雙頻段應(yīng)用功率分配器的分析與設(shè)計(jì)

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1、周慶建等：雙頻段應(yīng)用功率分配器的分析與設(shè)計(jì)雙頻段應(yīng)用功率分配器的分析與設(shè)計(jì)周慶建，賈建華(同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院上海201804)摘要：功率分配器是通信系統(tǒng)中常用的器件，由于通信設(shè)備對(duì)電路尺寸及工作頻率的要求，雙頻及多頻應(yīng)用正逐漸增多?；诮?jīng)典的Wilkinson功率分配器，采用了階梯阻抗變換器結(jié)構(gòu)，并在輸入端并聯(lián)微帶線分支結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種新型的X-作在雙頻段的功率分配器。采用ADSMomentum仿真，綜合考慮了微帶線聞的耦合效應(yīng)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化取得了良好的特性。所提到的設(shè)計(jì)方法可以應(yīng)用到各不同頻率點(diǎn)的場(chǎng)合以符合具體要求。關(guān)鍵詞：變換器；功率分配器；分支線

2、；ADSMomentum中圖分類號(hào)：TN710文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1004—373X(2008)21—098—03AnalysisandDesignofPowerDividerforDual——bandApplicationZHOUQingjian，JIAJianhua(CollegeofElectronicandInformationEngineering，TongjiUniversity，Shanghai，201804，China)Abstract：Powerdividerisageneralcomponentincommunicationsyst

3、em．Duetotherestrictiononcircuitrealestateandworkingfrequency．thereisanincreaseindual～bandandmulti—bandapplications．Thispaperpresentsanewtypeofdual—bandpowerdividerbasedONthetraditionalWilkinsonstructure．Itcomprisesatransformerintwosectionswithashuntstubintheinputport．UsingADSMomen

4、tum，consideringtheeffectofcouplingbetweenmicrostirplines．Afteroptimization，aper—fectperformanceisachievedandthismethodcanbeeasilyusedinmanydifferentcircumstanceswithdifferentspecifics．Keywords：transformer；powerdivider；stub；ADSMomentum1引言行討論研究。2理論分析與設(shè)計(jì)現(xiàn)今無(wú)線通信市場(chǎng)中，由于多種通信標(biāo)準(zhǔn)的共存以及頻段資源的緊張

5、導(dǎo)致了頻段劃分的不連續(xù)性，在一些圖1所示為經(jīng)典Wilkinson結(jié)構(gòu)示意圖，它由兩個(gè)應(yīng)用如GSM及GPS中，為了簡(jiǎn)化微波電路的結(jié)構(gòu)以節(jié)四分之一波長(zhǎng)微帶線(~／2Z0)和1OOQ隔離電阻組成。約成本并減小設(shè)備尺寸，需要應(yīng)用能工作在雙頻甚至多圖2將圖1的四分之一波長(zhǎng)分支變換為雙頻段阻抗變頻的微波電路模塊。微波功率分配器是一種將輸入信換器結(jié)構(gòu)。和文獻(xiàn)[1，2]中的階梯式阻抗變換結(jié)構(gòu)相號(hào)功率分成相同或不同比例的幾路功率輸出的多端口比，圖2所示結(jié)構(gòu)還包含了一個(gè)并聯(lián)微帶支節(jié)(短路支微波網(wǎng)絡(luò)。各類不同種類的功率分配器在平衡放大器，節(jié)或開路支節(jié))。該支節(jié)起到提高輸出性能，

6、增大隔離高功率傳輸器，以及陣列天線反饋網(wǎng)絡(luò)中有著廣泛的應(yīng)度的作用。其中兩段微帶傳輸線的特性阻抗分別為ZA用，其中Wilkinson功率分配器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成為很多和Z，電長(zhǎng)度分別為a和，而并聯(lián)支節(jié)的電納為jy。設(shè)計(jì)師的首選。由。／4微帶傳輸線組成的階梯式雙頻段阻抗變換器已有文獻(xiàn)給出了精確的解析方程口。]，采Mii{用這一方法可用來(lái)實(shí)現(xiàn)任意雙頻率的阻抗變換。TL口f文獻(xiàn)[3]采用上述方法設(shè)計(jì)了一個(gè)雙頻段功分器，MLINPort但有較大的輸出回波損耗，并且隔離度較大。文獻(xiàn)TL2P3[4，5]通過(guò)為隔離電阻并聯(lián)兩個(gè)集總元件(電感和電容)圖1經(jīng)典Wilkinson功

7、率分配器來(lái)達(dá)到提高輸出性能的目的。本文擬采用在輸入端并聯(lián)分布元件的方法來(lái)達(dá)到類似目的，故此設(shè)計(jì)了一個(gè)工作在1GHz和2．6GHz的雙頻段功分器對(duì)這一方法進(jìn)百圖2新型雙頻段阻抗變換器收稿日期：2008—04—15982008第21萁目息第284將圖2中各元件(微帶結(jié)構(gòu))看為二端口網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)fl(】1)一2應(yīng)用各自的ABCD矩陣，可得該雙頻段阻抗變換器的一號(hào)。(12)[jj將式(9)，式(11)，式(12)代人式(10)，經(jīng)化簡(jiǎn)運(yùn)算可解得：『0jJ2Zo]每tan。號(hào)e，一I上0J)以上便全部給出了該設(shè)計(jì)方案所需全部參量的完備閉合解析式。3實(shí)踐設(shè)計(jì)與分析Z一。

8、(2)由于RogersRO4003高頻線路板材既具有聚四氟K一-Z