微波功分器
超宽带微波功分器的研制
超宽带微波功分器的研制超宽带微波功分器是一种关键的微波器件，主要用于超宽带信号的分配和传输。
由于超宽带信号具有宽带宽、高速度和低延迟等特点，因此在通信、雷达、电子对抗等领域具有广泛的应用前景。
本文将围绕超宽带微波功分器的研制展开讨论，介绍相关的理论知识和技术，并探讨实验设计和数据分析。
超宽带微波功分器的基本原理和相关技术超宽带微波功分器的主要原理是利用微波传输线、微波元件和波导等元件，将输入的超宽带信号分成多个输出信号，并对输出信号进行相位和振幅的调整，以保证输出信号的质量和稳定性。
超宽带微波功分器的主要技术包括微波理论、功率谱密度分析、计算机辅助设计等。
微波理论是研究超宽带微波功分器的基础，通过对微波传输线、微波元件和波导等元件的电磁场分布和传输特性进行研究，可以更好地了解超宽带微波功分器的性能。
功率谱密度分析技术则可以对超宽带信号的频谱分布进行分析，以便更好地了解信号的特性和进行信号处理。
计算机辅助设计技术可以借助计算机软件对超宽带微波功分器进行设计和优化，提高设计效率和准确性。
超宽带微波功分器的实验设计与数据分析实验设计：确定实验目标：本实验主要目标是研制一款超宽带微波功分器，要求其具有宽带宽、高功率、低损耗等优点，并能够实现多种输出信号形式的灵活转换。
选择实验材料：根据实验目标，选用合适的微波传输线、微波元件和波导等元件，并借助计算机辅助设计软件进行设计和优化。
设计实验方案：根据实验目标，制定详细的实验方案，包括实验步骤、操作流程和数据采集与分析方法等。
同时，对实验过程中可能出现的各种问题进行预测和解决方案的制定。
数据分析：数据处理：对实验过程中采集到的各种数据进行处理和分析，包括数据的清洗、整理、归纳和可视化等，以便更好地了解超宽带微波功分器的性能和特性。
结果分析：根据处理后的数据，对超宽带微波功分器的性能进行评估和分析，包括相位精度、振幅稳定性、频率带宽、插入损耗等方面的评估。
同时，对实验过程中出现的问题进行分析和总结，提出改进措施和方案。
功分器
前言研究的背景与意义人类进入二十世纪以来，随着现代电子和通信技术的飞速发展，信息交流越发频繁，各种各样的电子电汽设备已经大大影响到各个领域企业及家庭。
无论哪个频段工作的电子设备，都需要各种功能的元器件，既有如电容、电感、电阻、功分器等无源器件，以实现信号匹配、分配、滤波等；又有有源器件共同作用。
微波系统不例外地有各种无源、有源器件，它们的功能是对微波信号进行必要的处理或变换。
现代无源器件中，微带功分器从质量及重量上都日显重要。
功分器的产生与发展在微波电路中，为了将功率按一定的比例分成两路或者多路，需要使用功率分配器。
功率分配器反过来使用就是功率合成器，所以通常功率分配/合成器简称为功分器。
在近代微波大功率固态发射源的功率放大器中广泛地使用着功率分配器，而且功率分配器常是成对的使用，先将功率分成若干份，然后分别放大，再合成输出。
1960年，Ernest J. Wilkinson发表了名为An N-way Hybird Power Divede的论文中介绍了一种在所有端口均匹配、低损耗、高隔离度、同相的N端口功分器。
以后的研究人员便称这种类型的功分器为威尔金森功分器。
最初它的原始模型是同轴形式，此后在微带和带状线结构上得到了广泛地应用和发展，工程中大量使用的是微带线形式，大功率情况下也会用到空气带状线或空气同轴线形式。
和其他的微带电路元件一样，功率分配器也有一定的频率特性。
当频带边缘频率之比f1/f2=1.44时，输入驻波比（VSWR）<1.22时，输入驻波比（VSWR）下降到1.42，两端口隔离度只有14.7dB。
威尔金森功分器的狭窄带宽限制了其在宽带系统中的应用。
为了进一步加宽工作带宽，可以用多节的宽频功率分配器，即增加λg/4线段和相应的隔离电阻R的数目。
目前常见的微波功分器是采用微带线或腔体波导等结构的分布参数功分器。
腔体波导功分器插损小、平衡度好，但隔离度较差，制作工艺较复杂，微带功分器制作简单，但相对带宽较小。
微波_功分器实验报告
微波_功分器实验报告实验目的：1.了解微波功分器的工作原理，掌握功分器的性能参数。
2.研究功分器的插入损耗、反射系数和隔离度等参数的测量方法，掌握相应的测量技术。
3.通过实验，掌握测量设备的使用方法，锻炼动手能力，提高实际操作技能。
4.对测量结果进行分析，探究实验误差的来源及对误差进行处理和评估。
