S8实验八微带功分器设计1.pdfVIP

福建省精品课程 微带功分器设计 Microwave and Photon Technology Dec 2008 概述  功分器是功率分配器的简称，它是把某一 路的微波输入功率，按规定比例分成两路 或多路输出的微波器件。  功分器的主要技术要求为： (1)输出功率的分配比例； (2)输出端口之间要相互隔离； (3)各输入输出端口必须匹配。 二等分功率分配器  二等分功率分配器是一个无耗、可逆三端 口接头，各个端口不能同时达到匹配或功 率分配口之间的隔离。但通过加入电阻性 元件，进行适当设计，可以获得同时满足 匹配和隔离的要求。  信号从端口3输入 ，分别从端口1和2输出，彼此 之间没有耦合。隔离电阻R，实现输出端口之间 的隔离。由于结构对称，当信号从端口3输入时， 在两段传输线的对应点上，电压是等幅同相的， R上没有电流，相当于R不起作用；而当信号从端 口1输入时，它将分两路到达端口2，只要R的数 值及位置选择合适，可使此两路信号互相抵消， 从而使得1、2两端口隔离。  可以用奇、偶模分 析法对此二等分功率 分配器的特性进行分 析  这种二等分功率分配器有两个特点： (1) 这种功率分配器具有较宽的频带特性， 若要进一步加宽工作频带，可以采用多节 四分之一波长阻抗变换器和相应数目的隔 离电阻。 (2)当作为功率合成器应用时，在1、2端口 必须输入等幅同相信号，方能在端口3得到 功率的完全相加，否则将有功率被隔离电 阻消耗掉。 不等功率分配器  它是不对称网络，要求输出两路中电压沿 传输方向的分布相同，故可用称为变异奇 偶模激励的分析方法进行分析。 设计举例：MWO设计微带功分器  要求：已知微带二路功分器各路引出线的 特性阻抗为ZC=50W，比例系数k=2，基片 材料相对介电常数为9.0，中心工作频率为 5GHz，导体带材料为铜。  结果：用MWO仿真输入端口反射系数|S11|、 插入衰减|S12|、隔离度|S23 |。 参数计算  根据要求，为了实现匹配，微带不等功率 分配器的各段线的特性阻抗应满足如下关 系： 2 ZC1 ZC k (1=+k ) 158.11=Ω ZC k (1+k 2 ) Z 39.53=Ω C 2 k 2 Z Z k 70.71Ω C3 C Z Z C 35.355Ω C 4 k 1+k 2 R Z 125Ω C k  利用txline工具课计算得到各段微带线的参 数。在MWO中绘制出功分器的电路原理图。 仿真 功率分配器的输入端口反射系数S11情况 仿真 功率分配器的插入衰减S12情况 仿真 功率分配器的隔离度S23情况 实验内容  已知微带二路功分器各路引出线的特性阻 抗为