射频技术-功率分配器与定向耦合器VIP免费

作业：•已知晶体管小信号散射参数如下。分别用集总参数和微带线对晶体管输入端匹配（暂不考虑输入输出的相互影响），工作中心频率0.9GHz，基片类型FR4，厚度1.5mm。每总匹配电路给出至少两种不同结构，并说明各种电路的特点。•参考阻抗与匹配p7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。一、T形结功率分配器•微带电路结构•等效电路•原理为了保证输入匹配，必须有021111ZZZjBYin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：021111ZZZ典型实例：功率平均分配。设输入50Ω，则输出微带线为100Ω。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0202ZVPin按要求输出功率分别应为)(2)2/3(2232321200200201ZVZVZVPPin)(2312202ZVPPin由此有)(7523)(2)2/3(201120020ZZZVZV)(150302ZZ021150115012150175111ZZZ由输入端看进去匹配。•T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*偏置电路中的分支结构•偏置电路中的交直流分路INOUTINOUTλ/4λ/4一种常用偏置扼流电路结构MRSTUBStub1Angle=22.5L=14.5mmWi=0.4mmSubst="MSub1"TermTerm2Z=100OhmNum=2MLINTL2L=10mmW=0.4mmlSubst="MSub1"MSUBMSub1T=0.036mmCond=1.0E+50Er=4.4H=1mmMSubS_ParamSP1Step=0.01GHzStop=4GHzStart=0.5GHzS-PARAMETERSMLINTL1L=21mmW=0.4mmlSubst="MSub1"TermTerm1Z=100OhmNum=1freq(500.0MHzto4.000GHz)S(1,1)2.050E91.000/0.916m1m1freq=S(1,1)=0.999/0.463impedance=Z0*(21.112+j245.584)2.050GHz1.01.52.02.53.03.50.54.0-40-20-600freq,GHzdB(S(1,1))dB(S(1,2))1.01.52.02.53.03.50.54.0-40-20-600freq,GHzdB(S(1,1))dB(S(1,2))1.01.52.02.53.03.50.54.0-40-20-600freq,GHzdB(S(1,1))dB(S(1,2))•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。•多节•基片RT/D6010,相对介电常数10.8,厚度1.27mm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）•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(a)偶模等效电路从右往左看，电路匹配。1222inZ(b)奇模等效电路从右往左看，电路匹配。02/ZrZin(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112212inZ完全匹配。RR1R=100OhmMLINTL4L=21mmW=1.86mmlSubst="MSub1"MLINTL2L=21mmW=1.86mmlSubst="MSub1"MLINTL5L=21.2mmW=0.96mmlSubst="MSub1"MLINTL1L=21mmW=1.86mmlSubst="MSub1"MLINTL3L=21.2mmW=0.96mmlSubst="MSub1"TermTerm3Z=50OhmNum=3TermTerm2Z=50OhmNum=2TermTerm1Z=50OhmNum=1S_ParamSP1Step=0.01GHzStop=4GHzStart=0.5GHzS-PARAMETERSMSUBMSub1T=0.036mmCond=1.0E+50Er=4.4H=1mmMSubWilkinson电路设计1.01.52.02.53.03.50.54.0-60-40-20-800freq,GHzdB(S(1,1))dB(S(1,2))dB(S(1,3))dB(S(2,3))•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》p164320031KKZZ20032021KKZZKZKKZR10232/PPK•实例*1.01.52.02.53.03.50.54.0-40-20-600freq,GHzdB(S(1,1))dB(S(1,2))Readoutm2dB(S(1,3))Readoutm1m1freq=dB(S(1,3))=-1.2492.000GHzm2indDelta=depDelta=-4.774deltamodeON0.0001.01.52.02.53.03.50.54.0-40-20-600freq,GHzdB(S(2,2))Readoutm3Readoutm4dB(S(3,3))dB(S(3,2))m3freq=dB(S(2,2))=-20.2751.790GHzm4indDelta=depDelta=0.447deltamodeON4.400E8*微波固态电路设计》p165•三、正交（90°）混合网络（混合接头，Hybrid)•结构与性能特点•Port1•Port4•Port2•Port3•（输入）•（输出）•（输出）•（隔离）0Z0Z0Z0Z0Z0Z2/0Z2/0Z•λ/4•λ/...