功分器
功分器基础知识课件
(3) 分配损耗－也叫作功分器的理论损耗。 Ad ＝10log (1/N ) 。(4) 插入损耗－由于传输线的介质或导体不理想等因素，由各种非理想状态引入 的损耗。 ( IL)IL ＝A－ Ad (A－实际测量值； Ad －分配损耗值)损耗－输出端与输入端功率比(＝ 10lg(pout/pin )。是分配损耗与插入损耗之 和，也就是测试时直接从仪器上读出的S21值。常用单位： dB测试方法： 使用矢量网络分析仪直接测试。测试时将产品输入端与被测试的 输出端分别与仪器两个通道相连，其余端口端接50欧姆匹配负载。此时，测试 出的是产品损耗值，要得到插入损耗值，还需减去产品的分配损耗值(即理论损 耗)。备注： 不等分功分器一般不使用插入损耗的概念，往往使用与标称 分配值之间的误差来确定，其损耗应严格按总输出功率与总输入功率获 得比值进行。
1. MHz、GHz (Hz、KHz)描述频率的单位。2 . dB (dBm、dBc)在射频、微波电路中用波的概念来描述能量的传递，用功率而不用电 压或电流。dB － 比值。描述衰减或增益。 dB＝10lg(p2/p1)。dBm － 比值。功率单位。 dBm ＝ 10lg(p/ 1 mw)。dBc － 比值。功率的相对大小。dBc＝ 10lg(po/pi) ＝po(dBm)- pi(dBm)3 . W功率单位。4 . 。描述相位的单位。
功分器等器件的介绍
功分器等器件的介绍功分器（Power Divider）是一种微波器件，用于将输入功率分成两个或多个等分的输出功率。
功分器通常用于无线通信系统中的功率分配和功率合成方面。
在无线通信系统中，通常需要将输入功率分配给多个天线或系统，而功分器则可以实现这一功能。
功分器的工作原理基于电磁场的耦合效应。
它通常由三端口或四端口的传输线型结构组成，其中一个端口是输入端口，而其他端口是输出端口。
当输入功率进入功分器时，它将通过不同的传输线路径被分配到各个输出端口，从而实现功率的分配。
功分器有许多不同的结构和类型，包括平衡型和不平衡型功分器。
平衡型功分器是指输出端口的特性阻抗相等，而不平衡型功分器的输出端口特性阻抗不相等。
根据功分器的结构，还可以分为微带线功分器、负载电阻功分器、同轴线功分器等。
微带线功分器是一种常用的功分器结构，它采用微带线传输线作为分配器和耦合器。
它的主要特点是结构简单、尺寸小、适应频率范围广。
微带线功分器通常由微带线传输线、耦合孔和负载电阻组成。
通过调整微带线的宽度和长度，可以实现不同的功分比。
负载电阻功分器是一种简单的功分器结构，它通过将输入功率分配到一系列负载电阻上来实现功分。
负载电阻功分器的特点是结构简单、性能稳定，适用于低功率和宽频带应用。
同轴线功分器是一种可以在相同频率下对功率进行分配的功分器。
它由同轴线组成，内部采用隔离隔板将输入功率分配到输出端口。
同轴线功分器通常具有较高的功率承受能力和较好的隔离度，适用于高功率应用。
功分器在无线通信系统中起着重要的作用。
它可以实现对多个天线或系统的功率分配，从而提高系统性能和覆盖范围。
此外，功分器还可以用于功率合成和功率调节等应用。
功分器的性能参数主要包括分配均匀度、插入损耗、隔离度、回波损耗等。
在选择功分器时，需要根据具体应用需求来确定合适的类型和参数。
总之，功分器是一种重要的微波器件，用于将输入功率分配给多个输出端口，实现功率的分配。
它具有多种结构和类型，可适应不同的应用需求。
功分器
90°功率分配/合成器性能特点● 最大输入功率2W（连续波）● 低插损、高隔离● 良好的幅/相平衡性● 驻波系数小● 50Ω阻抗匹配，电性能稳定可靠● 多种标准封装形式可选● 满足军用工作环境要求：-55℃～+85℃极限参数● 最大输入功率：2W● 工作温度范围：-55℃～+85℃● 储存温度范围：-65℃～+125℃使用说明● 电路输入输出用50Ω微带线连接，要求二路输出微带线电长度一致● 大功率应用时应采用散热措施，以确保散热良好安装时要求管壳底部与地紧密接触，保证接地良好功分器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等，或不相等能量的器件。
