一种Wilkinson和Gysel结合的不等分功分器设计
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ｈａｓ ｂｏｔｈ ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ （ａｂｏｕｔ ６０％）ａｎｄ ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ ｈｅａｔ－ｈａｎｄｌｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｕｎｅｑｕａｌ；Ｄｉｖｉｄｅｒ；Ｗ ｉｌｋｉｎｓｏｎ；Ｇｙｓｅｌ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ
引 言
功分 器 在 雷 达 通 信 系 统 中 是 非 常 重 要 的 元 器 件 。在众 多功分器 种类 中 ，Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分 器￣ｌＧｙｓｅｌ 功分 器是 最常用 的两种 结构 ［１。】。威尔金 森功分 器具 有 带宽 宽 ，匹配 、隔离性 能好 等 优势 。 Ｇｙｓｅｌ功分 器在 大 功率微 波合 成技 术领 域得 到 了广泛 的应 用 ， 其 结构对 称 ，可 外接 隔离 负载 ，结构 容易 实现 。同 时相对 于威 尔金森 功 分器具 有 更强 的功 率容量 的特 点 。但是 一般Ｇｙｓｅｌ功分器 相对于 威尔金森 功分器 ， 带 宽上存在 一定 的劣势 。
—
—
Ｙ２＋ｊ（Ｇ１＋ｊＹ３ｔａｎ（０））ｔａｎ（Ｏ）
为 了 得 到 良 好 的 匹 配 ， 中 心 频 率 电 长 度
０＝９０。，端 口２偶模激励下 的Ｙｅ 等于Ｙ０２ｏ
由
Ｙｅｖｅ ＝蔫＝Ｙ０２ （５）
ｚ１＝厢 ，ｚ ＝√警 （６）
图２功分器等效 电路
对 于不 等分 功分 器 的难 题 ，将 １端 口等 效为 图２
用 。利用文献口 中奇偶模分析法对该结构进行分析 。
张 玲 等 ：一 种Ｗ ｉｌｋｉｎｓｏｎ和Ｇｙｓｅｌ结 合 的不 等 分 功分 器 设 计
偶 模 激 励 情 况 下 ，其 电路 相 应 的 阻抗 计 算 如
下 ：
Ｚ０ ｐｏｒ
图１功分器结构示意图
＝
十
㈤
（Ｇ１＋ＪＹ３ ｔａｎ（０））＋ＪＹｚ ｔａｎ（０）
器 ，利 用 奇 偶模 分 析 了各 个 端 口及各 段 传 输 线 的 阻抗 。利 用ＡＤＳ设 计 论 证 ，该 功分 器 具 有 良好
的宽 带 以及 大 功率 容 量 的性 能 。
关 键 词 ：不 等分 ；功分 器 ；Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ；Ｇｙｓｅｌ；结合
中图 分 类 号 ：ＴＮ４０５
文 献 标 识 码 ： Ａ
所 示两个并联阻抗ｚ ，ｚ ，。其 中
ＺｉＩｌ２＝１＋ ， Ｚｉｎ３＝１＋１／Ｉ
（１）
电阻 分别等效为 ：， ，。
该奇 偶模方 法要求传 输线 阻抗和 电阻值关于ＡＡ
分 界线的 比值是相等 的 ，即
Ｚｉｎ２Hale Waihona Puke 一＝ ２ｚ
＝
＝
ｚ２ ＝ 丝
．
＝
： ＝ ｋ２
Ｚｔｎ３ ｚ４ ｚｓ Ｚ６ Ｚ０３ Ｒｏ３ Ｒ２
文 章 编 号 ： ２０９５—８５９５（２０１６）０４．４８４．０３
电子 科 学 技 术 ＵＲＬ：ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｃｈｉｎａ．ｅｓｔ．ｔｏｍ．ｃｎ ＤＯＩ：１０．１６４５３／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—８５９５．２０１６．０４．０２８
Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａ Ｎｏｖｅｌ Ｕ ｎｅｑｕａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｖｉｄｅｒ ｂｙ Ｃｏｍ ｂｉｎｉｎｇ Ｗ ｉｌｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｇ ｙｓｅｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
第 Ｏ３卷 第 ０４期 ２０１ ６年 ７月
电 子 科 学 技 术
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
一 种Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ Ｇｙｓｅ１结 合 的不 等 分 功分 器 设 计
张玲 ，方鑫 ，李 国清
（华 东电子工程研 究所 ，安徽合肥 ，２３００８１）
摘 要 ： 本 文根 据 传输 线原 理 ，设 计 了一 种Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分 器 和Ｇｙｓｅｌ功分 器 结 合 的不 等 分 功分
为 了方便 ，我们定义
