功分器的设计与仿真.pdf

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1、分类号：分类号：TN73U D C：D10621-408-（2015）0544-0 密级：公 开编 号：密级：公 开编 号：2011022006 成 都 信 息 工 程 大 学 学 位 论 文 成 都 信 息 工 程 大 学 学 位 论 文 宽带宽带 Wilkinson 功分器的设计功分器的设计 论 文 作 者 姓 名 ：论 文 作 者 姓 名 ：叶建梅叶建梅 申 请 学 位 专 业 ：申 请 学 位 专 业 ：电子信息科学与技术电子信息科学与技术 申 请 学 位 类 别 ：申 请 学 位 类 别 ：工学学士工学学士 指导教师姓名 （职称） ：指导教师姓名 （职称） ：夏运强夏运强 论 文 提

2、 交 日 期 ：论 文 提 交 日 期 ：2015 年年 5 月月 22 日日 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得成都信息工程大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示谢意。 签名：日期： 2015 年 5 月 29 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解成都信息工程大学有关保留、使用学位 论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送

3、交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权成都信息工程大学可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 签名： 日期：2015 年 5 月 29 日 I 宽带宽带 Wilkinson 功分器的设计功分器的设计 摘要摘要 在微波电路中，功分器是将一路功率按照比例分为两路或多路分支，这种器 件叫功分器。传统的 Wilkinson 功分器带宽很窄，常常满足不了宽带系统的应用。 为了改善上述问题，本文对宽频带功分器进行设计。 本文首先对功分器的相关组件及工作原理进行研究分析，介绍了宽

4、带功分器 的奇偶模分析法；然后设计一个具有 0.82.5GHz 的宽频带 Wilkinson 功分器，该 功分器要求其插损小于 1dB,隔离度大于 20dB,电压驻波比（VSWR）小于 1.5。本 文着重讲述了功分器设计中的参数计算和优化过程，利用 ADS 软件原理图仿真和 HFSS 电磁仿真获得调试参数，然后在 CAD 中制成印制板并加工成实物。从仿真 结果和实物的测试结果图表明：设计出的功分器达到了指标要求。由于课题要求 的工作频率处于 ISM 频段内，所以可用于无线局域网、蓝牙、ZigBee 等无线网络 中。 关键词：关键词：宽带, Wilkinson 功分器, 奇偶模，仿真 II Th

5、e Design of the Broadband Wilkinson Power Dividers ABSTRACT Power divider divide one power into two or multiple branches .Traditional Wilkinson power divider bandwidth is very narrow,and often can not meet the application broadband systems.In order to improve the above problems, the article describe

6、 wideband power dividers design. This article aims to research and analysis related components and working principle of power dividers. It describes the use of odd-mode analysis method of a Wilkinson N-way power divider .This Wilkinson power dividers design have a wideband of 0.8 2.5GHz.The power di

7、vider requires its insertion loss less than 1dB, isolation greater than 20dB and the voltage standing wave ratio (VSWR) less than 1.5.It focuses on the power dividers design parameters calculation and optimization process.Then using ADS software principle and HFSS simulation of electromagnetic obtai

8、ned debugging parameters , finally made the PCB in CAD and processed into a kind. In terms of software simulation results under ideal conditions on the test results or physical design diagram show the power divider met the target requirements.Since the required operating frequency is within ISM band

9、, it can be used for wireless LAN, Bluetooth, ZigBee and other wireless networks. Keywords: wideband,Wilkinson divider,odd-even,simulation III 目录 第一章 绪论第一章 绪论.1 1.1 背景和意义.1 1.2 功分器的产生和发展.2 1.3 国内外的研究进展.2 1.4 本文的主要任务及结构.2 第二章 功分器理论第二章 功分器理论.4 2.1 功分器的技术指标.4 2.2 功率分配器的原理.5 2.2.1 二功分器的端口示意图.5 2.2.2 二等分

10、功分器.5 2.2.3 宽频带等分功分器.8 2.3 功率分配器的分类.13 第三章 功分器的设计与仿真第三章 功分器的设计与仿真.15 3.1 功分器的设计要求.15 3.2 功分器的设计方案.15 3.3 功分器的 ADS 设计.15 3.3.1 参数计算.15 3.3.2 原理图的绘制.16 3.3.3 手动调谐.19 3.3.4 仿真结果.20 3.4 功分器的 HFSS 设计.21 3.4.1 软件介绍.21 3.4.2 端口激励和隔离电阻设置.21 IV 3.4.3 仿真及结果.22 第四章 加工图与测试结果第四章 加工图与测试结果.25 4.1 功分器的加工图.25 4.2 测试

