5.3.2其他分布参数功率分配器其他分布参数功率分配器的基本结构.ppt

第5章 功率分配器/合成器 ;5.1 功率分配器的基本原理 ; (2) 承受功率。在大功率分配器/合成器中，最大功率是核心指标，它决定采用什么形式的传输线。一般传输线承受功率由小到大的次序是微带线、带状线、同轴线、空气带状线、空气同轴线。 (3) 分配损耗。 主路到支路的分配损耗实质上与功率分配器的功率分配比有关。如两等分功率分配器的分配损耗是3 dB, 四等分功率分配器的分配损耗是6 dB。定义; (4) 插入损耗。 输入输出间的插入损耗是由于传输线（如微带线）的介质或导体不理想等因素,考虑输入端的驻波比所带来的损耗。; (5) 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，   (6) 驻波比。每个端口的电压驻波比越小越好。; 5.1.2 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。P1=P2+ P3。 如果P2（dBm）=P3（dBm），则  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。 ;图5-1 功率分配器示意图;5.2 集总参数功率分配器;图5-2 △形和Y形电阻式功率分配器; Z0是电路特性阻抗。这种电路的优点是频宽大，布线面积小，设计简单；缺点是功率衰减较大（6dB）。对于Y形电阻式二等分功率分配器：;图5-3 Y形电阻式二等分功率分配器;例：; 假定所有端口都端接特征阻抗Z0，向着后面接有输出线的Z0/3电阻看去的阻抗Z是 ; S21=S31=S23=1/2，低于输入功率电平6dB；网络互易，散射矩阵对称 ; 2. L-C式 利用电感及电容进行设计。按结构可分成高通型和低通型。; 1) 低通型 2) 高通型 ; 5.2.2 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，可按照下面公式设计图5-4（a）所示低通式L-C式集总参数比例功率??配器。;(5-5); 5.2.3 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。; 设f0=750MHz，Z0=50Ω，k=0.1，要求在750±50MHz的范围内S11≤-10dB，S21≥-4 dB,S31≥-4dB。 ? 在电路实现上采用如图 5-5 所示结构。 应用公式（5-5）， 计算可得 Zr=47.4Ω→Lr=10.065nH，选定 Lr=10nH Zp=150Ω→Cp=1.415 pF，选定 Cp=1.4pF ;图 5-6功率分配器电路图; ;5.3 分布参数功率分配器;图5- 8 威尔金森功率分配器; 若端口2或端口3有失配,则反射功率通过分支叉口和电阻两路到达另一支路的电压等幅反相而抵消,在此点没有输出,从而可保证两输出端有良好的隔离。 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 ，即; 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;  Z2、Z3为端口2和端口3的输入阻抗，若 则可满足式（5-9）。为保证端口1匹配,应有 ; 同时由于 则 所以 ? ; 为了实现端口2和端口3隔离, 可选 在等功率分配的情况下,即P2=P3, k=1, 于是; 微带线功率分配器的实际结构可以是圆环形,便于加工和隔离电阻的安装。 ;图 5-9 微带线功率分配器; 设计实例： 设工作频率为f0=750MHz, 特性阻抗为Z0=50Ω，功率比例为k=1,且要求在750±50MHz的范围内S11≤-20dB， S21≥-4dB，S31≥-4dB。 由式（5-13）知Z02=Z03=70.7Ω，R=2Z0=100Ω。;;; 功率分配器有一定的频率特性。由图5-10(b)看出,当频带边缘频率之比f2/f1=1.44时,输入驻波比 ρ1.22，基本满足输出两端口隔离度大于20dB的指标要求。当f2/f1=2时,各部