功分器和定向耦合器的设计
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不同系列功分器、耦合器的特性分析南京博翔电子有限公司是一个民办的无源部件专业厂,研制、生产移动通信用的功分器、耦合器、合路器、中功率负载等多个系列产品。
以低损耗、宽频带、高可靠、防水为特点,深受国内外网络商的青睐。
其中功分器、耦合器分为同轴腔体结构和微带、带线结构两大系列。
为便于用户对这些不同系列产品的深入了解,笔者从设计原理、阻抗计算、传输特征等方面分析了不同系列产品的特点,供用户参考。
1、同轴腔体功分器、耦合器下面以二功分器为例,分析、计算各端口的阻抗关系、传输特征(三功分、四功分数据见表1)图1:同轴腔体二功分器原理示意图1.1功分器的设计原理本质上是一个阻抗变换器,二功分的阻抗变换比为2:1即输入端(A点)阻抗为50Ω,变换到B点,B点阻抗R BA=25 Ω,在B点分路,输出口C1、C2分别端接R L1、R L2用户终端(例如天线,以下简称终端),两个终端并联,正好跟B点匹配。
但是请注意,单个端口C1(或C2)跟B点是不匹配的,其内阻 Z C内等于R BA 与另外一个终端负载R L2(或R L1)并联。
即 Z C内=25 Ω || 50 Ω=16.667 Ω输出端口C1(或C2)的驻波比1.2 信号传输特征1.2.1 正向传输(下行通道)下行信号,由输入口A传输到B点,并在B点分路,分别传送到R L1、R L2 两个终端。
虽然单个输出口与终端负载不匹配,但是如1.1分析的,当功分器的二个输出口同时端接负载时,A→B的驻波比ρ应该满足技术条件ρ<1.2:1。
输出口C1 (或C2)与负载R L1(或R L2)的大驻波反射不会进入到AB阻抗变换段,只可能在R L1-C1-B-C2-R L2之间来回反射,最终达到平衡,下行信号将一分为二,全部送到二个终端。
1.2.2反向传输(上行通道)来自终端的上行信号,送到端口C1(或C2),C1口的驻波比ρ =3:1反射系数Γ= (ρ–1) /(ρ +1) =0.5反射功率P反=|Γ|2=0.25即25%的信号功率被反射回去,75%送到B点。