四效蒸发器
微波功率分配器的原理与设计微波功率分配器的原
理与设计一、实验目的 1.了解功率分配器的原理；2.学习功率分配器的设计方法；3.利用实验模块进行
二、实验原理功率分配器的原理：
蜂巢芯功分器是三端口网络结构(3-portnetwork)，如图10-1所示。
信号输入端(Port-1)的功率为P1，而其他两个输由端
(Port-2及Port-3)的功率分别为P2及P3。
由能量守恒定律可知P1=P2+P3o
若P2=P3并以毫瓦分贝(dBm)来表示三端功率间的关系，则可写成：
P2(dBm)=P3(dBm)=Pin(dBm)-3dB图10-1功率分配器方框图(输由比输入衰减了3dB，输生是输入的一半)当然P2并不一定要等于P3，只是相等的情况在实际电路中最常用。 因此，功分器在大致上可分为等分型(P2=P3)及比例型
(P2=kP3)两种类型。
其设计方法说明如下：
(一)等分型：
根据电路使用元件的不同，可分为电阻式、L-C式及传输线
A.电阻式:
此类电路仅利用电阻设计。
按结构可分成A形,Y形，如图10-2(a)(b)所示。
图10-2(a)邮电阻式等功分器图(b)Y形电阻式等功
分器其中Zo就是电路特性阻抗，在高频电路中，在不同的使用频段，电路中的特性阻抗不相同。
在本实验中，皆以50Q为例。
此型电路的优点是频宽大、布线面积小、及设计简单，而缺点是功率衰减较大(6dB)o
B.L-C式此类电路可利用电感及电容进行设计。
按结构可分成高通型和低通型，如图10-3(a)(b)所示。
其设计公式分别为：
a.低通型：
其中fo——操作频率Zo——电路特性阻抗Ls——串联电感Cp——并联电容b.高通型：
其中fo——操作频率Zo——电路特性阻抗Lp——并联
电感Cs——串联电容图10-3(a)低通L-C式等功分器；(b)高通L-C式等功分器C.传输线式此种电路按结构可分为威尔金森型和支线型，如图10-4(a)(b)所示。
其设计公式分别为：
a.威尔金森型图10-4(a)威尔金生型等功分器
b.支线型图10-4(b)支线型等功分器(二)比例型此种电路按结构可分为支线型及威尔金森耦合线型，如图10-5(a)(b)所示。
其设计公式如下：
图10-5（a）分支线型比例功分器（注：ZP及Zr也可以是电
容或电感。
请参考L-C型等功分器。
）图10-5（b）威尔金森耦合线比例功分器设计公式：关
键参数指标及其含义：
插入损耗：
定义为传输电平除以入射电压取对数再乘以20，以dB表示。
是无失真传输的关键之一。
插入损耗关于通过无源线性器件无失真的传输有两个
关键问题。电动车贴花
首先，器件的幅度响应不许在使用的带宽内为固定值。
这意味着在带段内的所有信号的衰减是恒等的。
其次，器件的相位响应在同样的带宽内必须是线性的。
隔离度：
当主路接匹配负载时，各分配支路之间的衰减量比值。
幅度平衡：
指频带内所有输由端口之间的幅度误差最大值。
三、设计实例功率分配器的设计方法1.在这里以支路型等功分器为例。
2.先决定操作频率（f0），特性阻抗（Z0）及功率比例
(k):f0=750MHz,Z0=50Q,k=0.1
3.如图10-6，所列公式：
图10-6支路型等功分器计算可得：
Zr=47.4Q-Lr=10.065nH选定Lr=10nHZp=150Q-Cp=1.415Pf选定Cp=1.4pF1.然后利用MICROWAVE软件模拟理想设计电路，然后进行仿真，结果应接近实际测量所得到的仿真图形和指标。
防辐射面料
2.利用MICROWAVE软件计算由微带线（microstriplinetype）电路的实际尺寸。
3.电路图和相应的仿真图可参照图10-7、10-8。
10-7支路型等功分器电路图10-8支路型等功分器的仿
真图四、实验内容实验设备：项次设备名称数量备注1功率分配器模块1块有源实验箱2频谱分析仪1台3反射电桥1块4射频连接线2条550Q标准负载2个实验步骤：本实验模块设计为标准wilkson 等分型功分器，通过
分别测试两种模块的S11、S21（P1、P2端口的传输）和S31（P1、P3端口的传输）值，观察功率分配器的性能。
理想情况下，对于电阻式功率分配器，其二、三端口的输由比一端口的输入衰减了6dB，即S21=S31=—6dB；而对
带电清洗剂
于威尔金生功率分配器模块，具二、三端口的输由比一端口的输入衰减了3dB，即S21=S31=-3dB o
1.将频谱分析仪频率范围调至2010-2025MHZ，并校准
频谱仪2.各指标测量步骤：
插入损耗的测量：测试框图如图10-9，将频谱仪信号输由端连接到
功分器模块IN端口，模块的OUT1、OUT2其中一端连接到频谱分析仪的INPUT端，另一端接50Q标准负载.打开有源箱右侧电源开关，将频谱分析仪之Marker的频率标示在2017.5MHz，记录测量结果后关闭电源.图10-9功分器插入损耗测量框图输由隔离的测量：测试框图如图10-10，将频谱仪信号输由端连接到功分器模块的OUT1、OUT2其中一
端，另一端接50Q标准负载.模块IN端口连接到频谱分析仪的INPUT 端，打开有源箱右侧电源开关，将频谱分析仪之
Marker的频率标示在2017.5MHz，记录测量结果后关闭电源.图10-10功分器输由隔离度的测量框图输入、输由驻波
比：测试框图如图10-11，将频谱仪信号输由端口连接到反射电桥输入端，反射电桥输由端接待测功分器模块输入端，模块另两个端口接50Q匹配负载，再将反射电桥反射输由端接到频谱分析仪。
打开有源箱右侧电源开关，并将频谱分析仪之Marker的频率标示在2017.5MHz，记录测量结果后关闭电源.同理将反射电桥输出端接待测功分器模块输由端，另外两端口接50Q匹配负载，其余连接方式不变可测得输由驻波比.图10-11功分器驻波比测量框图3.硬件测量的结果建议如下为合格l
网络分配器插入损耗：<0.5dBl隔离度：A20dBl驻波比:<1.5dB第7
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