11、结果及分析.26 第五章 总结与展望第五章 总结与展望.30 5.1 全文总结.30 5.2 前景展望.30 参考文献参考文献.31 致谢致谢.32 1 第一章 绪论 由于现代电子和通信技术的快速发展对人与人之间的信息交流起到了越来越 重要的作用，所以各种电子设备也应运而生，电子通信设备已经越来越多地渗透 到家家户户，潜移默化的改变着这个世界的交流方式。在电子线路中往往既有无 源器件也有有源器件，无源器件如功分器、谐振器、混频器等微波模块和 RLC 以 及其匹配网路，它们用来实现信号传输过程中的分配、匹配、滤波等。毫不例外 地，微波高频电路也存在各种无源和有源器件，它们的功能基本相同，只是处理

12、 对象是微波信号。现代无源器件中，对于微带功分器的研究已经越来越重要。 1.1 背景和意义 本文讨论的 Wilkinson 功分器，它属于微带线 3dB 功率分配器，输出端口二路 等分，具有结构简单，成本低廉，线性化好等优点。小型化低功耗器件一直备受 射频电路设计的青睐，而微带技术具有小型化低功耗的优点，因此一般的功分器 都用微带电路来实现。在结构上，最初采用的材料是同轴线，此后在微带和带状 线结构上得到了广泛地应用和发展，大功率的往往采用同轴线而中小功率的常采 用微带线。功分器的所有端口在工作频带内都维持匹配的条件，此外，输出端口 之间输出电压相等且同相，达到良好隔离作用，输出功率比值可以为

13、任意指定值， 这使得各分支的功率分配实现灵活可调。功分器的应用是可逆的，当被使用在相 反的方向时，功分器能合并来自两路或多路功率源的功率。所以，总结 Wilkinson 具有一些独特的优点如下：功分器的运用可逆，功率容量较低，可以按照实际需 要确定输出端口是否均分，不可以传输直流，且隔离度高。 随着微波通信的不断发展和射频技术、多信道传输的的广泛应用，为了适应 分支后的信号传输，功率分配器获得了越来越大的关注。我们可以常在诸如相控 阵雷达系统、天线馈电系统、多路中继通信机中看到功分器的使用，功分器还可 用于数字卫星电视接收系统，旨在减少数字卫星电视接收端天线的浪费，并且在 不影响到收视质量和效

14、果的前提下能够实现多台接收机多个用户多台电视机共用 一套天线的目的，这就要求其衰减要小，才能使噪声小，分辨率高。 2 1.2 功分器的产生和发展 功率分配/合成器，即功分器，广泛地使用在将卫星信号分配给各个接收机的 情况以及近代微波大功率固态发射源的功率放大器中。 1960年， Ernest J. Wilkinson 提出了Wilkinson式结构，当时他发表了一篇名为An N-way Hybird Power Divider的 论文，介绍了一种N路混合型功分器，从此Wilkinson功分器开始发展起来。 功分器在增强工作频带的带宽方面有一定的进展。从功分器的频率特性可以 总结出，当频带边缘频

15、率之比增加时，输入驻波比会下降，隔离度会变差。传统 的Wilkinson功分器带宽很窄，常常满足不了宽带系统的应用。传统的3dB威尔金森 功分器是由两条四分之一波长的传输线外加隔离电阻构成，所以为进一步加宽工 作带宽，可以用多节的形式，即增加四分之一波长的阻抗变换线和相应的隔离电 阻R的数目。然而，由于Wilkinson功分器的尺寸与工作频率的变化有一定的联系， 即工作频率越低尺寸越大，不利于MMIC设计又增加了成本；随着频率的增大其物 理尺寸虽然变小，但毫米波频段的微带线的不连续性影响又变得很大，这些导致 都导致了功分器应用的局限性，从Wilkinson功分器出现开始，许多研究者就试图 提出