也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器。
一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。
功分器通常为能量的等值分配，通过阻抗变换线的级联与隔离电阻的搭配，具有很宽的频带特性。
技术指标说明插入损耗器件的直通损耗，其计算公式为所有路的输出功率之和与输入功率的比值。
或者单路的实际直通损耗减去理想的分配损耗。
（理想分配损耗=10log(1/N) N为功分器路数）隔离度当主路接匹配负载时，各分配支路之间的衰减量。
幅度平衡频带内所有输出端口之间的幅度误差最大值。
相位平衡频带内所有输出端口之间相对于输入端口相移量起伏程度。
180°功率分配/合成器性能特点最大输入功率2W（连续波）低插损、高隔离良好的幅/相平衡性驻波系数小50Ω阻抗匹配，电性能稳定可靠多种标准封装形式可选满足军用工作环境要求：-55℃～+85℃极限参数最大输入功率：2W工作温度范围：-55℃～+85℃储存温度范围：-65℃～+125℃使用说明电路输入输出用50Ω微带线连接，要求二路输出微带线电长度一致大功率应用时应采用散热措施，以确保散热良好功分器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等，或不相等能量的器件。
也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器。
功分器工作原理
功分器工作原理
功分器，又称功率分配器或功率分配器，是一种用于将输入功率（通常是射频或微波功率）分配给多个输出端口的无源器件。
功分器工作原理主要通过设计特定的传输线结构和耦合方式来实现。
一般而言，功分器由输电线和匹配结构组成。
输电线通常是以微带线、同轴线或波导的形式存在。
当输入信号通过输电线进入功分器时，其将根据特定的设计要求，在不同的输出端口上分配相应的功率。
在功分器内部，通过设计合适的耦合结构，比如电容、电感或实现特定的电磁场耦合来实现功率的分配。
这些耦合结构可以通过设计合适的电路连接或引入衬底模式（substrate mode）
实现功率的分配。
具体来说，功分器的设计通常基于电气长度（electrical length）的原理。
电气长度是一个表示输电线上电磁波传播的概念，与物理长度不完全一致。
通过控制输电线和相应的耦合结构的长度和尺寸，可以实现不同的功率分配比例。
功分器工作原理的关键在于实现输入和输出端口之间的功率匹配。
为了确保功分器在不同端口上有相似的输出，需要通过合适的匹配电路来提供有效的匹配网络。
总之，功分器通过合理设计输电线、耦合结构和匹配网络，实现了输入功率在多个输出端口间的均匀分配。
这使得功分器成
为射频和微波系统中的重要器件，常被应用于无线通信系统、雷达系统和卫星通信等领域。
功分器工作原理(图文)
功分器工作原理(图文)引言概述：功分器是一种常用的无线通信设备，它在无线通信系统中起着至关重要的作用。
本文将详细介绍功分器的工作原理，并通过图文方式进行解释，以帮助读者更好地理解功分器的工作原理。
一、功分器的基本概念1.1 功分器的定义功分器，全称功率分配器，是一种用于将输入功率分配到多个输出端口的无源器件。
它通常由一组耦合的传输线构成，能够实现输入功率的平均分配或者按照一定的比例分配到各个输出端口。
1.2 功分器的分类功分器可以根据其工作原理和结构特点进行分类。
常见的功分器包括等分功分器、反射式功分器和混合式功分器。
