微波射频学习笔记11.Wilkinson功率分配器

威尔金森功分器

一、3dB功分器的结构组成

3dB即等分一分二功分器；其电路结构如下图：①输入线，阻抗Z0；②两路阻抗√2*Z0的1/4波长阻抗变换线；③2*Z0隔离电阻；④两路输出线，阻抗Z0。（3dB代表功率降低一半，参考前面博客内容）

比如阻抗Z0=50Ω：

1.输入输出阻抗Z0均为50Ω，与外接设备均匹配；

2.1/4波长变换线阻抗70.7Ω；

3.隔离电阻R=100Ω；

4.从输出端口往输入端口看，依然是匹配的，所以此功分可作为合路器使用。注：为什么1/4波长线阻抗√2*Z0?为什么隔离电阻2*Z0，为什么有隔离电阻？搜奇偶模分析，朕看不懂，遂pass。

只知道：

①输出匹配时，没有功率消耗在电阻上（隔离电阻两端信号等幅等相，无压差，不过信号）；

②输出匹配时，输出端口反射的功率会消耗在电阻上，所以输出端口是相互隔离的。

总结：Wilkinson功分器多为微带线和带状线结构，它解决了T型结功分器不能全端口匹配和没有隔离的缺点，但是因为隔离电阻承受功率受限；同时单节功分器带宽不宽，一般采用多节结构。

二、不等分2路功分器

若输入端口功率为P1，输出端口功率分别为P2、P3，设P3/P2=K2。

Z3 = Z0*√（（1+K2）/K3）

Z2 = K2*Z3 = Z0*√K（1+K2）

R=Z0（K+1/K）

三、多路Wilkinson功分器

当N≥3时，隔离电阻需要跨接，制作比较困难，如下图：

①所以一般多路功分器是在一分二的基础上在分二等等...

②另外一分三，可以在不等分一分二的基础上，在等分二；

③还有当所需路数为奇数时，也可以选择偶数路然后负载堵上一路，懂我意思吧?...

四、多节Wilkinson二功分器

根据通带起始频率f1和终止频率f2，查表得各节阻抗和隔离电阻值，如下：

将上图翻译成人话，就是这个：

二等分多节功分器阻抗值和隔离电阻值表

其中，特征阻抗值和隔离电阻值为解除归一化处理的实际值，取到小数点后两位；隔离电阻值取整数，因为贴片电阻值都有固定值，所以仿真时，需要就近选择，市面上不需要定制的阻值如下：1 , 1.1 , 1.2 , 1.3 , 1.5 , 1.6 ，1.8 ，2，2.2 ，2.4，2.7 ，3，

3.3，3.6，3.9，

4.3，4.7，

5.1，5.6，

6.2，6.8，

7.5，

8.2，

9.1。