新型小型化超寬帶功率分配器的設計

自從2002年美國通信委員會(huì )批準超寬帶商用以來(lái)，各種超寬帶器件的研究逐漸增加[1-4]。超寬帶功率分配器作為建立超寬帶電路和系統不可或缺的器件，其發(fā)展也非常重要。但關(guān)于超寬帶功率分配器的文獻并不多。參考文獻[5]通過(guò)級聯(lián)多級威爾金森功率分配器來(lái)實(shí)現超寬帶的目的，但結構尺寸太大且需要更多的電阻。參考文獻[6]采用一對階躍阻抗開(kāi)路線(xiàn)和一對平行耦合線(xiàn)設計超寬帶功率分配器，具有很好的帶外抑制以及很好的隔離度，但在高頻時(shí)插入損耗較大。參考文獻[7]中提出用多層的槽線(xiàn)實(shí)現超寬帶功率分配器，具有很好的帶通性能，但不易加工制作。參考文獻[8]使用微帶線(xiàn)與槽線(xiàn)形成T-型結構，在超寬帶的頻率范圍內形成異相信號的功率分配器。

本文利用四分之三波長(cháng)折疊微帶線(xiàn)與四分之一波長(cháng)微帶線(xiàn)級聯(lián)，并在輸入端口引入四分之一波長(cháng)短路線(xiàn)，設計出一種新型的超寬帶功率分配器。通過(guò)在輸入端口引入四分之一波長(cháng)短路線(xiàn)，可以有效地增加帶內傳輸極點(diǎn)。運用奇偶模的分析方法進(jìn)行理論分析，導出相應的設計公式。然后通過(guò)HFSS仿真并進(jìn)行優(yōu)化，加工成實(shí)物進(jìn)行測試。測試結果顯示該結構在超寬帶頻帶內具有很好的匹配性能和隔離度，且與仿真結果相符。

1 設計原理

超寬帶功率分配器的結構如圖1所示。由于結構對稱(chēng)性，可以采用奇偶模的分析方法對其進(jìn)行理論分析。

2 仿真及測試結果

本文采用的是介電常數為2.65、厚度為0.8 mm的介質(zhì)。由前面的分析可得到結構初始尺寸，并通過(guò)HFSS進(jìn)行仿真優(yōu)化,得到最終的尺寸：W0=2.2 mm,W1=0.7 mm,W2=0.2 mm,W3=1 mm,L1=6.7 mm,L2=5.8 mm,L3=5.7 mm,L4=9.6 mm,L5=3.5 mm,d=3 mm,S=2.2 mm,R1=43 Ω,R2=130 Ω。

參考文獻
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