图2。1 功率分配过程

图2。2 功率合成过程

从端口来看，功率分配器有三或者多等多种结构，定向器一般为口结构，不定项器三结构。从功率分配器和耦合器的发展来看，从最早期的同轴T接头、波导T接头、魔T定向器等，到随着微波技术的不断发展，利用微波传输线（微带线、带状线等）设计的各种Wilkinson功率分配器、混合分支电桥等相继问世并不断发展。

根据功率分配器的基本性质，一个三功率分配器不可能同时实现、和全匹配，在各个输出端口之间需要采取一定的方法确保各输出端口。

常见的功率分配器通常采用三T型结构。其网络散射矩阵一般为：

一个三端口功率分配器不可能同时实现、和最佳的端口。若该三端口T型结构是的，则该[S]为对称结构。若所有端口均，则S11=0。则该网络散射矩阵可以写为：

若同时满足如下条件，网络无耗则矩阵满足，则该三网络是无耗的。

因为2。3的六个式子之间存在矛盾，说明在互易、全匹配、无耗不可能同时满足。

如图2。3所示，是一个由传输线和集总参数电阻构成的普通功率分配器，该三端口网络可以实现功率二等分或者不等分，是一个有耗网络，同时具有互易和全匹配特性。

图2。3 普通三端口功分器

等分功率分配器要求，所以如图2。3所示的三个电阻Z1、Z2、Z3阻值，即：

                             (2。4)

从中心看各端口，设1、2、3各端口的外接电阻等于传输特性阻抗Z0 ，则：

Zin是功率分配器的输入阻抗，从1端口向中心看可以表示出Zin：文献综述

令输入端匹配，则:   (2。7)

由上式可以算出Z1、Z2、Z3的阻值为：

因为等分功率分配器是对称结构，所以从端口1和端口2看向中心的阻值也为Z0，所以当如图2。3所示的功率分配器全匹配时，我们可以得出：

设V1是该三网络中端口1的输入电压，则中心处的电压V为:

V3、V2是输出端口电压，V2等于V3，即：

由上式和该功率分配器结构对称可以推出：

所以图2。3所示功率分配器的：

矩阵[S]满足对称，但不满足幺正性。1/2参数说明如图2。3所示的三端网络是有耗网络，有1/2的功率消耗在Z1、Z2、Z3三个电阻上。S23=S32=1/2说明如图2。3所示的功率分配器的输出端口之间无。

由此可总结出，功率设计中的两个需要解决的问题：第一是使三网络的三个完全；第二是输出端要采取隔离措施保证较好的度。

2。2  Wilkinson功分器的原理

Wilkinson功率分配器解决了普通三端口功率分配器在同时实现互易和全匹配时输出端口隔离较差的问题。

Wilkinson功率分配器在普通三端口功率分配器的结构基础上，在输出端两端跨接加入了隔离电阻R，从而实现了各端口和输出端口间的良好,其结构简图如图2。4所示。

图2。4 Wilkinson功分器的结构简图

图2。5 微带型Wilkinson功分器

图2。6 Wilkinson功分器的传输线等效电路

如图2。4所示，1、2、3各端口的特征阻抗为Z0。跨接在端口1和2之间的R的作用是使端口2和3保持较好的度。当功率分配器从端口1输入且端接匹配外接时，电阻上不会消耗功率，端口2和端口3的反射功率会引起消耗，消耗了反射功率，此时的Wilkinson功率分配器是完全匹配且无耗的。由电路的性可知，当信号功率从1端口时，在端口2和3得到大小、相同的输出信号。在二等分功率分配器中的Z1、Z0、R参数之间的关系是：来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766- HFSS的Willkinson宽带功分器设计(4):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_90605.html