第三章 微带线功率分配器
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
阻抗关系确定
P3 Z02 Z2 K 2 P2 Z03 Z3
Zin2
VFra Baidu bibliotek Z2
• 选择合适的Z2、Z3，根据要 求的功率分配比为K2，可得
V1
到各分支路特性阻抗：
Zin3
V3
Z3
Z2 KZ0、Z3 K 1Z0
✓ 例如：3dB功分器（等功率分配
Z 02 Z 0 K K 2 1
），K=1，Z0=50欧姆，有：
平端衡口工作状态：通过选择不同Z02和Z03的g/4线，并配接合适 的负载R2和R3，实现不同比例的功率分配/功率合成，并使(2)
、(3)端口间无压差，电阻R上无电流
非平衡工作状态： (2)、(3)端口间存在电压差，电阻R上有 电流流过。由(2)口输入的信号分为两路达到(3)端口：一路
Z02 g/4线—Z03 g/4线，一路通过电阻R，并在(3)端口实现
3.5 微带线功率分配器
Wilkinson N-way Hybrid power divider
• A coaxial line in which the hollow inner conductor has been
split into n splines of length /4.
• A shorting plate connects the splines at the input end, and resistors are connected in a radial manner between each spline at the outpu电t 子en科d 技an大d 学a 电co子mm工on精程品j学课un院件ct《io微n 波集成电路》讲义
yR
1
Z2Z3
R
1 R
1 R
1
R
(2)T形网络y矩阵
Z 02 Z 0 K K 2 1
Z3
K 2 1
Z 03 Z 0
K3
➢ 采用/4阻抗变换段实现同
一系统端口阻抗 Z0要求
Z
04
=
Z
05
=
Z2 Z0 = Z3 Z0 =
K Z0
1 K
Z
0
电子科技大学电子工精程品学课院件 《微波集成电路》讲义
3.5 微带线三端口功率分配器
微带线wilkinson 功率分配器
V2 Z2
Z2 K2Z3
V3
Z3
• 在(1)处分别流向支路(1)-(2)和 支路(1)-(3)的功率比值：
P P 2 3V V 1 12 2
2
Z Ziin n3 2Z Ziin n3 2Z Z0 02 3 Z Z3 2K 12
Z 02 K 2 Z 03
✓ 功率分配比与支路阻抗的关系： P3 Z02 Z2 K2 电子科技大学电子工精程品学课院件 《P微2 波集Z成03电路Z》3讲义
K2 Z023 K2 1 Z3
Z2 Z3
V3
Z3
P3 Z02 Z2 K 2 P2 Z03 Z3
Z 02电子科Z 2 技Z 大0 学K 电2 子 工1 精程品， 学课Z 院件0 《3 微波Z 集3成Z 电0 路1 》+讲K 1 义2
3.5 微带线三端口功率分配器
微带线wilkinson 功率分配器
3.5 微带线功率分配器
微带Wilkinson 功分器
电子科技大学电子工精程品学课院件 《微波集成电路》讲义
3.5 微带线三端口功率分配器
微带线wilkinson 功率分
隔离电阻
配器结构与功能
由T/Y型结，特性阻抗为Z02和 Z03的g/4线、电阻R构成的三
端口功率分配网络: (1)为输
入端口， (2)、 (3)为输出
3.5 微带线功率分配器
概述
功率分配器主要技术指标：
功率分配器类型
✓ 支路数 ✓ 功率分配比 ✓ 隔离度 ✓ 损耗 ✓ 驻波 ✓ 功率容量
• 二进制树形，级联型，N-路型 ，……
