这就要求支路之间有足够的隔离度。 在主路和其他支路都接匹配负载的情况下，i口和j口的隔离度定义为： 功率分配器的原理 一分为二功率分配器是三端口网络结构。 信号输入端的功率为P1，而其他两个输出端口的功率分别为P2和P3。 由能量守恒定律可知P1=P2+ P3。 如果P2(dBm) = P3(dBm)，三端功率间的关系可写成： P2(dBm) =P3(dBm)=Pin (dBm)-3dB 功率分配器可分为等分型(P2=P3)和比例型(P2=kP3)两种类型。 集总参数等分型功率分配器 根据电路使用元件的不同，可分为电阻式和L-C式两种情况。 电阻式电路仅利用电阻设计，按结构可分成： △形 Y形 电阻式二等分功率分配器 Z0是电路特性阻抗，确定了Z0后根据上图所标识的电阻即可设计出相应的电阻式功分器。 优点： 频宽大，布线面积小，设计简单； 缺点： 功率衰减较大(6 dB) 集总参数等分型功率分配器 L-C式 为了减少衰减，利用电感及电容进行设计。按结构可分成高通型和低通型。 比例型功率分配器 比例型功率分配器的两个输出口的功率不相等。 假定一个支路端口与主路端口的功率比为k，可按照下面公式低通式L-C式集总参数比例功率分配器。 集总参数功率分配器的设计方法 集总参数功率分配器的设计就是要计算出各个电感、电容或电阻的值。 可以使用现成软件如Ansoft Designer、Microwave Office 或MathCAD。 也可以查手册或手工解析计算。 Wilkinson（威尔金森）功率分配器 传输线结构和应用微带线制作的功率分配器如右图。其S参量为： P2=P3=P1-3dB， Z0是特性阻抗，λ是信号的波导波长。 Wilkinson（威尔金森）功率分配器 品质因数： (在端口1和2的回波损耗) 端口1和端口2之间的耦合度： 端口2和端口3之间的隔离度： Wilkinson（威尔金森）功率分配器 考虑一般情况(比例分配输入功率)，设端口3和端口2的输出功率比为k2，即： 由于端口1到端口2与端口1到端口3的线长度相等，故端口2的电压U2与端口3的电压U3相等，即U2=U3。端口2和端口3的输出功率与电压的关系为： 代入比例关系，可得： 威尔金森功率分配器 由U2=U3可得：Z2=k2Z3 式中，Z2、 Z3为端口2和端口3的输入阻抗。 若选， 则可以满足上式。 为了保证端口1匹配，应有： 威尔金森功率分配器 同时考虑到： 则： 所以： 威尔金森功率分配器 为了实现端口2和端口3隔离，即端口2或端口3的反射波不会进入端口3或端口2，可选： 在等功率分配的情况下，即P2=P3，k=1，于是： Wilkinson（威尔金森）功率分配器 Wilkinson（威尔金森）功率分配器 定向耦合器 定向耦合器的基本原理 集总参数定向耦合器 耦合微带定向耦合器 分支线型定向耦合器 环形桥定向耦合器 定向耦合器的技术指标 工作频带 定向耦合器的功能实现主要依靠波程相位的关系，也就是说与频率有关。工作频带确定后才能设计满足指标的定向耦合器。 插入损耗： 主路输出端和主路输入端的功率比值，包括耦合损耗和导体介质的热损耗。 定向耦合器的技术指标 耦合度: 描述耦合输出端口与主路输入端口的比例关系，通常用分贝表示，dB值越大，耦合端口输出功率越小。耦合度的大小由定向耦合器的用途决定。 方向性: 描述耦合输出端口与耦合支路隔离端口的比例关系。理想情况下，方向性为无限大。 隔离度: 描述主路输入端口与耦合支路隔离端口的比例关系。理想情况下，隔离度为无限大。 描述定向耦合器特性的三个指标间有严格的关系，即方向性＝耦合度-隔离度。 定向耦合器的原理 定向耦合器是个四端口网络结构。 若P1、P2、 P3、P4皆用毫瓦（mW）来表示，定向耦合器的四大参数则可定义为： 信号输入端1的功率为P1，信号传输端2的功率为P2，信号耦合端3的功率为P3，信号隔离端4的功率为P4。 集总参数定向耦合器设计方法 常用的集总参数定向耦合器是电感和电容组成的分支线耦合器。 其基本结构有两种： 低通L-C式 高通L-C式 集总参数定向耦合器设计方法 集总参数定向耦合器的设计步骤如下： 确定耦合器的指标，包括耦合系数C(dB)、端口的等效阻抗Z0(Ω)、电路的工作频率fc。 利用下列公式计算出k、Z0s