三端口网络和功分器教案资料.pptx

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1、苏苏 涛涛西安电子西安电子(dinz)科技大学，电子科技大学，电子(dinz)工程学院工程学院2008年春年春现代微波电路现代微波电路(dinl)和器件设计和器件设计17、三端口网络和功分器、三端口网络和功分器第一页，共36页。17、三端口网络、三端口网络(wnglu)和和功分器功分器一、三端口网络一、三端口网络(wnglu)基础基础二、二、T型结功分器型结功分器三、三、Wilkinson 功分器功分器四、实例四、实例第二页，共36页。17、三端口网络、三端口网络(wnglu)和和功分器功分器一、三端口网络基础一、三端口网络基础(jch)二、二、T型结功分器型结功分器三、三、Wilkinson

2、 功分器功分器四、实例四、实例第三页，共36页。网络理论研究是器件和电路分析的重要手段网络理论研究是器件和电路分析的重要手段 器件和电路设计最常用的就是网络分析和综合器件和电路设计最常用的就是网络分析和综合 一般性网络研究的指导性作用一般性网络研究的指导性作用 三三/四端口网络分析，本科四端口网络分析，本科(bnk)模型网络分析，研究生模型网络分析，研究生第四页，共36页。功率分配器最简单的形式是三端口网络功率分配器最简单的形式是三端口网络(wnglu)，必然满足三端口网络，必然满足三端口网络(wnglu)的一的一般规律。般规律。互易无耗三端口网络互易无耗三端口网络(wnglu)，各个，各个端

3、口不能同时匹配。端口不能同时匹配。也就是说，互易无耗的三端口网络实现功分，也就是说，互易无耗的三端口网络实现功分，总是会引入额外的反射；要想没有反射，必须采用总是会引入额外的反射；要想没有反射，必须采用(ciyng)有耗的，或者非互易的三端口网络。有耗的，或者非互易的三端口网络。第五页，共36页。17、三端口网络、三端口网络(wnglu)和和功分器功分器一、三端口网络基础一、三端口网络基础(jch)二、二、T型结功分器型结功分器1、无耗分配器、无耗分配器2、电阻性分配器、电阻性分配器三、三、Wilkinson 功分器功分器四、实例四、实例第六页，共36页。1、无耗分配器、无耗分配器各种各种(z

4、hn)T型结功率分配器型结功率分配器第七页，共36页。无耗无耗T型结的传输线模型型结的传输线模型(mxng)第八页，共36页。B可忽略可忽略(hl)，或，或可抵消可抵消三端口不能同时匹配三端口不能同时匹配(ppi)，如，如3dB等分功率等分功率50100100输输出出端端口口无无隔隔离离第九页，共36页。1、电阻、电阻(dinz)性分配器性分配器等分三端口电阻等分三端口电阻(dinz)性功率分配器性功率分配器第十页，共36页。三个端口全匹配三个端口全匹配(ppi)第十一页，共36页。功率功率(gngl)分配分配于是于是(ysh)，第十二页，共36页。功率输出相等，但是供给的功率的一半功率输出相

5、等，但是供给的功率的一半(ybn)消耗在电阻上。消耗在电阻上。第十三页，共36页。17、三端口网络、三端口网络(wnglu)和和功分器功分器一、三端口网络一、三端口网络(wnglu)基础基础二、二、T型结功分器型结功分器三、三、Wilkinson 功分器功分器四、实例四、实例第十四页，共36页。Wilkinson Wilkinson 功分器功分器功分器功分器 当输入端口匹配时，无耗；当输入端口匹配时，无耗；仅耗散了反射仅耗散了反射(fnsh)功率；功率；实现任意功率分配比；实现任意功率分配比；第十五页，共36页。Wilkinson功分器及其等效功分器及其等效(dn xio)传输线电路传输线电路