• 等功率型，非等功率型 • 隔离型，非隔离型
• 波导型，同轴型，微带型…… ……
电子科技大学电子工精程品学课院件 《微波集成电路》讲义
相互抵消。电即子实科现技(大2学)-电(3子)工端精程口品学课隔院件离《微波集成电路》讲义
3.5 微带线三端口功率分配器
微带线wilkinson 功率分
配器网络分析
功率分配比与支路阻抗的关系
V1
• 设(2)、(3)端口功率分配比：
P3 K 2 P2
P2 V22Z2，P3 V32Z3 • 平衡工作状态，(2)、(3)端口无电压差：
Z 03 Z 0
K 2 1
P2
P3
Z2 Z3 Z0 =50
电子K科3 技大学电子工精程品学课院件 《微Z波02集成Z电03 路 》2讲Z义0 =70.7
3.5 微带线三端口功率分配器
微带线wilkinson 功率分配器
Z2
不等分功率分配器设计
➢ K≠1，Z2 ≠Z0， Z3 ≠Z0 Z2 KZ0、Z3 K 1Z0
V2 Z2
V3 Z3
Z2 K 2 Z3
V2 V3
电子科技大学电子工精程品学课院件 《微波集成电路》讲义
3.5 微带线功率分配器
功率分配比与支路阻抗的关系
• Zin2 和 Zin3为在(1)处分别
向支路(1)-(2)和支路(1)(3)的输入阻抗：
Zin2 V1
Z in 2 Z 0 2 2Z 2， Z in 3 Z 0 2 3Z 3 Zin3
隔离电阻R
• 通过求解端口(2)-(3)之间 的传输系数来确定电阻R的 大小
• 并联二端口网络，采用导纳矩 阵分析
y
yR
yT
y11 y21
y12
y22
i=0
y21(y21)R(y21)T0 us
电子科技大学电子工精程品学课院件 《微波集成电路》讲义
3.5 微带线三端口功率分配器
(1)串联电阻y矩阵
3.5 微带线三端口功率分配器
微带线wilkinson 功率分配器
输入端匹配要求
Zin2
V2 Z2
• 在输入端(1),支路(1)-(2)
和支路(1)-(3)为并联关系
V1
Z0：=Zin2 // Zin3
Zin3
=
Z022 Z023 Z2 Z3 Z022 Z023
= 1 Z022 K2 1 Z2
3.5 微带线功率分配器
概述
功率分配器概念：
将输入信号分成相等或不等的多路功率 输出网络 功率分配器应用 ✓ 功率分配
• 相控阵雷达将发射功率分配到各天 线单元；
• 共用同一本振的多通道收发系统
✓ 功率合成（功率合成器）
• 高功率合成 • MMIC PA；
电子科技大学电子工精程品学课院件 《微波集成电路》讲义
P3 Z02 Z2 K 2 P2 Z03 Z3
Zin2
VFra Baidu bibliotek Z2
• 选择合适的Z2、Z3，根据要 求的功率分配比为K2，可得
V1
到各分支路特性阻抗：
Zin3
V3
Z3
Z2 KZ0、Z3 K 1Z0
✓ 例如：3dB功分器（等功率分配
Z 02 Z 0 K K 2 1
），K=1，Z0=50欧姆，有：
平端衡口工作状态：通过选择不同Z02和Z03的g/4线，并配接合适 的负载R2和R3，实现不同比例的功率分配/功率合成，并使(2)
、(3)端口间无压差，电阻R上无电流
非平衡工作状态： (2)、(3)端口间存在电压差，电阻R上有 电流流过。由(2)口输入的信号分为两路达到(3)端口：一路
Z02 g/4线—Z03 g/4线，一路通过电阻R，并在(3)端口实现
3.5 微带线功率分配器
Wilkinson N-way Hybrid power divider
• A coaxial line in which the hollow inner conductor has been
split into n splines of length /4.
