【文章內(nèi)容簡介】 于圖中限定的頻率范圍（Δq）。由于當q 偏離時曲線急速下降，所以工作帶寬是很窄的。圖33 波長變換器在設計頻率附近的的近似形態(tài)當 時 (34)通常用分數(shù)帶寬表示頻帶寬度，與有如下關系 (35)當已知 和 ，且給定頻帶內(nèi)容許的 時，則由式（35）可計算出相對帶寬值；反之，若給定值，也可求出變換器的，計算中取小于的值。對于單一頻率或窄頻帶的阻抗匹配來說，一般單節(jié)變換器提供的帶寬能夠滿足要求。但如果要求在寬頻帶內(nèi)實現(xiàn)阻抗匹配，那就必須采用多節(jié)階梯阻抗變換器或漸變線阻抗變換器。功率分配器是將輸入信號功率分成相等或不相等的幾路功率輸出的一種多端口網(wǎng)絡。任意多分路單節(jié)的功分器的電路拓撲結構如圖 34 所示：圖34功分器的電路示意圖其中（a）為多路普通功分器的示意圖，信號源與負載內(nèi)阻均為：；若為 N 等分，則 ，各段長度均為： 。這種功分器不能做到信道之間有隔離，也不能做到各端口的完全匹配。圖（b）為混合型N路功分器，不同之處在于各路輸出端口均有一隔離電阻R與公共結點相連?？梢允馆斎牍β史殖纱笮〔幌嗟鹊腘路輸出，且各輸出端口同相位。若在輸出端口反射，則波將在支線交叉口再分配。由于各段長度為。則往返的電長度為，彼此相消，從而實現(xiàn)各輸出端口之間的相互隔離。一分三功分器是一個四端口網(wǎng)絡，其S參數(shù)為： 由于普通的無耗互易三端口網(wǎng)絡不可能完全匹配，且輸出端口間無隔離，工程上對信道之間的隔離要求又很高，因此常用混合型的功率分配器，該結構也稱為威爾金森型功率分配器，它是有耗的三端口網(wǎng)絡，是在毫米波微波大功率系統(tǒng)中應用最廣泛的一種形式，其功率分配可以是相等的或不相等的。其不等功率分配器的一個原理性示意圖為圖35。圖35 配有隔離電阻的微帶功分器結構圖這種功率分配器一般都有消除②、③端之間耦合作用的隔離電阻R。設主臂①(功率輸入端)的特性阻抗為，支臂①②和①③的特性阻抗分別為和，它們的終端負載分別為和，電壓的復振幅分別為和，功率分別為和。假設微帶線本身是無耗的，兩個支臂對應點對地(零電位)而言的電壓是相等的，那么，就可以得到下列的關系式：(36) (37) (38)又因，所以有 (39) (310)式中的k是比例系數(shù)，k可以取1(等功率情況)，或大于1和小于1(不等功率情況)。設和是從接頭處分別向支臂①②和①③看去的輸入阻抗，兩者的關系是： (311)從主臂①向兩支臂看去應該是匹配的，因此應有 (312)或 (313) 由此得 ： (314)因為和k是給定的，這樣和即可求出。前面己經(jīng)講過，可見，只需選定和中的一個值，則另一個即可確定，為計算方便，通?？蛇x取 (315)根據(jù)式(314)，(315)和式(316)即可求出兩個支臂的特性阻抗和分別為 (316) (317) 現(xiàn)在確定隔離電阻R的作用及其值大小。倘若沒有電阻R，那么，當信號由①②支臂的端口②輸入時，一部分功率將進入主臂①，另一部分功率將經(jīng)過①③支臂而到達端口③；反之，當信號由①③支臂的端口③輸入時，除一部分功率將進入主臂①外，還有一部分功率將到達端口②，即②、③兩端口之間相互影響。為了消除這種現(xiàn)象，加了隔離電阻R。當信號由主臂①輸入時，由于R兩端電位相等，無電流通過，不影響功率分配(相當于R不存在一樣)。若信號由端口②輸入，一部分能量經(jīng) R到端口③，另一部分，除經(jīng)①②支臂輸入主臂①外，還有一部分經(jīng)①③支臂到達端口③，但這一部分與經(jīng)R到達端口③的信號，由于路程差而使它們的相位差，從而使它們互相抵消，③端口輸出的能量極少；同理，當信號從端口③輸入時，端口②的輸出能量也極少。若R的值和位置選擇合適，就能得到較好的隔離效果。為了求出隔離電阻R的表示式，可以利用圖35的示意圖。圖中和公式中的電壓和電流是指其復振幅。設在端口②上接入電壓為U的信號源，這樣就會在整個電路中引起電壓和電流，設在①、②、③端口處的電壓分別為, 和，電流分別為。因為①②和①③支臂的長度L均為,所以，根據(jù)傳輸線理論可知 對于①②支臂有 (318) (319)對于①③支臂有 (320) (321) 另外，根據(jù)電路理論可知，在主臂和兩個支臂的交接點處有 (322)在隔離電阻R與端口③的交接點處有 (323) 式中 (324) 將式(322)代入式(323)，得 (325) 再將式(321)和式(325)代入式(324)，得 (326)或 (327) 當②、③端口隔離，即端口③無能量輸出(實際上即)時，則由式(326)和式(327)可得 (328)再根據(jù)式(327)，(328)和式(329)，得 (329)在實際的微帶電路中，隔離電阻是由蒸發(fā)在介質基片上的鎳鉻合金薄膜或鉭薄膜構成的；在波長較長的情況下，也可用一般的小型電阻焊接在導體帶上。一般地講，若兩個支臂的間距不太大，外接的隔離電阻引線短，則效果較好，否則隔離性能較差。在以上的分析中，曾假定②、③端口的負載分別為和，但在實際的應用中，②、③端口后面要接的一般都是特性阻抗等于的傳輸線，而為了保證所要求的功率分配比，則應在端口②與傳輸線之間、端口③與傳輸線之間分別加入一段長的阻抗變換器，圖36是這種情況的示意圖。 設在端口②后變換段的特性阻抗為，在端口③后變換段的持性阻抗為，它們的表示式分別為 (330) (331) 對于等功率分配器,則 , ,于是有 (332) (333) (334)以上是對中心波長而言所得出的結果。當波長偏離中心波長時，性能會差些,即頻帶較窄，若要求頻帶寬些，則可采用多節(jié)的功率分配器。利用微波網(wǎng)絡理論可以證明:任何無耗的三端口網(wǎng)絡不可能同時實現(xiàn)各端口的匹配和隔離；但是對于加了隔離電阻的三端口功率分配器，即成了有耗網(wǎng)絡，因此各端口可以同時得到匹配和隔離。微帶一分三功分器的工作原理與上述分析類似，不同之處僅在于輸出路數(shù)。第四章 功分器的設計駐波：終端不匹配的傳輸線上各點的電壓和電流由入射波和反射波疊加而形成駐波。傳輸線上波腹處電壓振幅和波節(jié)點電壓振幅之比為電壓駐波比，用ρ表示，輸入駐波比越小越好。 (41)這是各種射頻/微波電