陆东一(苏州卫生职业技术学院　江苏苏州　215009)



宽带功分网络分析与设计

陆东一
(苏州卫生职业技术学院江苏苏州215009)

摘要:采用奇偶模分析法推导得到两级级联功分网络在给定工作带宽时的最佳归一化功分臂特征阻抗值和隔离电阻值，并比工作带宽为80%的二级功分器为例进行了电路设计和实验测试。实验结果显示，在3～7 GHz频率范围内，功分器输入、输出回波损耗分别大于18.8 dB和21.1 dB，隔离度大于30 dB。该方法对任意频段的级联功分网络均可适用。关键词:奇偶模;宽带;功分器

0　引言

功分器是将输入功率分为相同或不同的几路功率输出的微波网络，在相控阵雷达、功率合成等微波系统中具有广泛的应用。宽频带、小型化一直是微波射频电路的研究热点，随之对功分器带宽要求也越来越高，展宽带宽的一个重要方法就是级联功分网络结构。本文采用奇模式分析法，计算得到给定工作带宽时，两级级联功分器的功分臂阻抗值和隔离电阻值，并以工作带宽等于80%为例，设计、制作、测试了3～7 GHz的宽带级联功分器。

1　功分器奇偶模分析

一个两级级联的功分器电路模型如图1所示。

图1　功分网络原始模型

根据奇偶模分析原理，偶模时Vg2=Vg3，奇模时Vg2=-Vg3。由于电路上下对称，偶模时中心线呈现开路(O.C.)特性，奇模时呈现短路(S.C.)特性，如图2(a)、(b)所示。进一步简化电路，得到简化后的功分器奇偶分析电路模型如图2(c)、(d)所示。

图2　功分网络奇偶模分析

根据传输线理论，功分器偶模反射系数和奇模反射系数分别为: