2．3．1 基本理論分析 功率分配器是個(gè)三端口電路結(jié)構(gòu)(3Portnetwork)，如圖所示，其輸出端口之間的相移為零。 這種三端口裝置是可逆的， 它既能以功率分配的形式又能以功率合成的形式應(yīng)用。 其信號(hào)輸 入端的輸入功率為 P1，而其它兩個(gè)輸出端的輸出功率分別為 P2 及 P3。理論上，以能量守 恒定律可知 P1=P2+P3。若 P2=P3 并 以 毫 瓦 分 貝 (dBm) 來(lái) 表 示 三 端 口 網(wǎng) 絡(luò) 功 率 間 的 關(guān) 系 ， 則 可 寫 成 ： P2(dBm)=P3(dBm)=Pin(dBm)-3dB。 當(dāng)然 P2 并不一定要等于 P3，只是相等的情況最常被使用于實(shí)際電路中。因此，功率分配器 大致上可分為等分型(P2=P3)及比例型(P2 = 1/ 2 ·P3)兩種類型。其設(shè)計(jì)原理依序說(shuō)明如下： 下圖是微帶三端口功分器原理圖， 它是在微帶 T 形接頭的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的， 其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。 信號(hào)由端口“1”輸入(所接傳輸線的特性阻抗為0 )分別經(jīng)特性阻抗為02 ，03 的兩分支微帶 線從端口“2"， “3"輸出，負(fù)載電阻分別為 R2，R3。兩分支間無(wú)耦合，各自在中心頻率時(shí)的 電長(zhǎng)度均為θ = 。

2 Z02(2)R2=KZ0Z0(1)U2 r ? U3 Z03(3)R3=Z0/K功率分配器應(yīng)滿足下列條件： ① 端口”2”與端口”3"的輸出功率比可為任意指定值； ② 輸入端口“1”無(wú)反射； ③ 端口”2"與端口”3”的輸出電壓等幅、同相。 由這些條件可確定Z02 ，Z03 及 R2，R3 的值。由于端口“2” ， “3”的輸出功率與輸出電壓的關(guān)系為：2 3 2 = 2 , 3 = 2 2 2 23如由條件①要求輸出功率比為: 2 1 = 2 3 則2 2 2 3 2 = 22 23由條件 3 中的2 = 3 ，由上式可得 2 = 2 3 若取 2 = 0 則 3 = 0 由條件 2電阻式功分器，端口“1”無(wú)反射，即要求in 2 與in 3 并聯(lián)形成的總輸入阻抗等于0 。由于在中心2 2 頻率處θ = ，則in 2 = 02 2 ,in 3 = 03 3 ，均為純電阻，所以 2 0 = 如以輸入電阻表示功率比，則1 2 3 = 2 + 2 0 02 032 2 in 3 03 2 1 = = = 2 2 3 in 2 3 02 聯(lián)立上述 3 式可解得02 = 0 (1 + 2 )，03 = 01+ 2 3由于改與以等幅、同相，故在端口“2” ， “3”間跨接一電阻，并不會(huì)影響功分器的性能。

但 當(dāng)”2”，”3"兩端口外接負(fù)載不等于2 ，3 時(shí)，來(lái)自負(fù)載的反射波功率便分別由”2"，”3"兩端 口輸入，此時(shí)該三端口網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橐还β屎铣善?。為使?"，”3"兩端口彼此隔離電阻式功分器，須在其間加 一吸收電阻，起隔離作用。 隔離電阻 r 的數(shù)值，可由下圖所示的等效電路分析求得。rU I1(2)(3)Z02U I1/2PiU′ (1) I′U3 I3Z031/2PiU2 I2R2=KZ0 Z0R3=Z0/K由上圖分析上支路可得： (1 + 2 )3 + 1 = 分析下支路(由 ABCD 矩陣)得： 3 = 03 2 (2) 3 = 2 /03 (3) ′ = 3 (4) (1) ′ = 3 + 3 /0 (5) U = 03 ′ I = jU′/02 由(2)至(7)式化簡(jiǎn)可得 ?0 1+ 2 (6) (7)2 + 0 1 + 2 = (8)聯(lián)立（1）式并令1 = ?2 (兩支路電流抵消以實(shí)現(xiàn)隔離)可得： r = (k + 1/k)0 隔離電阻 r 通常是用鎳鉻合金或電阻粉等材料制成的薄膜電阻。實(shí)際情況往往是輸出端口 “2” ， “3”所接負(fù)載并不是電阻2 ，3 ，而是特性阻抗為Z0 的傳輸線，因此為要獲得指定 的功分比，需在其間各加 1/4 波長(zhǎng)線段，作為阻抗變換器，如下圖所示。

Z02(2)Z04(4)Z0(1) R Z05 Z03 (3) (5) Z0變換段的特性阻抗分別為Z04 和Z05 ，其計(jì)算公式為： 04 = 05 = 2 0 = 0 3 0 = 0 / 對(duì)于等功率分配器，則2 = 3 ，k=1，于是有 2 = 3 = 0 02 = 03 = 20 r = 20 當(dāng)兩路功分器工作在中心頻率時(shí)，它的特性是理想的，一旦頻率偏移，不論是隔離度還是輸 入駐波比都將變差，故工作頻帶較窄。

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