16、各种方案来综合解决其尺寸问题，从而适应MMIC的发展。 1.3 国内外的研究进展 上世纪七十年代国外就已经有了微波功分器的产品存在，早期的产品多见于 威尔金森功分器，当时的带宽还不宽，多是窄带应用。四十余年的发展使得传输 线理论不断完善，制作工艺水品也不断提高，功分器得到了较大的发展和突破， 具体表现为从窄带到宽带、从两路到多路、从单频段到多频段的提升，形成了完 整的产品线，国外的产品主要以PMLSAR公司的产品为龙头企业。 对于国内，关于功分器的研究还比较少，多见于军品市场。生产单位主要有 泰格微电子研究所和亚光厂，亚光厂的产品占据了国内很大市场，国内产品还应 向宽频带、低插损、高隔离的方向

17、发展以及解决工艺问题。 1.4 本文的主要任务及结构 本论文一共由五章构成: 第一章属于本文的绪论，主要就课题背景和研究意义进行介绍，阐述了功分 3 器的产生和发展以及在国内外的研究情况。 第二章讲了功分器的理论，主要介绍了二等分功分器参数的公式推讨过程和 采用N节宽频带功分器的奇偶模分析来解决参数计算问题。 第三章是软件仿真设计部分，主要介绍了威尔金森功分器的ADS设计和HFSS 设计步骤，同时给出了设计与仿真的结果。 第四章为功分器样品的测试分析部分，给出了实物测试的曲线图以及对结果 的分析。 第五章为全文作了个总结并对该课题的前景进行了分析，通过对比其自身的 优缺点来扬长补短，使以后的工

18、作重心在于改善其不足之处。 4 第二章 功分器理论 2.1 功分器的技术指标 1) 频率范围 2) 功率容量：表示功分器所能承受的最大功率，在大功率分配器/合成器中，作 为核心指标，最大功率决定了电路将采用什么种类的传输线。一般地，传输线 能承受功率从大到小的顺序是空气同轴线、空气带状线、同轴线、带状线、微 带线1。 3) 分配损耗：定义为信号功率从输入端分配到输出端的传输损耗，即输入端输入 的信号功率与传送到输出端的信号功率之比，表示为 dB P P A out in d lg10(2-1) 对于等分功分器来说，由于kPP outin /， outin kpp ，k为功分器输出端的个 数，所

19、以kdBAdlg10。分配损耗并不是真的损耗，只是由于功率分配造成 的。对于常用的功分器分配损耗根据经验值得来，比如， 二等分功分器的分 配损耗为3dB,四等分的分配损耗为6dB。 4) 插入损耗： 是由于微带线的介质或导体不理想或者是输入端的反射所带来的损 耗。定义公式为 di AAA， i A 代表插入损耗，A描述的是实测损耗，A的计 算表达式为1 dB p p A out in 实测 lg10(2-2） 5) 电压驻波比（VSWR）：每个端口的电压驻波比一般越小越好，其反映了各个 端口的匹配特性的好坏。 6) 隔离度： 输出端口间的信号要求互不干扰， 这需要支路间拥有比较大的隔离度。 功

20、分器在设计时隔离度一般越大效果越好。在个端口都接匹配负载的情况下， outj ini ij P P Alg10（2-3） 7) 幅度平衡和相位平衡 幅度平衡是指频带内所有输出端口之间的幅度误差最大值； 相位平衡指频带内 所有输出端口之间相对于输入端口信号信号相移量的起伏程度1。 5 2.2功率分配器的原理 2.2.1 二功分器的端口示意图 功分器 2 P2 3 P3 1 P1 图 2-1 功分器端口结构 图2-1表明了二功分器是三端口网络，它的作用是将一路功率按照一定的比例 分成两路或多路的分支。输入端为 1 p,其他两个输出端分别为 2 p 、 3 p 。据能量守 恒定律可知 321 ppp

21、,当 21 pp 时为二路等分功分器，当kpp 21/ 时为不等分 功分器。 2.2.2 二等分功分器 图 2-2 二等分功分器 如图2-2所示是一个二等分功分器，它的输入端和输出端的特性阻抗为 0 Z ,1到 2端口、1到3端口的微带分支线的特性阻抗都为 1 Z，线长为4/ g ，跨接在A、B端 口的电阻作为隔离电阻的作用存在。 为了方便分析， 图2-2的等效电路如图2-3所示。 3 R 端口 3 端口 2 +U2 4 Z03 Z02 端口 1 Z0 Zin2 Zin3 +U3 2 R 图 2-3 二等分功分器的等效分析电路 6 假设端口（1）为输入端，功率大小为 1 p,其他两个输出端分别

