一種改進型Gysel功率分配/合成器的設計
在微波電路中,功率分配/合成器是非常重要的器件,它廣泛應用于饋線系統(tǒng)、混頻及功率放大器中。Gysel功率分配/合成器由Ulrich H.Gysel于1975年提出,其拓撲結構介于分支線耦合器結構和威爾金森結構之間,與分支線耦合器一樣,其終端負載可以通過一段任意長度,且特性阻抗與負載阻抗相同的傳輸線引到電路上的任意位置,因而負載可以根據(jù)需要外接在電路上,便于大功率負載的使用;同時具有和威爾金森功率分配/合成器一樣的相對帶寬。此外,Gysel功率分配/合成器可以采用同軸線、帶狀線、空氣板線及微帶線等多種形式實現(xiàn)。但是,Gysel功率分配/合成器也存在一些缺點:首先,Gysel形式在20%相對帶寬情況下,其插入損耗、駐波等指標比威爾金森形式要好,顯示出較好的寬帶特性。但窄帶情況下,當傳輸線損耗相同時,Gysel形式的損耗值約為0.12 dB,威爾金森則為0.1 dB,駐波也稍大一些。其次,在輸入輸出端口回波損耗小于-20 dB的原則下,Gysel功率分配/合成器的相對帶寬為20%左右,在一些寬頻帶應用的場合,Gysel功率分配/合成器的帶寬仍需要提高。另外,在設計Gysel功率分配/合成器時,各個微帶支節(jié)的阻抗值不是完全確定的,其中兩個隔離電阻間的λ0/2微帶線的阻值隨帶寬、隔離度等指標的要求變化,不利于設計和應用。
本文對Gysel功率分配/合成器進行了改進,目的是提高其隔離度、回波損耗等指標的寬帶特性。通過對整個拓撲的改進,新功率分配/合成器的插入損耗、回波損耗、隔離度等指標明顯優(yōu)于Gysel功分器,而且各個微帶支節(jié)的阻抗值是確定的,非常便于設計。
1 結構及原理分析
傳統(tǒng)微帶型Gysel功分器的結構如圖1所示,由4個λ0/4微帶線及1個λ0/2微帶支節(jié)構成。對于Gysel功分器典型的分析方法是奇偶模分析法及單位元素(Unit Elements)分析方法。一般來說,Gysel功率分配/合成器各個微帶支節(jié)的阻抗值可以?。?br />
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