集总元件宽带Wilkinson 功分器的研究.pdf

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1、第29卷第9期电子元件与材料Vol.29No.92010年9月ELECTRONICCOMPONENTSANDMATERIALSSep.2010研究与试制集总元件宽带Wilkinson功分器的研究柳峰，王鲁豫（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川成都610054）摘要:提出了一种集总元件宽带Wilkinson功分器的分析及设计方法。从功分器的奇偶模阻抗理论分析出发，将功分器设计转化为在偶模下求解阻抗比为2:1的宽带阻抗变换和在奇模下求解宽带阻抗匹配的问题，采用LC阻抗变换节取代传统电路的λ/4传输线，减

2、小功分器体积，并推导出两级功分器的元件解算公式。经ADS仿真验证，由解算公式得到的两级功分器，在760~1240MHz的带宽内功率分配损耗小于0.1dB，隔离度大于20dB，输入输出端口反射系数均小于–20dB，可用带宽fH/fL为1.64，实现了Wilkinson功分器小尺寸、带宽大的优点。关键词:Wilkinson功分器；集总元件；宽带中图分类号:TN626文献标识码:A文章编号:1001-2028（2010）09-0027-03Analysisofbroadbandlumped-elementWilkinso

3、npowerdividerLIUFeng,WANGLuyu(StateKeyLaboratoryofElectronicThinFilmsandIntegratedDevices,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Chengdu610054,China)Abstract:Theanalysisanddesignmethodforthebroadbandlumped-elementWilkinsonpowerdividerarepresented.Od

4、d-evenmodeimpedanceanalysiswasused,thentheanalysisanddesignofWilkinsonpowerdividertransformedtosolvequestionsofbroadbandimpedancetransformingatimpedancerate=2:1andbroadbandimpedancematchingatevenmodeandoddmode,respectively.UsingLCimpedancetransformingreplacedt

5、raditionalλ/4transferline,thevolumeofthepowerdividerwasdecreased.Thenthedesignformulasfortwo-stagepowerdividersweregiven.TheADSsimulationresultoftwo-sectionWilkinsonpowerdividersshowitsusablebandwidthfH/fL=1.64forSii<–20dBandisolation>20dBinthebandwidthof760~1

6、240MHz.Thepowerdividerhasadvantagesofsmallsizeandlargebandwidth.Keywords:Wilkinsonpowerdivider;lumped-element;broadband自从1960年Wilkinson发表了N路耦合的功分[1]1理论分析器之后，Wilkinson功分器得到了广泛的研究，并越来越为人们所重视，在微波功率传感器、混频器、集总元件Wilkinson功分器的电路结构如图1所相位检测等众多电路中均有应用，是使用最为广泛示，它是一个N个单元的

7、电路，包括N节LC阻抗的微波器件之一。变换网络和N个跨接电阻。它的S参数满足Sii=S23[2-6]22由于Wilkinson功分器结构中含有λ/4传输线，=0(i=1,2,3)，

8、S12

9、=

10、S13

11、=1/2，∠S12=∠S13，其中1[7]在微波低端，特别在VHF和UHF上尺寸过大，不端口为输入口，2端口和3端口为输出口。便应用。本文提出的集总元件功率分配器，采用LC如图1所示，电路拓扑关于平面A-A'对称，可阻抗变换节替代传统电路的λ/4传输线，大大减小了利用奇偶模激励法进行分析。当在2，3端口偶模激功分器的

12、体积。该类功分器不仅可用在VHF和UHF励时，A-A'相当于磁壁，即开路状态；当在2，3端波段上，也可用于更高频率的微波波段，并能得到口奇模激励时，A-A'相当于电壁，即短路状态。图2较大的带宽。与图3分别给出了偶模激励和奇模激励下的等效电收稿日期：2010-04-21通讯作者：王鲁豫作者简介：王鲁豫（1953－），男，山东冠县人，副教授，主要从事微波集成电