22、为为 2 p 、 3 p ，那么 有dBdBmPdBmPdBmP in 3)()()( 32 。本文设计的Wilkinson功分器作为微带线 3dB等分功分器，它的基本要求为：1、输入端口1无反射。2、两输出端口2、3口 输出的电压相等且同相。3、输出端口2、3口输出的功率比值可以为任意值，设为 2 /1 k 2。综上三个基本要求可得 2 3 2 3 2 2 2 32 032 1 ) 2 /() 2 ( Z 1 Z 1 Z 1 KR U R U UU inin （2-4） 由阻抗变换理论有 3 2 03 3 2 2 02 2 R z Z R z Z in in （2-5） 设 02 kzR ，

23、由（2-4）（2-5）式可知kzR/ 03 。且由上面两式可算出参数的值为： 32 003 2 002 / )1 ( )1 (ZZ KKZZ KK （2-6） 从图可以看出，图形是对称的，所以 0302 ZZ 2。 关于隔离电阻R的计算表达式：假设端口1为输入端口，信号从端口1进入，由 于端口1到端口2和到端口3的长度都为四分之一波长且特性阻抗都为 1 Z， 所以电流 到达A、B位置时的电压等幅同相，电阻R上没有电流流过，不干扰电路输出；然 而当端口2作为输入端口输入信号时，由于电流从AB和A0B两路到达B点 时，电压大小相等而相位相差二分之一波长，所以电阻R上电压由于反相抵消，所 以也不影响

24、3端口的输出，但R的位置和取值必须有考究。隔离电阻的计算公式推 讨如下： 为了便于分析当2端口（A口）有信号输入时的作用，将上述二等分功分器的 电路改成如图2-4所示。由图可知，在A口接入一电源，端阻抗保持不变为 0 Z ，而 原输入端口（0口）电源短接而接以阻抗 0 Z ，这实际上是一个二口（四端）网络。 R起电路分流作用，故用导纳矩阵Y来进行分析。由于电路并联，所以该网络的 总导纳矩阵等于电阻R的矩阵 R y加上T型网络矩阵 T y， T型网络矩阵由两段4/ g 7 的微带线、中间并联一个阻抗 0 Z 的网络构成3。 4 g 4 g i （）（） U Z R OZZBA i Z U Z 图

25、 2-4 求隔离电阻时的等效电路 2221 1211 yy yy yyy TR（2-7） 2 1 2221 1211 2 1 2 1 u u yy yy u u y i i （2-8） 输入端口（A口）及输出端口（B口）之间的联系元素是 2112 yy 及。若希望A口和B 口之间得到隔离，则必须使 0 212121 TR yyy（2-9） 一个串联电阻R的归一化y矩阵为3： RR RR ZyR 11 11 0 （2-10） 故 R Z y R 0 21 （2-11） 对于T网络，由于计算比较复杂，推讨这里不详细给出，只给出结果 2 1 0 21 1 z z b y T (2-12) 所以0 2

26、 1 00 21 z z R z y(2-13) 最后得出R的计算公式： 8 0 2 0 0 2 1 2 2 2 Z z z z R（2-14） 通常情况下， 50 0 Z，k=1,所以R=100。理论证明：一个无损的三口网 络，不能同时到达匹配和隔离。如果R是电抗不能满足相应的推讨关系式，只有R 成为电阻，即网络有损耗时，能同时满足匹配和隔离关系。 注意：分功率器两分支臂之间的距离不宜过大，一般取（2-3）个带条宽度即可4。 这样做的目的在于能够减少隔离电阻的寄生效应，从而使匹配性能和隔离度变糟 糕。要是指标不满足可以通过变动电阻焊接的位置来进行调试以得到改善。另外， 功分器的设计需要在支路

27、口匹配的的前提下进行的，如果端口不匹配，必须增加 匹配电路。这一点很重要，直接影响功分器的设计效果。 2.2.3 宽频带等分功分器 1 R N Z 2 R 1 Z 2 Z 3 R 1 Z 2 Z N R N Z (a)N 节宽频带分功率 器 (b) 偶模馈电 +U0 +U0 1 R N Z 2 R 1 Z 2 Z 3 R 1 Z 2 Z N R N Z 9 图 2-5 N 节二等分功分器奇偶模馈电 -U0 +U0 1 R N Z 2 R 1 Z 2 Z 3 R 1 Z 2 Z N R N Z (c) 奇模馈电 图2-5(a)是两路N节宽带等分功分器的结构示意图，由图可知，多节宽带功分 器采用了