等分功分器将输入功率平均分配到各个输出端口，反射式功分器则根据输入功率的幅度和相位进行分配，而混合式功分器则结合了等分功分器和反射式功分器的特点。
1.3 功分器的应用功分器广泛应用于无线通信系统中，特别是在天线系统和射频前端模块中。
它可以用于实现天线的多路复用、功率控制、信号分配等功能，为无线通信系统的正常运行提供了重要的支持。
二、等分功分器的工作原理2.1 等分功分器的结构等分功分器通常由一组等长度的传输线组成，每个传输线都与输入端口和输出端口相连。
这些传输线之间通过耦合结构相互连接，形成一个平衡的功分网络。
2.2 等分功分器的工作原理当输入功率进入等分功分器时，它会被传输线平均分配到各个输出端口。
这是因为等分功分器的传输线长度相等，导致输入信号的传播时间相同，从而实现了功率的等分。
2.3 等分功分器的特点等分功分器具有功率分配均匀、频率响应平坦、插入损耗低等特点。
它可以满足无线通信系统对功率分配的要求，提高系统的性能和可靠性。
三、反射式功分器的工作原理3.1 反射式功分器的结构反射式功分器通常由一组耦合的传输线和反射器组成。
传输线连接输入端口和输出端口，而反射器则用于根据输入功率的幅度和相位进行功率分配。
3.2 反射式功分器的工作原理当输入功率进入反射式功分器时，它会被传输线分配到不同的反射器。
功分器标准
功分器标准功分器是一种用于将一路信号能量分成两路或多路输出的电子设备，广泛应用于通信、雷达、电子对抗等领域。
为了确保功分器的性能和质量，需要遵循一定的标准。
以下是对功分器标准的概述。
一、性能指标1.插入损耗：功分器的插入损耗是指由于功分器的存在而引入的信号能量损失。
插入损耗越小，功分器的性能越好。
一般要求插入损耗在分配能量的5%以内。
2.端口隔离度：功分器的端口隔离度是指各输出端口之间的隔离程度。
端口隔离度越高，各输出端口之间的相互干扰越小。
一般要求端口隔离度在-20dB以上。
3.电压驻波比：功分器的电压驻波比是指输入信号反射系数与输出信号反射系数的比值。
电压驻波比越小，表示功分器对信号的匹配程度越好。
一般要求电压驻波比在1.1以下。
4.频率范围：功分器的频率范围是指其能够处理的信号频率范围。
频率范围越宽，功分器的应用范围越广。
一般要求频率范围在2GHz到40GHz之间。
5.功率容量：功分器的功率容量是指其能够承受的最大输入功率。
功率容量越大，功分器能够承受的信号能量越大。
一般要求功率容量在1W以上。
二、结构与外观设计1.结构稳定性：功分器的结构应稳定可靠，能够承受一定的机械压力和温度变化。
2.外观简洁美观：功分器的外观设计应简洁美观，方便安装和使用。
3.接口兼容性：功分器的接口应符合相关标准，能够与各种不同的设备相连接。
4.标识清晰：功分器上应标明型号、规格、生产厂家等信息，方便识别和使用。
三、材料与工艺1.材料质量：功分器所使用的材料应具有高质量和可靠性，如优质的陶瓷、金属等材料。
2.制造工艺：功分器的制造工艺应先进、稳定，能够保证产品的质量和稳定性。
3.检验与测试：功分器在出厂前应进行严格的检验和测试，确保其性能和质量符合要求。
四、安全性1.绝缘电阻：功分器的绝缘电阻应符合相关标准，确保使用安全。
2.耐压性能：功分器的耐压性能应符合相关标准，能够承受一定的电压冲击。
3.过载保护：功分器应具备过载保护功能，防止因过载而造成损坏或危险。
功分器等器件的介绍
功分器等器件的介绍功分器（Power Divider）是一种被广泛应用于射频和微波电子领域的器件，用于将输入信号分成两个或多个相等的输出功率信号。
功分器在微波通信、天线阵列、雷达系统、卫星通信等应用中起到了至关重要的作用。
本文将介绍功分器的原理、类型以及各种器件的特点和应用。
1.功分器的原理功分器的基本原理是基于能量守恒和电磁场理论。
