功分器全稱功率分配器,英文名Power divider,是一種將一路輸入信號(hào)能量分成兩路或多路輸出相等或不相等能量的器件,也可反過(guò)來(lái)將多路信號(hào)能量合成一路輸出,此時(shí)可也稱為合路器。一個(gè)功分器的輸出端口之間應(yīng)保證一定的隔離度。功分器按輸出通常分為一分二(一個(gè)輸入兩個(gè)輸出)、一分三(一個(gè)輸入三個(gè)輸出)等。功分器的主要技術(shù)參數(shù)有功率損耗(包括插入損耗、分配損耗和反射損耗)、各端口的電壓駐波比,功率分配端口間的隔離度、幅度平衡度,相位平衡度,功率容量和頻帶寬度等。
1、功分器從結(jié)構(gòu)上分為兩大類:
(一)無(wú)源功分器,它的主要特點(diǎn)是:工作穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,基本上無(wú)噪聲;而它的主要缺點(diǎn)是接入損耗太大。
(二)有源功分器由放大器組成,它的主要特點(diǎn)是:有增益,隔離度較高,而它的主要缺點(diǎn)是有噪聲,結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜一些,工作穩(wěn)定性相對(duì)較差。
功分器輸出的端口有二功分,三功分,四功分,六功分,八功分,十二功分等。
2、下面對(duì)幾種常見(jiàn)的微帶功分器進(jìn)行分析與對(duì)比:
1)、微帶分支線定向耦合器
微帶分支線定向耦合器的結(jié)構(gòu)如圖1所示,它由兩根平行導(dǎo)帶組成,通過(guò)兩條分支導(dǎo)帶實(shí)現(xiàn)耦合,分支導(dǎo)帶的長(zhǎng)度及其間隔均為四分之一線上波長(zhǎng)。理想情況下端口1輸入無(wú)反射,輸入的功率由2、3端口輸出,端口4無(wú)輸出,即1、4端口相互隔離。由微波理論中的奇偶模分析法可以計(jì)算出,對(duì)于功率平分的情況,分支導(dǎo)帶的特性阻抗與輸入輸出線相同,而平行導(dǎo)帶的特性阻抗為輸入輸出線的1/,S12與S13有π/2的相位差。微帶分支線電橋主要用作微帶平衡混頻器,由于端口1和4相互隔離,故本振和信號(hào)互不影響,同時(shí)由微帶線的平面特性,混頻晶體很容易連接在端口上,電路結(jié)構(gòu)既簡(jiǎn)單又緊湊。
圖1 微帶分支線定向耦合器
2)、Wilkinson功分器
Wilkinson功分器的結(jié)構(gòu)如圖2所示,其輸入線和輸出線的特性阻抗都是。對(duì)于功率平分的情況,輸入和輸出口間的分支線特性阻抗=,線長(zhǎng)為四分之一線上波長(zhǎng),在分支線末端跨接一個(gè)電阻R,其值為2。由微波理論可以證明,這種功分器當(dāng)2、3口接匹配負(fù)載時(shí),1口的輸入無(wú)反射,反過(guò)來(lái)對(duì)2、3口也如此。由端口1輸入的功率被平分到端口2和3,且2、3端口間相互隔離。
圖2 Wilkinson功率二分器
3)、雙線二分器
雙線二分器的結(jié)構(gòu)如圖3所示,它的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單,而且能夠根據(jù)給定的輸入阻抗靈活地調(diào)整分支線的特性阻抗以達(dá)到良好的匹配,因此在天線的饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用,但它的缺點(diǎn)在于輸出端之間沒(méi)有很好的隔離。
圖3 雙線二分器
對(duì)上述幾種功分器的性能作對(duì)比如下:
功率分配器的一個(gè)三端口電路結(jié)構(gòu)(3 Port network),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Z0)分別經(jīng)特性阻抗為Z02,Z03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=pi/2。
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:
我司在研發(fā)、制造和銷售上提供20多條產(chǎn)品線包括:LTCC/LC濾波器、功分器、巴倫變壓器、耦合器、射頻轉(zhuǎn)接器(接頭)、射頻連接器(接頭)、射頻同軸負(fù)載、射頻同軸衰減器、電纜組件、寬帶錐形電感、微帶功分器和射頻玻璃絕緣子等2000多個(gè)活躍型號(hào)。
產(chǎn)品廣泛用于通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)相關(guān)產(chǎn)品、智能家居、消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、以及新能源等行業(yè),此外,在導(dǎo)航領(lǐng)域也被廣泛應(yīng)用。
產(chǎn)品亮點(diǎn):
LTCC/LC濾波器、功分器、巴倫變壓器、耦合器:可以實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化原位替代Mini-Circuits、MarkiMACOM、線藝、PLUSE的相關(guān)產(chǎn)品。
射頻連接器/轉(zhuǎn)接器、電纜組件、同軸負(fù)載、衰減器:產(chǎn)品頻率覆DC-110G,接口類型全面,產(chǎn)品穩(wěn)定性好,使用壽命長(zhǎng),可以接受定制。
微帶功分器:產(chǎn)品頻率覆蓋DC-50GHz,功分路數(shù):2-64路,可以接受定制。
寬帶錐形電感:產(chǎn)品頻率覆蓋DC-50GHz,指標(biāo)好,性價(jià)比高,可以接受定制。
玻璃絕緣子(低頻單芯、射頻單芯、低頻聯(lián)排):產(chǎn)品種類齊全,可選擇性多,性價(jià)比高,可以接受定制。
在過(guò)去的快10年里,恒利泰以苛刻的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),快速的覆蓋替換能力,使產(chǎn)品的價(jià)值惠及每一位科技人!我們充滿好奇!我們一絲不茍!我們無(wú)比熱情!
注意:部分文章及圖片轉(zhuǎn)自CSDN網(wǎng)、電子發(fā)燒友網(wǎng)