6、第十六页，共36页。采用横向采用横向(hn xin)中心平面对称的等效中心平面对称的等效电路电路归一化归一化第十七页，共36页。奇偶奇偶(q u)模分析模分析偶偶 模：模：奇奇 模：模：有效有效(yuxio)激励：激励：第十八页，共36页。偶模：偶模：没有电流流过电阻没有电流流过电阻r，开路；，开路；原电路相当于四分之一波长原电路相当于四分之一波长(bchng)阻抗变换器；阻抗变换器；端口端口2看进去的阻抗看进去的阻抗如果如果(rgu)，端口，端口1匹配；匹配；第十九页，共36页。第二十页，共36页。得到得到(d do)：从端口从端口1，向着，向着(xing zhe)归一化为归一化为2的电阻看

7、，反射系数为的电阻看，反射系数为第二十一页，共36页。奇模：奇模：中线电压为零，中心平面的两个点接地中线电压为零，中心平面的两个点接地(jid)；端口端口1短路；短路；端口端口2全部功率传送到电阻上（传输线侧开路）全部功率传送到电阻上（传输线侧开路）第二十二页，共36页。再求出当端口再求出当端口2和端口和端口3终端接匹配负载终端接匹配负载(fzi)是，端口是，端口1处的输入阻抗；端口处的输入阻抗；端口1匹配。匹配。第二十三页，共36页。对于对于Wilkinson分配器，其分配器，其S参数参数(cnsh)如如下：下：在端口在端口1，输入阻抗为，输入阻抗为1对于偶对于偶/奇模，匹配奇模，匹配对称，

8、由于互易性对称，由于互易性端口端口2和端口和端口3对称对称中心对称中心对称(zhn xn du chn)线下的短路和开路线下的短路和开路第二十四页，共36页。注意：当分配器在端口注意：当分配器在端口1驱动并且输出匹配时，没有功驱动并且输出匹配时，没有功率消耗在电阻上。所以，当输出都匹配是，分配器是无耗的；率消耗在电阻上。所以，当输出都匹配是，分配器是无耗的；只有从端口只有从端口2或端口或端口3反射的功率消耗在电阻上；而且此时反射的功率消耗在电阻上；而且此时(c sh)功率仅消耗在电阻上，端口功率仅消耗在电阻上，端口2和端口和端口3是隔离的。是隔离的。第二十五页，共36页。17、三端口网络、三端

9、口网络(wnglu)和和功分器功分器一、三端口网络基础一、三端口网络基础(jch)二、二、T型结功分器型结功分器三、三、Wilkinson 功分器功分器四、实例四、实例第二十六页，共36页。Microwave Office 带有的带有的Examples：1.WilkinsonCurve2.Wilinson3.Power Divider_4 Way4.Power Divider_16Way 第二十七页，共36页。WilkinsonCurveThis example demonstrates how to layout a wilkinson divider that has closed loo

10、ps.The layout was constructed using mcurves with equations that determine the radiuses of the curves given the width and lengths of the microstrip lines.The equations were formulated so that all the layout cells snap together properly in a closed loop.第二十八页，共36页。参见参见(cnjin)MWO工程工程第二十九页，共36页。EMSight

11、Simulation of a Wilkinson Power DividerThis example demonstartes EM analysis of a Wilkinson power divider.By using straight lines instead of curves the simulation meshes much more efficiently.This is a good approach to designing EM structures as you get faster results while gaining the accuracy of a

12、 full-wave EM analysis.Wilkinson第三十页，共36页。第三十一页，共36页。参见参见(cnjin)MWO工程工程第三十二页，共36页。Power Divider_4 Way4-Way Power Combiner:This exampe shows the 2D and 3D layout view of a 4-way combiner created automatically from standard microstrip models.第三十三页，共36页。子电路子电路(dinl)的应的应用用第三十四页，共36页。Power Divider_16Way16-Way Power Divider:A 1:16 way power divider is presented.The divider utilize elements unique to MWO such as the MTRACE which makes the layout a very easy task to aceive.第三十五页，共36页。第三十六页，共36页。