Ｚｏ２＝ｋ， Ｚｏ３＝１／ｋ
（３）
按 奇偶 模 方法 ，对 于２，３端 口分 别激 励偶 模 为 Ｖ ＝Ｖ，＝ ；奇模为Ｖ２＝ Ｖｏ， Ｖ３＝－Ｖｏ。对于偶模激励 ，
分界面ＡＡ相 当于磁壁 ，等效 电路如 图３所示 ；奇模 激
励时 ，分界面相当于 电壁 ，等效 电路如 图４所示。
Ｌｉｎｇ Ｚｈａｎｇ，Ｘ ｉｎ Ｆａｎｇ，Ｇｕｏｑｉｎｇ Ｌｉ
（Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ，Ａｎｈｕｉ，２３００８ １，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍ ｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ，ａ ｍ ｏｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｅｑｕａｌ ｐｏｗｅｒ ｄｉｖｉｄｅｒ／ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ Ｗ ｉｌｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｇ ｙｓｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ｅｖｅｎ－ｏｄｄ ｍ ｏｄｅ ｍ ｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｉｍ ｐｅｄａｎｃｅ ｏｆ ｐｏｒｔｓ ａｎｄ ｍ ｉｃｒｏｓｔｒｉｐ ｌｉｎｅｓ．Ｆｏｒ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ｂｙ ＡＤ Ｓ，ｉｔ
本文 设计 了一 种威尔 金森功分 器￣ｌＧｙｓｅｌ功分 器 相结 合 的不 等 分功分 器 。利用 奇偶 模分 析法 对 电路
结构 进行 了分析 ，并 利用ＡＤＳ仿真 软件 设计 了一 个 微 带线 功分器 ，其 结果 展示 了 良好 的匹配 、隔离 、 功率传输等性能 。
１ 设计 和分析
奇 模 激 励情 况 下 ，其 电路 相 应 的 阻抗 计 算 如
下 ：
ｙ０ｄｄ ＝－ｊｙ１ ｃｏｔ（０）
＋曙 筹
＋ Ｇ０
为 了 得 到 良好 的 匹配 ，使 得 中 心 频 率 电长 度
一 分 二不等分 功分器 的结 构如 图１所 示 ，三端 口 结构包括 分支线 （ｚ 、ｚ：、Ｚ，、Ｚ 、ｚ 、Ｚ６） ，三 个 隔离 电阻／负载 。所 有 的传输 线 电长 度均 为 ０，端 口 阻抗均 为ＺＯ＝５０ｆ２，端 口２与 端 口３的功率分配 比为ｌ（２
（ｐ２／Ｐ３＝ｋ２） 。 由于 电路结构不对称 ，一般的奇偶模分析法不适
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｕｎｅｑｕａｌ；Ｄｉｖｉｄｅｒ；Ｗ ｉｌｋｉｎｓｏｎ；Ｇｙｓｅｌ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ
引 言
功分 器 在 雷 达 通 信 系 统 中 是 非 常 重 要 的 元 器 件 。在众 多功分器 种类 中 ，Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分 器￣ｌＧｙｓｅｌ 功分 器是 最常用 的两种 结构 ［１。】。威尔金 森功分 器具 有 带宽 宽 ，匹配 、隔离性 能好 等 优势 。 Ｇｙｓｅｌ功分 器在 大 功率微 波合 成技 术领 域得 到 了广泛 的应 用 ， 其 结构对 称 ，可 外接 隔离 负载 ，结构 容易 实现 。同 时相对 于威 尔金森 功 分器具 有 更强 的功 率容量 的特 点 。但是 一般Ｇｙｓｅｌ功分器 相对于 威尔金森 功分器 ， 带 宽上存在 一定 的劣势 。
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Ｙ２＋ｊ（Ｇ１＋ｊＹ３ｔａｎ（０））ｔａｎ（Ｏ）
为 了 得 到 良 好 的 匹 配 ， 中 心 频 率 电 长 度
０＝９０。，端 口２偶模激励下 的Ｙｅ 等于Ｙ０２ｏ
由
Ｙｅｖｅ ＝蔫＝Ｙ０２ （５）
ｚ１＝厢 ，ｚ ＝√警 （６）
图２功分器等效 电路
对 于不 等分 功分 器 的难 题 ，将 １端 口等 效为 图２
用 。利用文献口 中奇偶模分析法对该结构进行分析 。
张 玲 等 ：一 种Ｗ ｉｌｋｉｎｓｏｎ和Ｇｙｓｅｌ结 合 的不 等 分 功分 器 设 计
偶 模 激 励 情 况 下 ，其 电路 相 应 的 阻抗 计 算 如
下 ：
Ｚ０ ｐｏｒ
图１功分器结构示意图
＝
十
㈤
（Ｇ１＋ＪＹ３ ｔａｎ（０））＋ＪＹｚ ｔａｎ（０）
器 ，利 用 奇 偶模 分 析 了各 个 端 口及各 段 传 输 线 的 阻抗 。利 用ＡＤＳ设 计 论 证 ，该 功分 器 具 有 良好
的宽 带 以及 大 功率 容 量 的性 能 。
关 键 词 ：不 等分 ；功分 器 ；Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ；Ｇｙｓｅｌ；结合
