Wilkinson功率分配器设计报告VIP免费

1 Wilkinson 功率分配器设计报告 一、 设计指标要求 工作频率0.9-1.1GHz；中心频率1GHz；通带内端口反射系数小于-10db；端口2 和端口3 之间的隔离度小于-10db；端口1 和端口2 的传输损耗小于3.1db。 二、 功率分配器概述 1. 功率分配器定义 功率分配器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路信号能量输出的器件(也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器)，可以等效为将输入功率分成相等或不相等的几路输出功率的一种多端口微波网络。 2. 功率分配器分类及比较  功率分配器按路数分为：2 路、3 路和 4 路及通过它们级联形成的多路功率分配器。  功率分配器按结构分为：微带功率分配器及腔体功率分配器。  根据能量的分配分为：等分功率分配器及不等分功率分配器。  根据电路形式可分为：微带线、带状线、同轴腔功率分配器。 常用的功率分配器都是等功率分配，从电路形式上来分，主要有微带线、带状线、同轴腔功率分配器，几者间的区别如下： （1）同轴腔功分器优点是承受功率大，插损小，缺点是输出端驻波比大，而且输出端口间无任何隔离。微带线、带状线功分器优点是价格便宜，输出端口间有很好的隔离，缺点是插损大，承受功率小。 （2）微带线、带状线和同轴腔的实现形式也有所不同：同轴腔功分器是在要求设计的带宽下先对输入端进行匹配，到输出端进行分路；而微带功分器先进行分路，然后对输2 入端和输出端进行匹配。 3. 功率分配器基本原理 根据设计要求，结合以上对各种类型功率分配器的比较，我选择 Wilkinson 功率分配器结构进行设计。 Wilkinson 功率分配器是三端口网络，它的微带结构如图 1 Wilkinson 功率分配器微带结构所示。其输入端口传输线特性阻抗为Z0，两段分支线的长度为 λ/4，特性阻抗都是√2Z0，两个终端的负载阻抗为Z0。 图 1 Wilkinson 功率分配器微带结构 此三端口网络的散射参量为 [S] = − 1√2[0ᵅ ᵅᵅ 00ᵅ 00] 因为S11 = S22 = S3 3 = 0，所以理想情况下在中心频率它的 3 个端口完全匹配。 因为S21 = S3 1 = −j 1√2，所以在端口 1 有输入而其他端口匹配时，端口 2 和端口 3 有等幅同相的输出，并且都比输入信号滞后 90◦，因此这是一个 3dB 功率分配器。因为有 λ/4段，所以 Wilkinson 功率分配器不是宽带器件，典型的 Wilkinson 功率分配器频带宽度不超过中心频率的 20%。 当功率从合成端输...