第12讲-功分器课件.ppt

1、（a a）功率分配）功率分配（b b）功率组合）功率组合18090111213212223313233 SSSSSSSSSS若所有端口是匹配的，则若所有端口是匹配的，则 ，并且若网络是，并且若网络是互易的，则互易的，则0iiS1213122313230 00SSSSSSS*3132*2123*1213221213222123223132000111S SS SS SSSSSSS S1223310SSS1232131SSS2132130SSS1223311SSS或或 上述结果表明对于上述结果表明对于 ，有，有 ，这意味着该，这意味着该器件必定是非互易的。器件必定是非互易的。ijijjiSS21

2、001100010S 010001100S图图2 2 两种类型的环形器及其两种类型的环形器及其 矩阵矩阵(端口的相位参考点是任意的端口的相位参考点是任意的)S分析：这两者的区别仅在于各端口间功率流的方向，（分析：这两者的区别仅在于各端口间功率流的方向，（a a）只允许功率流从端口只允许功率流从端口1 1到端口到端口2 2，或从端口，或从端口2 2到端口到端口3 3，或从，或从端口端口3 3到端口到端口1 1，而（，而（b b）则有相反的功率流方向。）则有相反的功率流方向。（a a）顺时针环形器）顺时针环形器 （b b）逆时针环形器）逆时针环形器 S12131213212312233132331

3、3233300 00SSSSSSSSSSSSSSS*1323*12132333*23123313221213221223222132333000111S SS SS SS SS SSSSSSSS得出：得出：，则则13230SS12331SS 000000jjjeSee图图3 3 在端口在端口1 1和端口和端口2 2匹配的互易、无耗三端口网络匹配的互易、无耗三端口网络注意：这种结不能同时在全部端口匹配。此处讨论的结是不存在传输线损耗的无耗结。图5（a）E平面波导T型结；（b）H平面波导T型结；（C）微带T型结图6 无耗T型结的传输线模型0Z120111inYjBZZZ120111ZZZ（B表示集

4、总电纳）假定传输线是无耗的（或低损耗），则特性阻抗是实数。假定B=0，则1Z2Z0V20012inVPZ而输出功率是：20111123inVPPZ20221223inVPPZ103150ZZ203752ZZ于是结的输入阻抗是：75 15075 1505075 150inZ所以：输入与50 的源是匹配的。50 753050 15037.5130 1500.66630 150 237.5750.33337.575 0ZZ000433ZZZZ03Z而分配器的输入阻抗是：000233inZZZZ结论：输入对馈线是匹配的。因为网络从全部三个端口看都是对称的，因而输出端也是匹配的。所以1122330SSS

5、011002232333ZVVVZZ1V再通过分压，输出电压是：02110031423ZVVVVVZZ21312312SSS容易证明此矩阵不是幺正举证。01111012110S21012inVPZ221123001()1112284inVVPPPZZ而输出功率为：这表示供给功率一半消耗在电阻上。可以制成任意功率分配比的Wilkinson功率分配器，首先考虑等分（3dB）情况。通常制成微带或带状线形式。偶-奇模分析技术(a)微带线形式的wilkinson功分器（b）等效传输线电路偶-奇模分析技术2302ggVVV2302ggVVV204gVV定义：偶模 ，奇模若将两个模叠加，有效激励是 ，30g

6、V2302ggVVV图10（a）偶模激励22einZZ若Z=，则对于偶模激励端口2是匹配的，则r/2电阻的一端开路，所以是无用的。2令端口1处x=0，则在端口2处x=,则在传输线上的电压为：4()()j xj xV xVee20(/4)(1)eVVjVV 101(0)(1)1eVVVjV 在端口1，向着归一化值为2的电阻看，反射系数 为2222 102eVjV 2302ggVVV 23eeVV 图10(b)奇模激励010V 020VV（a）有终端的wilkinson分配器图11 对wilkinson分配器求找 的分析11S11S(b)(a)中电路的剖分图11 对wilkinson分配器求找 的

7、分析21212inZ总之，对于Wilkinson分配器，可以确立以下S参量：11223301112210221331233200220eeSSSVVjSSVVjSSSS（在端口1，）1inZ（端口2和端口3匹配）（对称，由于互易性）（端口2和端口3对称）（由于在剖分下的短路或开路）11S0f2131SS2332SS0f0f0270.7ZZ并联电阻的值是02100RZ0f4在频率 处传输线的长度是 。用ADS对这个微波电路进行分析，计算S参量的幅值并描绘在图12中。图12 等分Wilkinson功率分配器的频率响应，端口1是输入，端口2和端口3是输出232PKP20303220203001(1)1()KZZKZK ZZKKRZKK注：当K=1时，则为功率等分。输出线与阻抗 和 匹配，而不与阻抗 匹配。匹配变换器可以用来变换这些输出阻抗。20RZ K30/RZK0Z图14 N路等分的Wilkinson功率分配器