一种基于50Ω端口负载的不等分功率分配器的设计方法

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在现代微波通信系统当中,不等分功率分配器技术的发展一直占据着举足轻重的地位。随着现代电子技术的快速发展,5G时代的到来,意味着对于无线通信技术的要求越来越高,符合标准的功率分配器的设计难度随之增大,对于其性能的把关也越来越严格。现在通信市场频谱资源紧张,从而导致频段划分的不连续性,这就要求我们设计出成本低,尺寸小,集成度高,能输出相等或者不等信号,并且能应用于双频甚至多频的功率分配器。基于以上需求,本论文利用电流电压的分析方法,分别设计了具有相位可控的单频带(14)双频带不等分功率分配器,且三个端口的负载均保持为(20)(15)Ω,主要研究内容如下:1.电流电压分析方法。有别于传统功分器的奇偶模分析法,本文针对所提出的非对称结构功率分配器,使用了更具有一般性的电流电压分析方法,讨论了功率不等分的设计流程。首先将整个电路划分为若干个二端口网络,列出ABCD矩阵;然后根据内部电流电压关系,得到整体三端口电路的Z矩阵,并利用S矩阵约束关系转换得到的Z矩阵约束关系进行约束,最终通过约束方程组实现模型的解析。2.等传输线阻抗不等分功率分配器的设计。在工作1的基础上,通过进一步约束所有特征阻抗相等来降低约束方程的复杂程度和分析难度,不仅可以实现单频带不等分功率分配器的设计,同时还可以避免特征阻抗变化剧烈而带来的加工困难、寄生现象等情况。在此基础上利用电路中多余的自由度,进一步实现输出端口之间相位差的可控。3.等传输线电长度不等分功率分配器的设计。在工作1的基础上,通过进一步约束所有电长度相等来降低约束方程的复杂程度和分析难度,不仅可以实现双频带不等分功率分配器的设计,同时实现了输出端口之间的相位差可控。
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