射頻技術(shù)功率分配器與定向耦合器課件

1、射頻技術(shù)功率分配器與定向耦合器射頻技術(shù)功率分配器與定向耦合器射頻技術(shù)功率分配器與定向耦合器作業(yè)：已知晶體管小信號(hào)散射參數(shù)如下。分別用集總參數(shù)和微帶線對(duì)晶體管輸入端匹配（暫不考慮輸入輸出的相互影響），工作中心頻率0.9GHz，基片類型FR4，厚度1.5mm。每總匹配電路給出至少兩種不同結(jié)構(gòu)，并說明各種電路的特點(diǎn)。參考阻抗與匹配p7作業(yè)：已知晶體管小信號(hào)散射參數(shù)如下。分別用集總參數(shù)和微帶線對(duì)晶體管輸入端匹配（暫不考慮輸入輸出的相互影響），工作中心頻率0.9GHz，基片類型FR4，厚度1.5mm。每總匹配電路給出至少兩種不同結(jié)構(gòu)，并說明各種電路的特點(diǎn)。參考阻抗與匹配p7功率分配器和定向耦合器功率分配

2、在電路中的應(yīng)用： 功率分配和功率混合。常用實(shí)現(xiàn)技術(shù) 微帶、波導(dǎo)等。一、T形結(jié)功率分配器微帶電路結(jié)構(gòu)等效電路原理為了保證輸入匹配，必須有上式中，jB是由結(jié)的不連續(xù)性引入的電納。通常通過補(bǔ)償辦法可以減小到忽略。所以匹配條件為：典型實(shí)例：功率平均分配。設(shè)輸入50，則輸出 微帶線為100。例：設(shè)計(jì)一個(gè)無耗T形結(jié)功率分配器。源阻抗50，輸出功率分配比為2:1，求輸出微帶線的特特征阻抗。解：設(shè)在結(jié)處的電壓為V0，則輸入功率為按要求輸出功率分別應(yīng)為由此有由輸入端看進(jìn)去匹配。T形結(jié)的一些特點(diǎn)I） 寬帶II） 功率分配中的幅度相位III）功率合成中的幅度相位IV） 效率場(chǎng)圖* 偏置電路中的分支結(jié)構(gòu)偏置電路中的交

3、直流分路INOUTINOUT/4/4一種常用偏置扼流電路結(jié)構(gòu)短截線分別為角寬66.5、22.5、扇面和/4時(shí)微帶的S21和S11短截線為角寬22.5扇面的輸入阻抗。多節(jié)基片RT/D 6010, 相對(duì)介電常數(shù)10.8, 厚度1.27mm二、Wilkinson功率分配器Wilkinson的特點(diǎn)三端口同時(shí)匹配；分支隔離；三端口匹配時(shí)無耗；Wilkinson的電路形式（等分）奇耦模式分析方法歸一化和完全對(duì)稱條件下的等效電路(a)偶模等效電路(b)奇模等效電路(a)偶模等效電路從右往左看 ，電路匹配。(b)奇模等效電路從右往左看 ，電路匹配。(C)端口1的匹配從左往右看，電阻等效于兩標(biāo)準(zhǔn)阻抗經(jīng)/4阻抗變

4、換后的兩阻抗并聯(lián)完全匹配。Wilkinson電路設(shè)計(jì)不等分Wilkinson功率分配器*電路形式重要計(jì)算公式*微波電路p277, 微波固態(tài)電路設(shè)計(jì)p164實(shí)例*微波固態(tài)電路設(shè)計(jì)p165三、正交（90 ）混合網(wǎng)絡(luò)（混合接頭，Hybrid)結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)Port 1Port 4Port 2Port 3（輸入）（輸出）（輸出）（隔離）/4/4幅度(-3dB)相位(90)隔離 (隔離度）損耗 (插入損耗)描述與分析方法I)散射參數(shù)II)奇偶模分析 線性互易網(wǎng)絡(luò)，可以利用疊加原理。將工作模式分解為奇、偶兩種模式。任何模式都是奇偶模式的線性疊加。奇偶模等效電路分解示意圖以輸入和隔離端作為一對(duì)端口區(qū)分奇偶模

5、式。根據(jù)上述等效電路，所有支路出射波幅分別為：現(xiàn)在需要找到所有反射參數(shù)和傳輸參數(shù)T。利用ABCD矩陣。以下面偶模等效電路為例/8/8/4并聯(lián)終端開路/8線串聯(lián)/4線并聯(lián)終端開路/8線由散射參數(shù)和ABCD參數(shù)的關(guān)系即可求得同理可求得奇模的ABCD距陣并求得反射參數(shù)和傳輸參數(shù) 由此各支路出射波幅分別求得為與理想S參數(shù)距陣一致，從而證明了電路分析的正確性。其它各行可通過互換位置得到。例：電路仿真結(jié)果按幅度-1dB定義的相對(duì)帶寬為26%，按隔離度優(yōu)于-20dB定義的相對(duì)帶寬10%按相位變化905 定義的相對(duì)帶寬為32.5%。與此相對(duì)應(yīng)，微帶移相器在相同帶寬內(nèi)（1.652.3GHz）移相為75105 .

6、 四、 180 混合網(wǎng)絡(luò)（混合環(huán)，鼠籠式混合接頭)電路結(jié)構(gòu)/4/4/43/4散射參數(shù)（）()混合環(huán)的奇偶模式分析分析方法與90混合接頭相同?？梢灾饌€(gè)端口求解得散射參數(shù)距陣。設(shè)計(jì)則僅需按結(jié)構(gòu)圖計(jì)算出微帶的寬度和長度即可完成設(shè)計(jì)。（端口激勵(lì)時(shí)奇偶模電路等效）例：混合環(huán)基片選定為FR4, 厚度1mm， 工作中心頻率2GHz, 設(shè)計(jì)完成混合環(huán)。端口特征阻抗50.解：仿真結(jié)果按幅度-1dB定義的相對(duì)帶寬為38%，按隔離度優(yōu)于-20dB定義的相對(duì)帶寬31.5%按相位變化18010 定義的相對(duì)帶寬為37%。與此相對(duì)應(yīng)，微帶移相器在相同帶寬內(nèi)（1.652.39GHz）移相為148214 . 非理想負(fù)載條件下的功率分配響應(yīng)非理想負(fù)載：50負(fù)載并聯(lián)0.53pF電容。180 混合環(huán)T形結(jié)+180 微帶移相課堂作業(yè) 設(shè)計(jì)Wilkinson功率分配器，工作中心頻率5GHz。p16課后作業(yè)1.設(shè)計(jì)2路均勻分配微帶功率分配器。輸入輸出