当输入信号进入功分器时，通过内部结构的分配器，将输入信号均匀地分配给各个输出端口。
这样，输出端口上的功率信号相等，并且相位差相等。
功分器的设计是根据不同的频率范围、功率需求和电路参数进行的。
2.功分器的类型根据功分器的结构和工作方式，可以将功分器分为以下几种类型：-微带线功分器：采用微带线技术制造的功分器，常用于高频段的设计。
它的结构简单，尺寸较小，并且容易集成到射频集成电路中。
-变压器功分器：利用变压器的原理，通过改变匝数比来实现功率分配。
它的结构简单，频率范围广，并且具有良好的电磁隔离性能。
-耦合器功分器：通过耦合器的相互耦合作用来实现功率分配。
耦合器功分器具有较宽的工作频带，但相对复杂一些。
-分配器功分器：采用多个功分器级联的方式，将输入功率均匀地分配给各个输出端口。
分配器功分器具有较高的功率承受能力和较好的隔离性能。
3.常见的功分器器件除了以上几种功分器类型，还有一些特殊应用场景下使用的功分器器件。
以下是其中一些常见的器件的介绍：- 集成插入式功分器（Integrated Wilkinson Power Divider）：它是一种采用微带线技术和变压器结构相结合的功分器。
具有减小尺寸、提高隔离度和降低损耗的特点。
常用于射频和微波集成电路的设计。
- 平衡功分器（Balanced Power Divider）：平衡功分器基于差模传输线的特性工作，具有减小传输线长度、提高功率功率承受能力和隔离度的特点。
广泛应用于射频天线阵列和双极化天线。
- 3dB 功分器（3dB Power Divider）：3dB 功分器是一种将输入功率均分成两个输出功率的器件。
功分器工作原理(图文)
功分器工作原理(图文)功分器是一种常见的电子器件，广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
它能够将输入信号分成多个不同频率的输出信号，具有重要的信号处理功能。
本文将详细介绍功分器的工作原理，并通过图文的方式进行解析。
一、功分器的基本概念功分器，全称为功率分配器，是一种被动器件，用于将输入信号按照一定的比例分配到多个输出端口上。
它通常由微带线、耦合器、隔离器等组成，具有低损耗、高隔离度等特点。
1.1 微带线功分器中的微带线是一种常用的传输线，由导体和绝缘层组成。
它的特点是结构简单、成本低廉，能够在高频率范围内传输信号。
微带线的宽度、长度和介质常数等参数会影响功分器的性能。
1.2 耦合器功分器中的耦合器用于将输入信号分配到不同的输出端口上。
常见的耦合器有平面耦合器、同轴耦合器等。
耦合器的设计需要考虑耦合度、带宽和插入损耗等因素。
1.3 隔离器功分器中的隔离器用于隔离不同的输出端口，防止信号之间的相互干扰。
隔离器通常由衰减器、隔离阻抗等组成。
隔离器的设计需要考虑隔离度、带宽和插入损耗等因素。
二、功分器的工作原理功分器的工作原理基于电磁场的相互作用和传输线的特性。
当输入信号进入功分器时，经过微带线、耦合器和隔离器等组件的作用，信号被分配到不同的输出端口上。
2.1 输入信号的传输输入信号首先通过微带线传输，微带线的特性阻抗和传输损耗会对信号产生影响。
通过合理设计微带线的宽度、长度和介质常数等参数，可以实现对输入信号的传输。
2.2 信号的分配经过微带线后，输入信号进入耦合器，耦合器将信号按照一定的比例分配到不同的输出端口上。
耦合器的设计需要考虑耦合度和插入损耗等因素，以实现对信号的精确分配。
2.3 信号的隔离分配到不同输出端口上的信号经过隔离器的作用，实现信号之间的隔离。
隔离器的设计需要考虑隔离度和插入损耗等因素，以实现对信号的有效隔离。
三、功分器的应用领域功分器作为一种重要的信号处理器件，广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