中图 分 类 号 ：ＴＮ４０５
文 献 标 识 码 ： Ａ
所 示两个并联阻抗ｚ ，ｚ ，。其 中
ＺｉＩｌ２＝１＋ ， Ｚｉｎ３＝１＋１／Ｉ
（１）
电阻 分别等效为 ：， ，。
该奇 偶模方 法要求传 输线 阻抗和 电阻值关于ＡＡ
分 界线的 比值是相等 的 ，即
Ｚｉｎ２Hale Waihona Puke 一＝ ２ｚ
＝
＝
ｚ２ ＝ 丝
．
＝
： ＝ ｋ２
Ｚｔｎ３ ｚ４ ｚｓ Ｚ６ Ｚ０３ Ｒｏ３ Ｒ２
文 章 编 号 ： ２０９５—８５９５（２０１６）０４．４８４．０３
电子 科 学 技 术 ＵＲＬ：ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｃｈｉｎａ．ｅｓｔ．ｔｏｍ．ｃｎ ＤＯＩ：１０．１６４５３／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—８５９５．２０１６．０４．０２８
Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａ Ｎｏｖｅｌ Ｕ ｎｅｑｕａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｄｉｖｉｄｅｒ ｂｙ Ｃｏｍ ｂｉｎｉｎｇ Ｗ ｉｌｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｇ ｙｓｅｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
第 Ｏ３卷 第 ０４期 ２０１ ６年 ７月
电 子 科 学 技 术
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
一 种Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ Ｇｙｓｅ１结 合 的不 等 分 功分 器 设 计
张玲 ，方鑫 ，李 国清
（华 东电子工程研 究所 ，安徽合肥 ，２３００８１）
摘 要 ： 本 文根 据 传输 线原 理 ，设 计 了一 种Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分 器 和Ｇｙｓｅｌ功分 器 结 合 的不 等 分 功分
为 了方便 ，我们定义
Ｚｏ２＝ｋ， Ｚｏ３＝１／ｋ
（３）
按 奇偶 模 方法 ，对 于２，３端 口分 别激 励偶 模 为 Ｖ ＝Ｖ，＝ ；奇模为Ｖ２＝ Ｖｏ， Ｖ３＝－Ｖｏ。对于偶模激励 ，
分界面ＡＡ相 当于磁壁 ，等效 电路如 图３所示 ；奇模 激
励时 ，分界面相当于 电壁 ，等效 电路如 图４所示。
Ｌｉｎｇ Ｚｈａｎｇ，Ｘ ｉｎ Ｆａｎｇ，Ｇｕｏｑｉｎｇ Ｌｉ
（Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ，Ａｎｈｕｉ，２３００８ １，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍ ｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ ，ａ ｍ ｏｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｅｑｕａｌ ｐｏｗｅｒ ｄｉｖｉｄｅｒ／ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ Ｗ ｉｌｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｇ ｙｓｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ｅｖｅｎ－ｏｄｄ ｍ ｏｄｅ ｍ ｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｉｍ ｐｅｄａｎｃｅ ｏｆ ｐｏｒｔｓ ａｎｄ ｍ ｉｃｒｏｓｔｒｉｐ ｌｉｎｅｓ．Ｆｏｒ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ｂｙ ＡＤ Ｓ，ｉｔ
本文 设计 了一 种威尔 金森功分 器￣ｌＧｙｓｅｌ功分 器 相结 合 的不 等 分功分 器 。利用 奇偶 模分 析法 对 电路
结构 进行 了分析 ，并 利用ＡＤＳ仿真 软件 设计 了一 个 微 带线 功分器 ，其 结果 展示 了 良好 的匹配 、隔离 、 功率传输等性能 。
１ 设计 和分析
奇 模 激 励情 况 下 ，其 电路 相 应 的 阻抗 计 算 如
下 ：
ｙ０ｄｄ ＝－ｊｙ１ ｃｏｔ（０）
＋曙 筹
＋ Ｇ０
为 了 得 到 良好 的 匹配 ，使 得 中 心 频 率 电长 度
一 分 二不等分 功分器 的结 构如 图１所 示 ，三端 口 结构包括 分支线 （ｚ 、ｚ：、Ｚ，、Ｚ 、ｚ 、Ｚ６） ，三 个 隔离 电阻／负载 。所 有 的传输 线 电长 度均 为 ０，端 口 阻抗均 为ＺＯ＝５０ｆ２，端 口２与 端 口３的功率分配 比为ｌ（２
（ｐ２／Ｐ３＝ｋ２） 。 由于 电路结构不对称 ，一般的奇偶模分析法不适
