定向耦合器和功率分配器李秀萍北京邮电大学20132013--1010--30301Outline基本特性•三端端网络口网络•四端口网络T型结功率分配器•无耗分配器•电阻性分配器Wilkinson功率分配器20132013--1010--30302分配器和耦合器的基本特性定义无源微波器件，用于功率分配或功率组合P21PP1分配器PP31(1)（a）功率分配P123PPP2P3（b）功率组合20132013--1010--30303分配器和耦合器的基本特性特性•三端口网络采用三端口网络采用TT型结和其他功分器形式，二型结和其他功分器形式，二四端口网络采用定向耦合器和混合网络形式。•功分器经常是等分（功分器经常是等分（3dB3dB）也有不相等的功分）也有不相等的功分比。•定向耦合器可以设计成任意功率分配比，而混合结一般是等功率分配。•混合结在输出端口之间有90（正交）或180（魔TT）相移）相移20132013--1010--30304三端口网络（T型结）功分器最简单的类型，具有一个输入和两个输出的三端口网络。其散射矩阵有出的三端口网络。其散射矩阵有99个独立的矩个独立的矩阵元：SSS111213[]SSSS212223SSS313233若所有端口是匹配的，则Sii0，并且若网络是互易的，则0SS1213[]SS0S1223SS1323020132013--1010--30305三端口网络（T型结）若网络是无耗的，则S矩阵必定是幺正的，这蕴含着下列条件：*SS13230*SS23120*SS1213022SS1213122SS1223122SS1323120132013--1010--30306三端口网络（T型结）*SS31320*SS212300SS1213*SS12130[]SS210S2322SS12131SS3132022SS2123122SS31321这些方程能用下面两种方法之一来满足。即SSS0SSS1或122331123213SSS2132130SSS1223311上述结果表明对于ij，有SSijji，这意味着该器件必定是非互易的。20132013--1010--30307三端口网络（T型结）其解的矩阵表示形式如图其解的矩阵表示形式如图22所示。所示。②②001010①①S100S001010100③③（a）顺时针环形器（b）逆时针环形器图2两种类型的环形器及其S矩阵(端口的相位参考点是任意的)分析：这两者的区别仅在于各端口间功率流的方向，（a）只允许功率流从端口1到端口2，或从端口2到端口3，或从端口3到端口1，而（b）则有相反的功率流方向。20132013--1010--30308三端口网络（T型结）若无耗互易三端口网络只有两个端口是匹配的，则在实际中可以实现。假设端口则在实际中可以实现。假设端口11和端口和端口22是匹是匹配端口，则S矩阵表示为：0SS1213[]SS0S2123SSS31323320132013--1010--30309三端口网络（T型结）因为是无耗的，所以幺正条件满足：*SS13230**SS1213SS23330**SS2312SS3313022SS1213122SS12231222SSS1323331得出：SS13230，则SS1233120132013--1010--303010三端口网络（T型结）该网络的散射矩阵和对应的信号流图如图该网络的散射矩阵和对应的信号流图如图33所示，可所示，可以看出改网络实际上由两个分开的器件组成，一个是匹配的二端口传输线，另一个是完全失配的一端口网络。jSe2100ej①j②jSeSe0012j00ejSe33③20132013--1010--3030图3在端口1和端口2匹配的互易、无耗三端口网络11TT型结功率分配器型结功率分配器定义：简单的三端口网络，用于功率分配或功率组合。可用任意类型的传输线制作。注意：这种结不能同时在