28、多节阻抗变换器级联的形式， 每节微带线的特性阻抗分别为 n Z . 2 Z , 1 Z, 电阻 n R . 2 R , 1 R 分别为每一节的隔离电阻。功率分配器有一定的频率特性，对 于传统的功分器，当频带边缘频率之比增加时，输入驻波比下降，隔离度也变差， 单节的等分功分器各个性能指标有时候达不到指标要求。常用的方法是采用多节 的阻抗变换线（4/ g 线段）和隔离电阻级联来加宽工作频宽。实验表明，即便级 联的节数不多，在更大的工作频带范围内各个指标也会有较大改善，下面就N=1， N=2，N=3的二等分功分器的频带特性曲线加以分析。 图2-6 单节二等分功分器的频带特性 对单节二等分分功率器，其

29、频带特性如图2-6所示。由图可以看出，当 44 . 1 / 12 ff时，输入驻波比22 . 1 ，隔离度也可大于20dB。但是当2/ 12 ff时， 输入驻波比在增大，隔离度减小到14.6dB3。众所周知，输入驻波比值越小越好， 驻波比隔离度驻波比隔离度dB 10 而隔离度值越大越好。可以看出，当节数相等时频带边缘之比越大，指标会下降， 包括最大输入驻波比和输出端最小隔离度会变差。 图2-72/ 12 ff,N=2的二等分功分器频率特性曲线 对两节二等分分功率器，其频带特性如图2-7所示。对于两节（N=2）二等分 功分器，当2/ 12 ff，1臂的最大输入驻波比106 . 1 ，2、3臂的最

30、小隔离度等于 27.3dB。与单节的二等分功分器的频带特性相比，同样取2/ 12 ff的情况，但两 节功分器的指标比单节的更好。这表示当频带宽度相同时，节数N越大，输入驻波 比和隔离度越来越好。 图2-8 f1/f2=3,N=3的等分功分器频率特性曲线 对三节（N=3）二等分功分器，当2/ 12 ff，1臂的最大输入驻波比029 . 1 。 2、3臂的最小隔离度等于38.7dB。但是当3/ 12 ff，1臂的最大输入驻波比 105 . 1 ，2、3臂的最小隔离度等于27.9dB。这再次证明了上面的推论。 隔离度隔离度dB 驻波比驻波比 驻波比隔离度驻波比隔离度 dB 11 表2-1 多节二等分

31、分功率器的数据表格 节数 N223347 频带宽度 12/ f f1.52.02.03.04.010.0 1 臂最大驻波比1.0361.1061.0291.1051.1001.206 2、3 臂最大驻波比1.0071.0211.0151.0381.0391.098 2、 3 臂最小隔离度 （dB)36.627.338.727.926.819.4 1 z(归一化值）1.19981.21971.11241.14971.11571.1274 2 z1.66701.63981.41421.41421.29571.2051 3 z1.79791.73961.54351.3017 4 z1.79261.4

32、142 5 z1.5364 6 z1.6597 7 z1.7740 1 r(电阻归一化值）5.31634.820410.00008.00009.64328.8494 2 r1.86431.96023.74604.22925.832612.3229 3 r1.90482.14363.45248.9246 4 r2.06336.3980 5 r4.3516 6 r2.5924 7 r4.9652 通过大量的理论与实验，总结出了一个关于多节二等分分功率器的数据表格， 如表2-1所示。 这里研究的宽频带功分器虽然增加了级数，但由于还是等分均匀的，所以电 路的上部和下部结构的电路参数对应保持一致，很适合

33、用奇偶模分析法对它进行 阐述。图2-5(a)和2-5(b)分别为偶模馈电和奇模馈电的等效电路结构示意图。 A. 偶模馈电 在2、3端口处加上等幅同相的电压 0 U，由对称性可知，电路上下部相对应 位置的电位等幅同相，由于隔离电阻R上没有电流流过，不影响电路输出，因此可 以把电路分成上下两部分，它的等效电路如图2-9所示。 12 e P （2） （3）（1） Z2Z0 ZZ N Z 图 2-9 偶模阻抗等效电路(1/2） 由于端口（1）的负载可以看成上部电路与下部电路在分叉处并联之后的结果，所 以分开之后 0 Z 0 2Z 。 B. 奇模馈电 在2、3端口接上等幅反相电压，即 032 VVU g