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功分器、耦合器、电桥、双工器原理与分析
本文主要介绍通信链路上的部分无源器件，介绍器件的外观、作用、种类、主要技术指标定义和范围等。
1功分器
1）功分器的作用：是将功率信号平均地分成几份，给不同的覆盖区使用。
2）种类：功分器一般有二功分、三功分和四功分3种。
功分器从结构上分一般分为：微带和腔体2种。
腔体功分器内部是一条直径由粗到细程多个阶梯递
减的铜杆构成,从而实现阻抗的变换,二微带的则是几条微带线和几个电阻组成,从而实现阻抗变换. 3）主要指标：包括分配损耗、插入损耗、隔离度、输入输出驻波比、功率容限、频率范围和带内平坦度。
以下对各项指标进行说明:
l 分配损耗：指的是信号功率经过理想功率分配后和原输入信号相比所减小的量。
此值是理论值，比如二功分3dB，三功分是4.8dB,四功分是6dB。
（因功分器输出端阻抗不同，应使用端口
阻抗匹配的网络分析仪能够测得与理论值接近的分配损耗）
耦合器和三功分器图示
分配损耗的理论计算方法:如上图所示。
比如有一个30dBm的信号，转换成毫瓦是1000毫瓦，将此信号通过理想3功分器分成3份的话，每份功率＝1000÷3＝333.33毫瓦，将333.33毫瓦转
换成dBm＝10lg333.33=25.2dBm, 那么理想分配损耗＝输入信号－输出功率＝30－
25.2=4.8dB,同样可以算出2功分是3dB，4功分是6dB
l 插入损耗：指的是信号功率通过实际功分器后输出的功率和原输入信号相比所减小的量再减去分配损耗的实际值，（也有的地方指的是信号功率通过实际功分器后输出的功率和原输入信号相
比所减小的量）。
插入损耗的取值范围一般腔体是：0.1dB以下；微带的则根据二、三、四功
分器不同而不同约为：0.4~0.2dB、0.5~0.3dB、0.7~0.4dB。
插损的计算方法：通过网络分析仪可以测出输入端A到输出端B、C、D的损耗，假设3功分
是5.3dB,那么，插损＝实际损耗－理论分配损耗＝5.3dB-4.8dB=0.5dB.
微带功分器的插损略大于腔体功分器,一般为0.5dB左右,腔体的一般为0.1dB左右。
由于插损
不能使用网络分析仪直接测出，所以一般都以整个路径上的损耗来表示（即分配损耗＋插损）：
3.5dB/5.5dB/6.5dB等来表示二/三/四功分器的插损。
l 隔离度：指的是功分器输出各端口之间的隔离，通常也会根据二、三、四功分器不同而不同约为：18～22dB、19～23dB、20～25dB。
隔离度可通过网络分析仪测，直接测出各个输出端口之间的损耗，如上图淡蓝色曲线所示，BC间，
及CD间的损耗。
l 输入/输出驻波比：指的是输入/输出端口的匹配情况，由于腔体功分器的输出端口不是50欧姆，所有对于腔体功分器没有输出端口的驻波要求，输入端口要求则一般为：1.3~1.4 甚至有1.15
的；微带功分器则每个端口都有要求，一般范围为输入：1.2~1.3 输出：1.3~1.4。
l 功率容限：指的是可以在此功分器上长期（不损坏的）通过的最大工作功率容限，一般微带功分器为：30～70W平均功率，腔体的则为：100～500W平均功率。
l 频率范围：一般标称都是写800～2200MHz，实际上要求的频段是：824－960MHz加上1710～2200MHz，中间频段不可用。
有些功分器还存在800～2000MHz和800～2500MHz频段l 带内平坦度：指的是在整个可用频段内插损含分配损耗的最大值和最小值之间的差值，一般为：
0.2~0.5dB。
2耦合器
1) 耦合器的作用是将信号不均匀地分成2分(称为主干端和耦合端，也有的称为直通端和耦合端)
2)种类:耦合器型号较多如5 dB、10 dB、15 dB、20 dB、25 dB、30 dB等。
从结构上分一般分为：微带和腔体2种。
腔体耦合器内部是2条金属杆,组成的一级耦合.
