微波射频学习笔记10——–T型结功率分配器


T型结功率分配器
一、概述
功分器的作用:将一路输入信号的能量(功率)按比例从多个端口分配出去,当然中间会造成一点损耗(主要来自于导体材质,信号传播方式)。
比如说:一个1W的信号通过一个二公分器,变成两个0.49W的信号;直观感受到的好处就是两个信号共用一套线路,省了一套的钱和空间,虽然功率降低了,但是你还能放大啊或者输入功率搞大点!

二、微带T型功分器
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上图这些就是,我只学学微带/带状线的功分器
1.一分二结构
目前市面上各种信号传输的接头和线缆大多是50Ω,所以为了应用,功分器也要搞50Ω,所以如图,A、B、C三个端口,A为50Ω微带线,B和C是并联的,所以都是100Ω微带,同样条件下,阻抗越大,线越细;图上红圈记得来1刀,因为之前学过,微带不连续的地方有寄生电抗,影响匹配。

2.一分二功能分析
(1)为什么信号经过它就1分为二了?
别问,问就是把它当成一条水渠;ps:别想那些有的没的,看把你能的。
(2)水渠是怎么工作的
来,我们看看这个水渠,水源源不断的从A口进来了,通过B、C流出去。为了让他们水速和水位保持一致,,B、C两条肯定要细些;再看这个,为了让B和C口能同时开始出水和停水,那么B和C结构就要一样,山路18弯咱不管,你可以适当调整,但是这个长度得差不多。
(3)水渠转换为线路
①A口进B、C口出:代表着输入输出关系;
②保持水速和水位一致:保证信号还是这个信号,频率和幅度不变;
③B、C同时出水停水:意思是不改变相位。

3.T型优缺点
①B、C口不能作为输入,反过来看,阻抗就不是50Ω,不能全端口阻抗匹配;
②B、C两端口没有隔离开来,信号会相互影响到,毕竟信号和水不是一个东东…
③优点暂时没想到,可能就是便宜,简单吧。
4.按比例分配
只需要将输出线的阻抗按比例即可。比如说,让B口出水量是C口两倍,也就是说B=2/3A,C=1/3A。所以B线阻抗75Ω,C线阻抗150Ω(记得,阻抗越大,线越细,出水量越小)因为75||150=50Ω,所以阻抗还是匹配的(1/ZB+1/ZC=1/ZA)。

三、电阻性功分器
如图,三个阻值为R的功率分配器:
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电阻值R=Z0*(N-1)/(N+1),Z0位阻抗,N为分配路数(不仅是T型,想几路就几路,为所欲为之为所欲为)。
这种功率分配器效率低,2功分损耗为6dB,一半的功率被电阻消耗了。这个倒是能全端口匹配了,不过还是没隔离。

四、微带T型功分验证
板材:RT5880,板厚1mm,铜箔厚度0.035mm;
介电常数:2.2,损耗正切角0.009,中心频率2.5GHz。
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电路图
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S参数仿真结果
从仿真结果看,损耗-3dB,是二功分器没错了,两端口都没问题,回波-40dB,相位因为一个端口为1/2波长,差90°,没毛病,我故意的。
但是!!看下图:输出端口本身的驻波贼差,隔离贼差。
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