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功放IC之功分器介绍

发布时间:2018/01/29 浏览次数:34
功分器 - 原理类比
图1 水流二等分图

举一个农村浇水的例子。老张有两块面积一样的白菜地,分别在水井的南北两侧。轮到他浇水的时候,他把水流一分为二,分别流向南北两侧的菜地,如图1所示,然后自己坐在树荫下乘凉。
图2 功分器实物图

功分器是实现无线信号等功率分配的射频器件。二功分器一般有一个输入口和两个输出口,如图2所示。
三功分器则有一个输入口和3个输出口;当然还有四功分器。插入损耗是功分器的重要指标。无线信号经二功分后能量损失10log2=3dB,再加上无源器件本身的介质损耗0.5dB,二功分的插入损耗一般为3.5dB,如图3所示;同理,三功分的插入损耗一般为5.3dB,四功分的插入损耗一般为6.5dB。
功分器 - 系列
1、400MHz-500MHz频率段二、三功分器,应用于一般无线电通讯、铁路通信以及450MHz无线本地环路系统。
功分

2、800MHz-2500MHz频率段二、三、四微带系列功分器,应用于GSM/CDMA/PHS/W
LAN室内复盖工程。
3、800MHz-2500MHz频率段二、三、四腔体系列功分器,应用于GSM/CDMA/PHS/WLAN室内复盖工程。
4、1700MHz-2500MHz频率段二、三、四腔体系列功分器,应用于PHS/WLAN室内复盖工程。
5、800MHz-1200MHz/1600MHz-2000MHz频率段小体积设备内使用的微带二、三功分器。
功分器 - 分类
功分器从结构上分为两大类:
(一)无源功分器,它的主要特点是:工作稳定,结构简单,基本上无噪声;而它的主要缺点是接入损耗太大。
(二)有源功分器由放大器组成,它的主要特点是:有增益,隔离度较高,而它的主要缺点是有噪声,结构相对复杂一些,工作稳定性相对较差。功分器输出的端口有二功分,三功分,四功分,六功分,八功分,十二功分。
下面对几种常见的微带功分器进行分析与对比:
功分器从结构上分为两大类:
(一)无源功分器,它的主要特点是:工作稳定,结构简单,基本上无噪声;而它的主要缺点是接入损耗太大。
(二)有源功分器由放大器组成,它的主要特点是:有增益,隔离度较高,而它的主要缺点是有噪声,结构相对复杂一些,工作稳定性相对较差。功分器输出的端口有二功分,三功分,四功分,六功分,八功分,十二功分。
下面对几种常见的微带功分器进行分析与对比:
一、微带分支线定向耦合器
微带分支线定向耦合器的结构如图1所示,它由两根平行导带组成,通过两条分支导带实现耦合,分支导带的长度及其间隔均为四分之一线上波长。理想情况下端口1输入无反射,输入的功率由2、3端口输出,端口4无输出,即1、4端口相互隔离。由微波理论中的奇偶模分析法可以计算出,对于功率平分的情况,分支导带的特性阻抗与输入输出线相同,而平行导带的特性阻抗为输入输出线的1/,S12与S13有π/2的相位差。微带分支线电桥主要用作微带平衡混频器,由于端口1和4相互隔离,故本振和信号互不影响,同时由微带线的平面特性,混频晶体很容易连接在端口上,电路结构既简单又紧凑。
图1 微带分支线定向耦合器

二、Wilkinson功分器
Wilkinson功分器的结构如图2所示,其输入线和输出线的特性阻抗都是。对于功率平分的情况,输入和输出口间的分支线特性阻抗=,线长为四分之一线上波长,在分支线末端跨接一个电阻R,其值为2。由微波理论可以证明,这种功分器当2、3口接匹配负载时,1口的输入无反射,反过来对2、3口也如此。由端口1输入的功率被平分到端口2和3,且2、3端口间相互隔离。