• A shorting plate connects the splines at the input end, and resistors are connected in a radial manner between each spline at the outpu电t 子en科d 技an大d 学a 电co子mm工on精程品j学课un院件ct《io微n 波集成电路》讲义
yR
1
Z2Z3
R
1 R
1 R
1
R
(2)T形网络y矩阵
Z 02 Z 0 K K 2 1
Z3
K 2 1
Z 03 Z 0
K3
➢ 采用/4阻抗变换段实现同
一系统端口阻抗 Z0要求
Z
04
=
Z
05
=
Z2 Z0 = Z3 Z0 =
K Z0
1 K
Z
0
电子科技大学电子工精程品学课院件 《微波集成电路》讲义
3.5 微带线三端口功率分配器
微带线wilkinson 功率分配器
V2 Z2
Z2 K2Z3
V3
Z3
• 在(1)处分别流向支路(1)-(2)和 支路(1)-(3)的功率比值：
P P 2 3V V 1 12 2
2
Z Ziin n3 2Z Ziin n3 2Z Z0 02 3 Z Z3 2K 12
Z 02 K 2 Z 03
✓ 功率分配比与支路阻抗的关系： P3 Z02 Z2 K2 电子科技大学电子工精程品学课院件 《P微2 波集Z成03电路Z》3讲义
K2 Z023 K2 1 Z3
Z2 Z3
V3
Z3
P3 Z02 Z2 K 2 P2 Z03 Z3
Z 02电子科Z 2 技Z 大0 学K 电2 子 工1 精程品， 学课Z 院件0 《3 微波Z 集3成Z 电0 路1 》+讲K 1 义2
3.5 微带线三端口功率分配器
微带线wilkinson 功率分配器
3.5 微带线功率分配器
微带Wilkinson 功分器
电子科技大学电子工精程品学课院件 《微波集成电路》讲义
3.5 微带线三端口功率分配器
微带线wilkinson 功率分
隔离电阻
配器结构与功能
由T/Y型结，特性阻抗为Z02和 Z03的g/4线、电阻R构成的三
端口功率分配网络: (1)为输
入端口， (2)、 (3)为输出
3.5 微带线功率分配器
概述
功率分配器主要技术指标：
功率分配器类型
✓ 支路数 ✓ 功率分配比 ✓ 隔离度 ✓ 损耗 ✓ 驻波 ✓ 功率容量
• 二进制树形，级联型，N-路型 ，……
• 等功率型，非等功率型 • 隔离型，非隔离型
• 波导型，同轴型，微带型…… ……
电子科技大学电子工精程品学课院件 《微波集成电路》讲义
相互抵消。电即子实科现技(大2学)-电(3子)工端精程口品学课隔院件离《微波集成电路》讲义
3.5 微带线三端口功率分配器
微带线wilkinson 功率分
配器网络分析
功率分配比与支路阻抗的关系
V1
• 设(2)、(3)端口功率分配比：
P3 K 2 P2
P2 V22Z2，P3 V32Z3 • 平衡工作状态，(2)、(3)端口无电压差：
Z 03 Z 0
K 2 1
P2
P3
Z2 Z3 Z0 =50
电子K科3 技大学电子工精程品学课院件 《微Z波02集成Z电03 路 》2讲Z义0 =70.7
3.5 微带线三端口功率分配器
微带线wilkinson 功率分配器
Z2
不等分功率分配器设计
➢ K≠1，Z2 ≠Z0， Z3 ≠Z0 Z2 KZ0、Z3 K 1Z0
V2 Z2
V3 Z3
Z2 K 2 Z3
V2 V3
电子科技大学电子工精程品学课院件 《微波集成电路》讲义
3.5 微带线功率分配器
功率分配比与支路阻抗的关系
• Zin2 和 Zin3为在(1)处分别
向支路(1)-(2)和支路(1)(3)的输入阻抗：
Zin2 V1
Z in 2 Z 0 2 2Z 2， Z in 3 Z 0 2 3Z 3 Zin3
隔离电阻R
• 通过求解端口(2)-(3)之间 的传输系数来确定电阻R的 大小
• 并联二端口网络，采用导纳矩 阵分析
y
yR
yT
y11 y21
y12
y22
i=0
y21(y21)R(y21)T0 us
电子科技大学电子工精程品学课院件 《微波集成电路》讲义
3.5 微带线三端口功率分配器
(1)串联电阻y矩阵
3.5 微带线三端口功率分配器
微带线wilkinson 功率分配器
输入端匹配要求
Zin2
V2 Z2
• 在输入端(1),支路(1)-(2)
和支路(1)-(3)为并联关系
V1
Z0：=Zin2 // Zin3
Zin3
=
Z022 Z023 Z2 Z3 Z022 Z023
= 1 Z022 K2 1 Z2
3.5 微带线功率分配器
概述
功率分配器概念：
将输入信号分成相等或不等的多路功率 输出网络 功率分配器应用 ✓ 功率分配
• 相控阵雷达将发射功率分配到各天 线单元；
• 共用同一本振的多通道收发系统
✓ 功率合成（功率合成器）
• 高功率合成 • MMIC PA；
电子科技大学电子工精程品学课院件 《微波集成电路》讲义