威尔金森功率分配器

威尔金森功率分配器是一种微波电路元件,是一种功率分配器。它可以让输出端口互相隔离,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)设计出此电路[1]。目前这种电路广泛使用中在无线电通信系统里,因为它输出端口具有高度隔离度,可以防止输出端口之间的串扰。

微带线组成的功率分配器

等分功率

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威尔金森功率分配器输出结果。  约为3db,  在设计频率附近时很低。
 
显示端口2和3之间非常高的隔离度

它使用了四分之一波长转换器,这可以很容易在印刷电路板实现。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(电感电容)。[2] 威尔金森功率分配器的散射矩阵[3]

 

S 矩阵显示,威尔金森功率分配器是互易的( ),且终端相匹配( ),输出端是互相隔离的( =0),并功率均分( )。此矩阵幺正矩阵,因此公分器是有损的。一个理想威尔金森功率分配器将产生3db损耗  中。

根据网络理论,二端口网络不能同时满足三个条件:无损、互易、端口匹配。威尔金森功率分配器满足端口匹配和互易,但是有损。

当端口2和3处的信号同相且幅度相等时,不会发生损耗。如果输入噪声进入端口2和3的,端口1的噪声不会增加,一半的噪声功率会消耗在电阻中。

通过级联,输入功率可能会被分到任何  个输出端口。

不等分功率

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如果端口2和3的连接臂以不相等的阻抗连接,则可以实现不相等的功率分配。 当特征阻抗为 时,想要将功率分配为   ,且   ,可以创造以下等式:

定义   

 
两个分支的阻抗不同,以实现不平均的功率分配。两个分支的输出阻抗也不同。

设计方法是:

 

 

 

 时,就得到功率均分的威尔金森功率分配器。

参考文献

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  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

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