第12讲-功分器.ppt

* * 则 在端口1，向着归一化值为2的电阻看，反射系数 为 * * 奇模 由于 ，因此 ，则电路的中线是电压零点，可将中心平面上的两个点接地，将电路剖为两部分。 图10 (b)奇模激励 * * 奇模 分析： 从端口2向里看，看到阻抗r/2，这时因为并联的传输线长度是四分之一 波长，并且在端口1处短路，因此在端口2看是开路。 这样，若选择r=2，则对于奇模激励端口2是匹配的。则 和 ，全部功率都传送到r/2电阻上，二没有功率进入端口1. * * 偶-奇模分析 求解电路： （a）有终端的wilkinson分配器 图11 对wilkinson分配器求找 的分析 * * 偶-奇模分析 简化电路： (b) (a)中电路的剖分 图11 对wilkinson分配器求找 的分析 * * 偶-奇模分析 分析：输入阻抗 总之，对于Wilkinson分配器，可以确立以下S参量： （在端口1， ） （端口2和端口3匹配） （对称，由于互易性） （端口2和端口3对称） （由于在剖分下的短路或开路） * * 例2 Wilkinson分配器的设计和特性。 设计出系统阻抗为50 、工作在频率 处的等分Wilkinson功率分配器，并画出回拨损耗（ ）、插入损耗（ ）和隔离度（ ）与频率的关系曲线（从0.5 到1.5 ）。 * * 解：在分配器中四分之一波长传输线的特性阻抗是： 并联电阻的值是 在频率 处传输线的长度是 。用ADS对这个微波电路进行分析，计算S参量的幅值并描绘在图12中。 * * * * 图12 等分Wilkinson功率分配器的频率响应，端口1是输入，端口2和端口3是输出 * * 不等分功率分配 不等分功率分配，其微带结构如下图所示。 * * 不等分功率分配 分析：若端口2和端口3之间的功率比是 则应用下面的设计公式： 注：①当K=1时，则为功率等分。 ②输出线与阻抗 和 匹配，而不与阻抗 匹配。 ③匹配变换器可以用来变换这些输出阻抗。 * * N路Wilkinson分配器 图14 N路等分的Wilkinson功率分配器 * * N路Wilkinson分配器 注：①该电路可以在所有的端口都达到匹配，且所有端口之间彼此隔离。 ②缺点：N 3 时，分配器需要电阻跨接，这在平面电路形式制作上比较困难。 ③为了提高带宽，Wilkinson分配器可采用阶梯式多节结构。 * * 4路功率分配器 电路 模型 * * * * * * 4路功率分配器 * * 4路功率分配器 仿真结果 * * 功率分配器及分析 李秀萍 北京邮电大学 * * Outline 基本特性 三端口网络 T型结功率分配器 无耗分配器 电阻性分配器 Wilkinson功率分配器 * * 分配器和耦合器的基本特性 定义 无源微波器件，用于功率分配或功率组合 （a）功率分配 （b）功率组合 * * 分配器和耦合器的基本特性 特性 三端口网络采用T型结和其他功分器形式，二四端口网络采用定向耦合器和混合网络形式。 功分器经常是等分（3dB）也有不相等的功分比。 定向耦合器可以设计成任意功率分配比，而混合结一般是等功率分配。 混合结在输出端口之间有 （正交）或 （魔T）相移 * * 三端口网络（T型结） 功分器最简单的类型，具有一个输入和两个输出的三端口网络。其散射矩阵有9个独立的矩阵元： 若所有端口是匹配的，则 ，并且若网络是互易的，则 * * 三端口网络（T型结） 若网络是无耗的，则 矩阵必定是幺正的，这蕴含着下列条件： * * 三端口网络（T型结） 这些方程能用下面两种方法之一来满足。即 或 上述结果表明对于 ，有 ，这意味着该器件必定是非互易的。 21 * * 三端口网络（T型结） 其解的矩阵表示形式如图2所示。 图2 两种类型的环形器及其 矩阵(端口的相位参考点是任意的) 分析：这两者的区别仅在于各端口间功率流的方向，（a）只允许功率流从端口1到端口2，或从端口2到端口3，或从端口3到端口1，而（b）则有相反的功率流方向。 （a）顺时针环形器 （b）逆时针环形器 * * 三端口网络（T型结） 若无耗互易三端口网络只有