实验十三 hardlywhen微波功分器
一、 实验目的
1.了解功分器的原理及基本设计方法。如何培养学生良好的学习习惯
2.测量微波功分器模块，了解功分器的特性。
二、预习内容
1.消防宣传日熟悉功率分配的理论知识。
2.熟悉功分器的理论知识。
三、实验设备
项次 | 设备名称 | 数量 | 备注 |
1 | 扫频仪/频谱仪 | 1套 | 亦可用网络分析仪 |
2 | 微波功分器模块 | 1只mentioned | |
3 | 50Ω负载 | 1个 | |
4 | THRU端子 | 1个 | THRU（RF2KM） |
5 | 50Ω BNC 连接线 | 2条 | |
6 | 1MΩ BNC 连接线 | 2条 | |
| | | |
四、理论分析
（一）功分器的原理:
功分器是三端口网络结构（3-port network），如图18-1所示。信号输入端（Port-1）的功率为P1，而其他两个输出端（Port-2及Port-3）的功率分别为P2及P3。由能量守恒定律可知P1=P2 + P3。
若P2=P3并以毫瓦分贝（dBm）来表示三端功率间的关系，则可写成：
P2(dBm) = P3(dBm) = Pin(dBm) – 3dB
服装设计师助理招聘图18-1 功率衰减器方框图
当然P2并不一定要等于广州新东方英语培训P3，只是相等的情况在实际电路中最常用。因此，功分器在大致上可分为等分型（P2=P3）及比例型（P2=k·P3）两种类型。其设计方法说明如下：
（1） 等分型：
根据电路使用元件的不同，可分为电阻式、L-C式及传输线式。
A. 电阻式：
此类电路仅利用电阻设计。按结构可分成Δ形,Y形，如图18-2(a)(b)所示。
图18-2(a)Δ形电阻式等功分器 图（b）Y形电阻式等功分器
其中Zo就是电路特性阻抗（Characteristic Impedance），在高频电路中，在不同的使用频段，电路中的特性阻抗不相同。在本实验中，皆以50Ω为例。此型电路的优点是频宽大、布线面积小、及设计简单，而缺点是功率衰减较大（6dB）。
理论推导如下:
副翼
2
一般将来时的结构
V1
∴V2 = ·V1→20·log[ ]= -6dBB. L-C式
此类电路可利用电感及电容进行设计。按结构可分成高通型和低通型，如图18-3(a)(b)所示。其设计公式分别为：
a.低通型（Low-pass）：
其中 fo——操作频率（operating frequency）
Zo——电路特性阻抗（characteristic impedance）
Ls——串联电感（ries-inductor）
Cp——并联电容（shunt-capacitor）
b.高通型（High-pass）：
其中 fo——操作频率（operating frequency）
Zo——电路特性阻抗（characteristic impedance）
Lp——并联电感（shunt-inductor）
Cs——串联电容（ries-capacitor）
图18-3(a) 低通L-C式等功分器; (b) 高通L-C式等功分器
C．传输线式（Transmission-line Type）
此种电路按结构可分为威尔金森型和支线型，如图4-3(a)(b)所示。其设计公式分别为：
structure
a. 威尔金森型（Wilkinson Pattern）
b支线型（Branch-line pattern）
（2）比例型
此种电路按结构可分为支线型及威尔金森耦合线型，如图4-4(a)(b)所示。其设计公式如下：
设计公式:
图18-5(a)分支线型比例功分器
（注: ZP及Zr也可以是电容或电感。请参考 L-C型等功分器。）
图18-5(b)威尔金森耦合线比例功分器
设计公式:
五、实验步骤：
1. 打开仪器开关，设置频率范围、调节输出电平、并校正仪器。。
2. 输入端接仪表，检波器接输出端，另一输出端端接50Ω负载。
3. 记录数据。此时仪器上显示的数据就是功率分配值。
4. 检波器和负载互换位置，记录数据。同样此时仪器上显示的数据就是此路功率分配值。