实验原理：功分器是微波电路中常用的无源器件之一，用来将输入信号分配到多个输出端口上。
功分器的基本结构如下图所示：功分器的输入端口和输出端口都是50欧姆特性阻抗，一般有平衡和非平衡两种结构。
功分器在实际使用中的性能参数有：通带的插入损耗，反射系数和隔离度。
1.插入损耗是功分器的一个重要性能指标，它是指功分器在工作频率范围内，输人信号与各个输出端口之间的实际损耗。
用dB表示。
2.反射系数是指功分器各个端口反射回来的电磁波与输入电磁波之间的幅度比值，反射系数越小，功分器的性能越好。
3.隔离度是指在功分器输出端口之间的幅度相互影响的程度，没有相互影响的功分器，其隔离度应大于 20 dB。
用dB表示。
1.微波功分器XZ-30422. 微波定向耦合器K1C-0633. 各种线缆、连接器和HPC卡4. 网络分析仪E5100A实验步骤：1.将微波功分器与端口1连接。
使用E-5100A网络分析仪测量功分器的S参数。
2.用1端口连接K1C-063定向耦合器，定向耦合器的(C)端口接1端口。
调节定向耦合器的旋钮，得到输入端的测试点的S参数。
3.用网络分析仪分别测量功分器的各个端口的S参数，在频率范围内采集充分的数据集，以作后续分析和处理。
实验结果：1.测量功分器的S参数，绘制功分器的频率响应曲线，得到功分器的通带和阻带频率。
通信电子中的功分器技术
通信电子中的功分器技术随着时代的发展，通信技术得到了极大的发展。
在现代通信中，功分器技术得到了广泛应用。
功分器技术是一种用于分配电功率的技术。
它可以将电路中的电源功率分配到多路分支上，通常用于支持多个天线或发送器-接收器之间的合适的功率分配。
功分器技术主要分为两类：微波功分器和RF功分器。
一、微波功分器微波功分器主要用于毫米波频段的通信，例如5G无线通信。
微波功分器分为三种类型：平面波导、耦合振荡器和平板式。
平面波导功分器是一种在微波传输系统中广泛使用的技术，它采用槽状结构将信号分为不同的输出端口。
平面波导功分器的主要优点是频带宽度大、插入损耗低、分离度好，可以在几百兆赫兹到几千兆赫兹的频率范围内使用。
耦合振荡器功分器是另一种常用的微波功分器，它是一种被动分配器，使用奇偶模式振荡器将能量分配到输出端口。
该功分器优点是体积小、损耗小，可以在1到60吉赫的频率范围内使用。
平板式功分器也被称为二元算子功分器，这是一种被动分配器，通过将输出端口合并为每个输入端口的组合来实现功率分配。
该功分器优点是频带宽度大、分离度好、尺寸小，适用于在几百兆赫兹到几千兆赫兹的频率范围内使用。
二、RF功分器RF功分器主要用于VHF和UHF频段，包括无线电和电视广播。
单向励磁功分器是RF功分器的一种。
它使用金属板，该板的几个口袋使能量在几个输出端口之间平均分配。
单向励磁功分器最大的优点是它的成本低。
它可以使用在1至50兆赫范围内。
双均充功分器是RF功分器的另一种类型，它通过将功率分配到两个不同的截面上实现。
该功分器主要用于VHF和UHF频段中使用。
在实际应用中，功分器技术可以与其他通信技术相结合。
如果需要传输不同的通信协议，将功分器作为信号处理链条的一部分是很有用的。
总之，功分器技术是通信电子领域中不可或缺的一部分。
它能够在系统中实现更加可靠和高效的功率分配，对于各种通信要求都是必不可少的。
功分器的种类繁多，各有优缺点，在实际应用中需要谨慎选择。
功分器工作原理(图文)
功分器工作原理(图文)功分器是一种常用的微波器件，用于将一个输入信号按照一定的比例分配到多个输出端口。
它在通信系统中起着至关重要的作用。
本文将介绍功分器的工作原理，并通过图文的方式详细展示。
一、功分器的基本原理1.1 功分器的输入端口接收来自射频信号源的输入信号。
1.2 输入信号经过功分器内部的分配网络，按照一定的比例被分配到多个输出端口。
1.3 分配网络中的相位差和幅度比决定了信号在各个输出端口上的相对大小和相位关系。
二、功分器的工作方式2.1 当功分器接收到一个输入信号时，它会将信号按照预设的比例分配到各个输出端口。
2.2 分配比例可以根据功分器的设计来调整，通常可以是等功率分配或者按照特定的比例分配。
2.3 功分器的输出端口可以连接到不同的天线或接收设备，实现信号的分配和传输。
三、功分器的应用领域3.1 通信系统中的功分器常用于分配信号到不同的天线或接收设备，实现信号的传输和接收。
3.2 在雷达系统中，功分器可以用于将雷达信号分配到不同的天线阵列，实现目标的探测和跟踪。