微带耦合器内部是2条微带线,组成的一个类似于多级耦合的网络.
3主要指标：耦合度、隔离度、方向性、插入损耗、输入输出驻波比、功率容限、频段范围、带内平坦度。
以下对各项指标进行说明:
l 耦合度：信号功率经过耦合器，从耦合端口输出的功率和输入信号功率直接的差值。
（一般都是理论值如：6dB、10dB、30dB等）
耦合度的计算方法：如上图所示。
是信号功率C-A 的值比如输入信号A为30dBm 而耦合端输出信号C为24dBm 则耦合度＝C-A＝30-24＝6dB，所以此耦合器为6dB耦合器。
因为耦合度实际上没有这么理想，一般有个波动的范围，比如标称为6dB的耦合器，实际耦合度可能为：5.5~6.5之间波动。
l 隔离度：指的是输出端口和耦合端口之间的隔离；一般此指标仅用于衡量微带耦合器。
并且根据耦合度的不同而不同：如：5－10dB为18～23dB，15dB为20～25dB，20dB（含以上）为：
25～30dB；腔体耦合器的隔离度非常好所以没有此指标要求。
计算方法：如上图指的是图中的淡蓝色曲线上的损耗，使用网络分析仪将信号由B输入，测C
处减小的量即为隔离度。
l 方向性：指的是输出端口和耦合端口之间的隔离度的值再减去耦合度的值所得的值，由于微带的方向性随着耦合度的增加逐渐减小最后30dB以上基本没有方向性，所以微带耦合器没有此指
标要求，腔体耦合器的方向性一般为：1700～2200MHz时：17～19dB，824～960MHz时：
18～22dB。
计算方法：方向性＝隔离度－耦合度
例如6dB的隔离度是38dB，耦合度实测是6.5dB，则方向性＝隔离度－耦合度＝38－
6.5=31.5dB。
l 插入损耗：指的是信号功率经过耦合器至输出端出来的信号功率减小的值再减去分配损耗的值所得的数值。
一般插损对于微带耦合器则根据耦合度不同而不同，一般为：10dB以下的：
0.35~0.5dB,10dB以上的：0.2~0.5dB。
计算方法：由于实际上耦合器的内导体是有损耗的，如上图所示以6dB耦合器为例，在实际测试中假设输入A是：30dBm，耦合度实测是：6.5dB，输出端的理想值是28.349dBm（根据实测
的输入信号，和耦合度可以计算得出），再实测输出端的信号，假设是27.849dBm,那么插损
＝理论输出功率－实测输出功率＝28.349-27.849=0.5dB；
l 输入/输出驻波比：指的是输入/输出端口的匹配情况，各端口要求则一般为：1.2~1.4；
l 功率容限：指的是可以在此耦合器上长期（不损坏的）通过的最大工作功率容限，一般微带耦合器为：30～70W平均功率，腔体的则为：100～200W平均功率。
l 频率范围：一般标称都是写800～2200MHz，实际上要求的频段是：824－960MHz加上1710～2200MHz，中间频段不可用。
有些功分器还存在800～2000MHz和800～2500MHz频段。