威爾金森功率分配器

威爾金森功率分配器是一種微波电路元件,是一種功率分配器。它可以讓輸出端口互相隔離,同时所有端口都阻抗匹配。 威尔金森的设计也可用作为一个功率合成器,因为它是由被动组件 ,因此互易的。1960年,威尔金森(Ernest J. Wilkinson)設計出此電路[1]。目前这种电路广泛使用中在无线电通信系统裡,因為它輸出端口具有高度隔離度,可以防止輸出端口之間的串擾。

微帶線組成的功率分配器

等分功率

 
威爾金森功率分配器輸出結果。  約為3db,  在設計頻率附近時很低。
 
顯示端口2和3之間非常高的隔离度

它使用了四分之一波長轉換器,这可以很容易在印刷电路板實現。它还可以使用其他形式的传输线路(例如同轴电缆)或集中式电路元件(電感电容)。[2] 威爾金森功率分配器的散射矩陣[3]

 

S 矩阵显示,威爾金森功率分配器是互易的( ),且终端相匹配( ),输出端是互相隔離的( =0),并功率均分( )。此矩陣么正矩陣,因此公分器是有損的。一个理想威爾金森功率分配器将产生3db損耗  中。

根據网络理論,二端口網絡不能同時滿足三个条件:無損、互易、端口匹配。威爾金森功率分配器满足端口匹配和互易,但是有損。

當端口2和3處的信號同相且幅度相等時,不會發生損耗。如果輸入噪聲進入端口2和3的,端口1的噪聲不會增加,一半的噪聲功率會消耗在電阻中。

通过级联,输入功率可能会被分到任何  個輸出端口。

不等分功率

如果端口2和3的連接臂以不相等的阻抗連接,則可以實現不相等的功率分配。 當特徵阻抗為 時,想要將功率分配為   ,且   ,可以創造以下等式:

定義   

 
兩個分支的阻抗不同,以實現不平均的功率分配。兩個分支的輸出阻抗也不同。

设计方法是:

 

 

 

 時,就得到功率均分的威爾金森功率分配器。

参考文献

  1. ^ E.J.Wilkinson,An N-Way Hybrid Power Divider页面存档备份,存于互联网档案馆),第一卷。 8,p. 116-118扬的。 1960年,doi:10.1109/TMTT的。1960年。1124668
  2. ^ Overview and essentials of the Wilkinson divider splitter combiner. Radio-electronics.com. [6 February 2013]. (原始内容存档于2018-07-26). 
  3. ^ D.M.Pozar, 微波工程,第三版,John Wiley&Sons:纽约,2005年

外部链接