3.3 在卫星通信系统中，功分器可以用于将卫星信号分配到不同的地面站，实现通信的覆盖和传输。
四、功分器的特点和优势4.1 功分器具有高频率范围、低插入损耗和高功率承受能力的特点，适用于各种不同的通信系统。
4.2 功分器的结构简单，体积小巧，易于集成和安装在各种设备中。
4.3 功分器的性能稳定可靠，能够长时间稳定地工作在各种环境条件下。
五、功分器的发展趋势5.1 随着通信技术的不断发展，功分器的频率范围和性能要求也在不断提高。
5.2 未来的功分器将更加注重高频率、低损耗、小尺寸和高功率承受能力的特点。
5.3 新型材料和工艺的应用将进一步提升功分器的性能和稳定性，满足不断增长的通信需求。
通过本文的介绍，读者可以更加深入地了解功分器的工作原理和应用，以及未来的发展趋势。
功分器作为通信系统中的重要器件，将继续发挥着重要的作用，推动通信技术的不断进步和发展。
射频微波器件功分器
射频微波器件功分器
射频微波器件中的功分器（Power Divider）是一种用于将输入
信号分成两个或多个相等的输出信号的器件。
功分器常见于无线通信系统、雷达系统、微波链路中的功率分配和合并应用。
功分器的作用是将一路输入信号分成多路输出，每一路输出功率大致相等。
他们有很多不同的设计，其中一种常见的功分器是3dB分路器，它可以将输入功率均匀地分成两个输出功率。
常见的功分器包括1分2、1分3、1分4等。
它们通常由电子
器件如微带线、功分阵等构成，以实现信号的分配和合并。
功分器的工作原理基于电磁学和微波工程的原理，通过设计和优化器件的物理结构和电路布局，使其具有良好的分配和合并特性，尽量减少功率损耗和信号失真。
在实际应用中，功分器常常与其他无源或有源器件（如放大器、滤波器等）结合使用，以达到所需的功率分配和合并效果。
它们在无线通信系统中起到了至关重要的作用，提高了系统的传输效率和性能。
微波功率分配器的原理与设计
微波功率分配器的原理与设计微波功率分配器的原理与设计微波功率分配器的原理与设计一、实验目的1．了解功率分配器的原理；2．学习功率分配器的设计方法；3．利用实验模块进行实际测量，以掌握功率分配器的特性。
二、实验原理功率分配器的原理：功分器是三端口网络结构（3-port network），如图10-1所示。
信号输入端（Port-1）的功率为P1，而其他两个输出端（Port-2及Port-3）的功率分别为P2及P3。
由能量守恒定律可知P1=P2 + P3。
若P2=P3并以毫瓦分贝（dBm）来表示三端功率间的关系，则可写成：P2(dBm) = P3(dBm) = Pin(dBm) – 3dB 图10-1 功率分配器方框图(输出比输入衰减了3dB,输出是输入的一半) 当然P2并不一定要等于P3，只是相等的情况在实际电路中最常用。
因此，功分器在大致上可分为等分型（P2=P3）及比例型（P2=k·P3）两种类型。
其设计方法说明如下：(一) 等分型：根据电路使用元件的不同，可分为电阻式、L-C式及传输线式。
A. 电阻式：此类电路仅利用电阻设计。
按结构可分成Δ形,Y形，如图10-2(a)(b)所示。
图10-2(a)Δ形电阻式等功分器图（b）Y形电阻式等功分器其中Zo就是电路特性阻抗，在高频电路中，在不同的使用频段，电路中的特性阻抗不相同。
在本实验中，皆以50Ω为例。
此型电路的优点是频宽大、布线面积小、及设计简单，而缺点是功率衰减较大（6dB）。
B. L-C式此类电路可利用电感及电容进行设计。
按结构可分成高通型和低通型，如图10-3(a)(b)所示。
其设计公式分别为：a. 低通型：其中fo——操作频率Zo——电路特性阻抗Ls——串联电感Cp——并联电容b. 高通型：其中fo——操作频率Zo——电路特性阻抗Lp——并联电感Cs——串联电容图10-3(a) 低通L-C式等功分器; (b) 高通L-C式等功分器C . 传输线式此种电路按结构可分为威尔金森型和支线型，如图10-4(a)(b)所示。
微波技术基础讲义7—功率分配器和定向耦合器
Z0 3 V1 V V2 V3 V Z0 Z0 3 4 2
微波技术基础
定向耦合器
定向耦合器种类
按传输线类型
按耦合方式
波导
同轴线
带状线
微带线
单孔耦合
多孔耦合
连续耦合
平行线耦合
输出方向
输出相位
按耦合强弱
同向耦合
反向耦合
90度定向
180度定向
强耦合
中等耦合
弱耦合
11
定向耦合器
定向耦合器举例
微波技术基础
（2）
定向耦合器
