第三章 微帶線功率分配器

3.5微帶線功率分配器概述功率分配器概念：將輸入信號分成相等或不等的多路功率輸出網(wǎng)絡(luò)功率分配器應(yīng)用高功率合成MMICPA；功率分配相控陣?yán)走_(dá)將發(fā)射功率分配到各天線單元；共用同一本振的多通道收發(fā)系統(tǒng)功率合成〔功率合成器〕編輯課件3.5微帶線功率分配器概述功率分配器主要技術(shù)指標(biāo)：支路數(shù)功率分配比隔離度損耗駐波功率容量功率分配器類型二進(jìn)制樹形，級聯(lián)型，N-路型，……等功率型，非等功率型隔離型，非隔離型波導(dǎo)型，同軸型，微帶型……

……編輯課件3.5微帶線功率分配器WilkinsonN-wayHybridpowerdividerAcoaxiallineinwhichthehollowinnerconductorhasbeensplitintonsplinesoflength/4.Ashortingplateconnectsthesplinesattheinputend,andresistorsareconnectedinaradialmannerbetweeneachsplineattheoutputendandacommonjunctionOutputconnectorsareshownconnectedtothesplinesinan“inline〞manner編輯課件3.5微帶線功率分配器微帶Wilkinson

功分器編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器微帶線wilkinson功率分配器結(jié)構(gòu)與功能平衡工作狀態(tài)：通過選擇不同Z02和Z03的g/4線，并配接適宜的負(fù)載R2和R3，實(shí)現(xiàn)不同比例的功率分配/功率合成，并使(2)、(3)端口間無壓差，電阻R上無電流由T/Y型結(jié)，特性阻抗為Z02和Z03的

g/4線、電阻R構(gòu)成的三端口功率分配網(wǎng)絡(luò):(1)為輸入端口，

(2)、(3)為輸出端口非平衡工作狀態(tài)：(2)、(3)端口間存在電壓差，電阻R上有電流流過。由(2)口輸入的信號分為兩路到達(dá)(3)端口：一路Z02g/4線—Z03g/4線，一路通過電阻R，并在(3)端口實(shí)現(xiàn)相互抵消。即實(shí)現(xiàn)(2)-(3)端口隔離隔離電阻編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器微帶線wilkinson功率分配器網(wǎng)絡(luò)分析功率分配比與支路阻抗的關(guān)系設(shè)(2)、(3)端口功率分配比：平衡工作狀態(tài)，(2)、(3)端口無電壓差：Z2Z3V2V3V1編輯課件3.5微帶線功率分配器Z2Z3V2V3V1Zin3Zin2Zin2和Zin3為在(1)處分別向支路(1)-(2)和支路(1)-(3)的輸入阻抗：在(1)處分別流向支路(1)-(2)和支路(1)-(3)的功率比值：功率分配比與支路阻抗的關(guān)系功率分配比與支路阻抗的關(guān)系：編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器微帶線wilkinson功率分配器Z2Z3V2V3V1Zin3Zin2輸入端匹配要求在輸入端(1),支路(1)-(2)和支路(1)-(3)為并聯(lián)關(guān)系：Z0=Zin2//Zin3編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器微帶線wilkinson功率分配器Z2Z3V2V3V1Zin3Zin2阻抗關(guān)系確定選擇適宜的Z2、Z3，根據(jù)要求的功率分配比為K2，可得到各分支路特性阻抗：例如：3dB功分器〔等功率分配〕，K=1，Z0=50歐姆，有：編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器微帶線wilkinson功率分配器不等分功率分配器設(shè)計(jì)K≠1，Z2

≠Z0，

Z3

≠Z0Z2Z3采用

/4阻抗變換段實(shí)現(xiàn)同一系統(tǒng)端口阻抗Z0要求編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器微帶線wilkinson功率分配器隔離電阻R通過求解端口(2)-(3)之間的傳輸系數(shù)來確定電阻R的大小并聯(lián)二端口網(wǎng)絡(luò)，采用導(dǎo)納矩陣分析i=0us編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器(1)串聯(lián)電阻y矩陣(2)T形網(wǎng)絡(luò)y矩陣先求解級聯(lián)A矩陣；再利用A-Y轉(zhuǎn)換求解編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器(2-1)T形網(wǎng)絡(luò)a矩陣編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器(2-2)T形網(wǎng)絡(luò)a矩陣(2-3)T形網(wǎng)絡(luò)y矩陣編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器(3)并聯(lián)二端口網(wǎng)絡(luò)y矩陣i=0us隔離電阻Ｒ編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器隔離電阻ＲZ2＝ＫZ0Z3＝Z0/K編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器微帶線wilkinson功率分配器設(shè)計(jì)公式Z2＝ＫZ0Z3＝Z0/K例如：3dB功分器〔等功率分配〕，K=1，Z0=50歐姆，有：編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器寬帶微帶線wilkinson功率分配器微帶Wilkinson功率分配器相于阻抗變換器單級微帶Wilkinson功率分配器帶寬一般為30%左右，可增加“阻抗變換級〞段級數(shù)獲得寬帶性能編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器寬帶微帶線wilkinson功率分配器增加“阻抗變換段〞級數(shù)方法N-節(jié)寬帶功率分配器輸入端增加四分之一波長阻抗變換器編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器寬帶微帶線wilkinson功率分配器輸入端增加“四分之一波長阻抗變換段〞的方法可看做兩級四分之一波長阻抗變換器級聯(lián)Za編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器輸入端增加“四分之一波長阻抗變換段〞的寬帶wilkinson功分器設(shè)計(jì)公式編輯課件3.5微帶線三端口功率分配器作業(yè)：采用輸入端增加四分之一