34、g ，由于是等幅反相，隔离电 阻两端存在 0 2U 的电位差，所以有电流存在，并且隔离电阻中间点存在电压零点， 因此可以用一个接地平面使其形成上下两部分电路3， 隔离电阻相当于上部和下部 电路的串联，所以分开后的隔离电阻变为原电路的一半，即2/ i r，分开后的等效 电路如图2-10所示。 0 P 2 1 R Z2 2 2 R 2 3 R 2 N R Z0 Z1 N Z 图 2-10 奇模阻抗等效电路（1/2） 通过奇偶模分析法，一个三口网络被分成了两个两口奇偶模网络。将图2-10 所示的奇偶模阻抗等效电路（二分之一）归一化之后，再按照一般习惯将输入口 转到左边，并将阻抗参量转换成导纳参量3，

35、如图2-11所示。 （2） （3） N g2 1 2 N g 2 2g 1 2g （1） 5 . 0 L g N y 1N y 1 0 y （2） （3）（1） 1 y (c)偶模相对导纳等效电 L g N y 1N y 1 0 y 1 y (d)奇模相对导纳等效电 图 2-11 奇偶模等效电路 记图2-5（a）中输入输出端口的反射系数分别为 1 、 2 、 3 ，奇偶模等效电路输 13 入口的反射系数分别为 e 、 0 ，从以上分析可以看出奇模馈电对原始电路的输入 反射系数无影响，所以 e 1（2-15） 偶模等效电路实际上相当于一个4/ g 阶梯阻抗变换器，两端的归一化阻抗值分别 为2和1

36、，故可以由阻抗变换器理论求出各段传输线的特性阻抗，令 e 1在频带 内满足Chebyshev等起伏特性，各段特性导纳值可以由查表得出。 对偶模等效电路，根据能量守恒定律可推论出： ）（ 02 2 1 e （2-16） 上下部对称性可得： 32 （2-17） 由（2-15）（2-16）（2-17）方程式可知：如果频带内 e 及 0 已给出，其他各个参 数也可以相应被求出。 有了奇偶模等效电路后，可以根据频带边缘之比、插入损耗、隔离度、电压 驻波比等设计指标要求计算出需要多少节阻抗变换线（N）以及每段传输线的特性 阻抗和隔离电阻的数值。 2.3 功率分配器的分类 1) 按照结构分类 分为有源和无源

37、两种，有源功分器的特点是：由放大器组成，主要优点是： 有增益， 有较高的隔离度； 缺点是有噪声， 结构相对复杂，工作稳定性相对较差4。 无源功分器的特点是：由微带线构成，主要优点是：结构简单，工作稳定，无噪 声；缺点是接入损耗比较大4。 2) 按照电路材料的使用情况 可分为集总参数功分器如下面的 T 型 Y 型功率分配器和分布参数功分器如 Wilkinson 功分器，以下是关于它们的一些类别介绍。 a. T 型（Y 型）功分器是三端口网络，具有功率分配或功率组合的作用。它可以 用任意传输线制作，分为无耗和有耗类型，理想的功率分配器是不存在传输损耗 的，但也不能在全部端口同时达到匹配。但电阻性功

38、分器例外，它是有耗的。电 阻式电路是由电阻构成的。 Z0是电路特性阻抗。这种电路的优点是频宽大，布线 面积小，设计简单；缺点是功率衰减较大（6dB） 。 b. 电感电容式集总参数比例功率分配器 14 L-C 式：电路由电感和电容元件搭建而成,设 Z0为特性阻抗，可分成低通型和高通 型，分别如图 2-12(a)和 2-12(b)所示5。 1 P1 Cp Z0 Ls Ls Cp 2 P2 3 P3 1 P1 Lp Z0 Cs Cs Lp 2 P2 3 P3 (a)(b) 图 2-12 L-C 式集总参数功分器 c. Wilkinson 功率分配器 与其他功分器相比， Wilkinson 功分器做到输出端口都匹配且无耗,它只是耗散 了反射功率。Wilkinson 分配器的 S 参量确定如下5： 0 11 s（端口1，1 in z）(2-18) 0 3322 ss（端口2和3匹配）(2-19) 2/)/()( 22112112 jVVVVss oeoe （互易）(2-20) 2/ 3113 jss（对称）(2-21) 0 3223 ss（2-22） 3) 根据输出端口数 一般比较常见的功分器是二路功率分配器。 15 第三章 功分器的设计与仿真 3.1 功分器的设计要求 工作频带：0.82.5GHz插入损耗