射频技术功率分配器与定向耦合器课件

功率分配器和定向耦合器功率分配在电路中的应用：

功率分配和功率混合。常用实现技术

微带、波导等。功率分配器和定向耦合器功率分配在电路中的应用：1一、T形结功率分配器微带电路结构等效电路一、T形结功率分配器微带电路结构等效电路2原理为了保证输入匹配，必须有上式中，jB是由结的不连续性引入的电纳。通常通过补偿办法可以减小到忽略。所以匹配条件为：典型实例：功率平均分配。设输入50Ω，则输出微带线为100Ω。原理为了保证输入匹配，必须有上式中，jB是由结的不连续性引入3例：设计一个无耗T形结功率分配器。源阻抗50Ω，输出功率分配比为2:1，求输出微带线的特特征阻抗。解：设在结处的电压为V0，则输入功率为按要求输出功率分别应为例：设计一个无耗T形结功率分配器。源阻抗50Ω，输出功率分配4由此有由输入端看进去匹配。由此有由输入端看进去匹配。5T形结的一些特点I）宽带II）功率分配中的幅度相位III）功率合成中的幅度相位IV）效率场图T形结的一些特点I）宽带II）功率分配中的幅度相位II6射频技术功率分配器与定向耦合器课件7*偏置电路中的分支结构偏置电路中的交直流分路INOUTINOUTλ/4λ/4*偏置电路中的分支结构偏置电路中的交直流分路INOUTIN8一种常用偏置扼流电路结构一种常用偏置扼流电路结构9短截线分别为角宽66.5°、22.5°、扇面和λ/4时微带的S21和S11短截线为角宽22.5°扇面的输入阻抗。短截线分别为角宽66.5°、22.5°、扇面和λ/4时微带的10多节基片RT/D6010,相对介电常数10.8,厚度1.27mm多节基片RT/D6010,相对介电常数10.8,厚度111二、Wilkinson功率分配器Wilkinson的特点三端口同时匹配；分支隔离；三端口匹配时无耗；Wilkinson的电路形式（等分）二、Wilkinson功率分配器Wilkinson的特点三端12奇耦模式分析方法归一化和完全对称条件下的等效电路(a)偶模等效电路(b)奇模等效电路奇耦模式分析方法归一化和完全对称条件下的等效电路(a)偶模等13(a)偶模等效电路从右往左看，电路匹配。(b)奇模等效电路从右往左看，电路匹配。(C)端口1的匹配从左往右看，电阻等效于两标准阻抗经λ/4阻抗变换后的两阻抗并联完全匹配。(a)偶模等效电路从右往左看14Wilkinson电路设计Wilkinson电路设计15射频技术功率分配器与定向耦合器课件16不等分Wilkinson功率分配器*电路形式重要计算公式*《微波电路》p277,《微波固态电路设计》p164不等分Wilkinson功率分配器*电路形式重要计算公式*《17实例**微波固态电路设计》p165实例**微波固态电路设计》p16518三、正交（90°）混合网络（混合接头，Hybrid)结构与性能特点Port1Port4Port2Port3（输入）（输出）（输出）（隔离）λ/4λ/4幅度(-3dB)相位(90°)隔离(隔离度）损耗(插入损耗)三、正交（90°）混合网络（混合接头，Hybrid)结构与19描述与分析方法I)散射参数II)奇偶模分析线性互易网络，可以利用叠加原理。将工作模式分解为奇、偶两种模式。任何模式都是奇偶模式的线性叠加。描述与分析方法I)散射参数II)奇偶模分析线性互易网20奇偶模等效电路分解示意图以输入和隔离端作为一对端口区分奇偶模式。奇偶模等效电路分解示意图以输入和隔离端作为一对端口区分奇偶模21根据上述等效电路，所有支路出射波幅分别为：现在需要找到所有反射参数Г和传输参数T。利用ABCD矩阵。以下面偶模等效电路为例λ/8λ/8λ/4根据上述等效电路，所有支路出射波幅分别为：现在需要找到所有反22并联终端开路λ/8线串联λ/4线并联终端开路λ/8线由散射参数和ABCD参数的关系即可求得并联终端开路λ/8线串联λ/4线并联终端开路λ/8线由散射参23同理可求得奇模的ABCD距阵并求得反射参数和传输参数由此各支路出射波幅分别求得为与理想S参数距阵一致，从而证明了电路分析的正确性。其它各行可通过互换位置得到。同理可求得奇模的ABCD距阵并求得反射参数和传输参数由此各24例：例：25电路仿真结果按幅度-1dB定义的相对带宽为26%，按隔离度优于-20dB定义的相对带宽10%按相位变化90±5°定义的相对带宽为32.5%。与此相对应，微带移相器在相同带宽内（1.65~2.3GHz）移相为75~105°.电路仿真结果按幅度-1dB定义的相对带宽为26%，按隔离度优26四、180°混合网络（混合环，鼠笼式混合接头)电路结构λ/4λ/4λ/43λ/4散射参数①（Σ）②③④(△)四、180°混合网络（混合环，鼠笼式混合接头)电路结构λ27混合环的奇偶模式分析分析方法与90°混合接头相同。可以逐个端口求解得散射参数距阵。设计则仅需按结构图计算出微带的宽度和长度即可完成设计。（端口①激励时奇偶模电路等效）混合环的奇偶模式分析分析方法与90°混合接头相同。可以逐个端28例：混合环基片选定为FR4,厚度1mm，

工作中心频率2GHz,设计完成混合环。端口特征阻抗50Ω.解：例：混合环基片选定为FR4,厚度1mm，工作中心频率229仿真结果按幅度-1dB定义的相对带宽为38%，按隔离度优于-20dB定义的相对带宽31.5%按相位变化180±10°定义的相对带宽为37%。与此相对应，微带移相器在相同带宽内（1.65~2.39GHz）移相为148~214°.仿真结果按幅度-1dB定义的相对带宽为38%，按隔离度优于-30非理想负载条件下的功率分配响应非理想负载：50Ω负载并联0.53pF电容。180°混合环T形结+180°微带移相非理想负载条件下的功率分配响应非理想负载：50Ω负载并联0.31课堂作业设计Wilkinson功率分配器，工作中心频率5GHz。p16课后作业1.设计2路均匀