资源描述：
《微波技术_第5章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、微波技术第5章功率分配器/合成器 韩宇南•5.1功率分配器的基本原理Email:hanyn@mail.buct.edu.cn•5.2集总参数功率分配器教材：刘学观、郭辉萍，微波技术与天线(第二版)，西安电子科技大学出版社，西安，•5.3分布参数功率分配器2006.参考书：DavidM.Poza，微波工程(第三版)，电子工业出版社,北京，2006.梁昌洪，简明微波，高等教育出版社，北京，2006.廖承恩，微波技术基础，西安电子科技大学出版社，西安，1994.严肃认真、周到细致、稳妥可靠、万无一失•(2)承
2、受功率。在大功率分配器/合成器中,电路元件5.1功率分配器的基本原理所能承受的最大功率是核心指标，它决定了采用什么形式的传输线才能实现设计任务。一般地,传输线承受•5.1.1功率分配器的技术指标 功率由小到大的次序是微带线、带状线、同轴线、•功率分配器的技术指标包括频率范围、承受空气带状线、空气同轴线,要根据设计任务来选择用功率、主路到支路的分配损耗、输入输出间的何种传输线。 插入损耗、支路端口间的隔离度、每个端口的•(3)分配损耗。主路到支路的分配损耗实质上与功率电压驻波比等。 分配器的功率分配比有关
3、。如两等分功率分配器的分配损耗是3dB,四等分功率分配器的分配损耗是6dB。•(1)频率范围。这是各种射频/微波电路的工定义作前提,功率分配器的设计结构与工作频率密切相Pin关。必须首先明确分配器的工作频率,才能进行下Ad=10lgP面的设计。out•式中•(5)隔离度。支路端口间的隔离度是功率分配器的另Pin=kPout一个重要指标。如果从每个支路端口输入功率只能从•(4)插入损耗。输入输出间的插入损耗是由于传输线主路端口输出,而不应该从其他支路输出,这就要求支路（如微带线）的介质或导体不理想等因素,
4、考虑输入端之间有足够的隔离度。在主路和其他支路都接匹配负的驻波比所带来的损耗。定义载的情况下,i口和j口的隔离度定义为•Ai=A-Ad•A=10lgPiniij•其中,A是实际测量值。在其他支路端口接匹配负载,测•Poutj量主路到某一支路间的传输损耗。•隔离度的测量也可按照这个定义进行。 •可以想象,A的理想值就是Ad。在功率分配器的实际工•(6)驻波比。每个端口的电压驻波比越小越好。作中,几乎都是用A作为研究对象。1•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,如图5-1所示。2
5、信号输入端的功率为P1,而其他两个输出端口的功率分别P12为P2和P3。由能量守恒定律可知P1=P2+P3。 P功分器13•如果P2（dBm）=P3（dBm）,三端功率间的关系可写成P3•P2(dBm)=P3(dBm)•=Pin(dBm)-3dB （5-1）•当然,P2并不一定要等于P3,只是相等的情况在实际电路中最常用。因此,功率分配器可分为等分型（P2=P3）和比图5-1功率分配器示意图例型（P2=kP3）两种类型。5.2集总参数功率分配器 22PP22ZZ/300•5.2.1等分型功率分配器 11
6、PZP•根据电路使用元件的不同,可分为电阻式和L-C式两种101Z/30情况。 Z0Z/3303•1.电阻式 P3P3•电阻式电路仅利用电阻设计,按结构可分成△形和Y(a)(b)形,如图5-2(a)、(b)所示。 图5-2 △形和Y形电阻式功率分配器•图5-2中Z0是电路特性阻抗,在高频电路中,不同的使用频段,U电路中的特性阻抗是不相同的,这里以50Ω为例。这种电路2的优点是频宽大,布线面积小,设计简单;缺点是功率衰减Z/30Z较大（6dB）。以Y形电阻式二等分功率分配器为例(见图5-0U3),计算如下
7、：0U1Z/3142⎫0U0=U1=U1⎪Z0/3U2333⎪3⎪(5-2)U2=U3=U0⎪Z04⎬1⎪U2=U1⎪图5-3Y形电阻式二等分功率分配器2⎪20lgU1=−6dB⎪⎭2•2.L-C式LC1s21s2PP•这种电路利用电感及电容进行设计。按结1P1P22CpCLL构可分成高通型和低通型,如图5-4(a)、(b)pppCLs所示。下面分别给出其设计公式。 s33PP33ZZ00(a)(b)图5-4L-C式集总参数功率分配器•1)低通型Z0⎫•5.2.2比例型功率分配器 L=s⎪2ω0⎪•比例
8、型功率分配器的两个输出口的功率不相等。1⎪(5-3)Cp=⎬假定一个支路端口与主路端口的功率比为k,可按照ωZ00⎪下面公式设计图5-4（a）所示低通式L-C式集总参ω=2πf⎪00⎪数比例功率分配器。•2)高通型⎭•Z0⎫L=p⎪ω0⎪2⎪⎪Cs=⎬(5-4)ωZ00⎪ω=2πf⎪00⎪⎪⎭P3=kP1⎫•5.2.3集总参数功率分配器的设计方法 ⎪P=(1−k)P21⎪Z⎪•集总参数功率分配器的设计就是要计算出s2()=1−k⎪Z0⎪各个