定向耦合器——工作参量
P 1 20 lg S 31 dB P3 S P3 方向性 D 10 lg 20 lg 31 dB P4 S 41 耦合度 C 10 lg 隔离度 I 10 lg P 1 20 lg S 14 P4
0 [S ] j 0
将S12与(III)式相乘、S34与(IV)式 相乘，并相减得
S34 0
S23 ( S12 2 S34 2 ) 0
令S14=S23=0,利用幺正性得
2 2 S12 S13 1 将第1列与第3列相乘、第4列 与第2列相乘得 2 2 S12 S24 1 * * （III） S S S 2 2 12 23 14 S 34 0 S13 S 34 1 * * 2 S S S S 2 14 12 34 23 0 （IV） S S 1 34 24
* S12 S13 0 * S21S23 0 S * S 0 31 32
S12 S23 S31 0 S21 S32 S13 1
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用于生成版图的原理图
原理图生成的功分器版图
观察仿真曲线
结论
经过数据分析，发现参数均能ห้องสมุดไป่ตู้足设计要求，性能指
标基本合格，实验比较成功。 通过本次实验，在老师的指导之下，使我们基本了解 了功分器的设计思路，夯实了与功分器有关的专业基 本知识，进一步掌握了ADS软件的仿真及优化方法， 对微波器件的设计及制作有了初步的认识，实现了学 习毕业设计的目的。
功分器实物图：
功分器的技术指标
通带内各端口回波损耗
通带内两输出端口间的隔离度
通带内传输损耗 通带内功分比
功分器电路结构图
功分器的设计
本节内容是介绍使用ADS软件设计功分器的方法：包
括原理图绘制，电路参数的优化、仿真，版图的仿真 等 下面开始按顺序详细介绍对一分二微波功分器的设计 的步骤
功分器的设计
设计指标：通带内频率范围0.9－1.1GHz，通带内各
端口回波损耗小于-20dB ，两输出端口隔离度小于25dB，传输损耗小于3.1dB。 在进行设计时，主要是以功分器的S参数作为优化目 标进行优化仿真。S21、 S31是传输参数，反映传输 损耗；S11、 S22、 S33分别是输入输出端口的回波 损耗。S23反映了两个输出端口之间的隔离度。
专业： 班级： 学号： 指导老师： 学生：
主要内容
功分器概述
功分器的技术指标
功分器的设计 结论
功分器的概述
功率分配器是将输入信 号功率分成相等或不相 等的几路输出的一种多 端口的微波网络，广泛 应用于雷达、多路中继 通信机等大功率器件等 微波射频电路中。功率 分配器又可以逆向使用 作为功率合成器，因此 有时又称为功率分配/合 成器 。
致谢
感谢百忙之中抽出时间评阅论文和参加答辩的老师们
谢谢你们的宝贵意见！ 感谢我的毕业设计指导老师 ——老师！ 感谢电子信息工程学院四年里对我的教育与培养！
威尔金森功分器原理图
设置微带电路的基本参数
双击图上的控件MSUB设置微带线参数
H:基板厚度(0.8 mm) Er:基板相对介电常数(4.3)
Mur:磁导率(1)
Cond:金属电导率(5.88E+7) Hu:封装高度(1.0e+33 mm)
T:金属层厚度(0.03 mm)
优化目标的设置
这里总共设置了四个优化目标，由于电路的对称性，
S31和S33不用设置优化。S11和S22分别用来设定输入 输出端口的反射系数，S21用来设定功分器通带内的 衰减情况，S23用来设定两个输出端口的隔离度。
观察仿真曲线
版图的仿真
首先要由原理图生成版图，生成版图前先要把原理图
中用于S参数仿真的两个Term以及接地去掉，不让他 们出现在生成的原理图中。去掉的方法与前面关掉优 化控件的相同，都是使用 按钮，把这些元件打上 红叉(见下页图)。 然后点击菜单中的Layout -> Generate/Update Layout，弹出一个设置窗口，直接点OK，又出现一个 窗口，再点OK，完成版图的生成，这时会打开一个显 示版图的窗口，里面有刚生成的版图。
TanD:损耗角正切(1e-4) Roungh:表面粗糙度(0 mm)
微带线计算工具
功分器两边的引出线是特性阻抗为50欧姆的微带线，
它的宽度W可由微带线计算工具得到。 填入50 Ohm可以算出微带线的线宽1.52 mm。 填入70.7 Ohm和90 deg可以算出微带线的线宽0.79 mm和长度42.9 mm(四分之一波长）