功分器基础知识.ppt

,技术培训,单击此处编辑母版标题样式,基础知识培训,功分、耦合器篇,基本单位,1.,MHz、GHz,（Hz、KHz）,描述频率的单位。,.,dB,（dBm、dBc）,在射频、微波电路中用波的概念来描述能量的传递，用功率而不用电压或电流。,dB 比值。描述衰减或增益。dB10lg(p2/p1)。,dBm 比值。功率单位。dBm 10lg(p/mw)。,dBc 比值。功率的相对大小。,dBc 10lg(po/pi)po(dBm)-pi(dBm),.,功率单位。,.,。,描述相位的单位。,功分器基本概念,.功分器的基本概念,功分器是将输入的信号的能量按一定的比例分成两路或多路的器件。,功分器反过来使用就是功率合成器。,图功分器的国际通用符号,为输入锻，、为输出端。,功分器技术指标,.功分器的技术指标,（）频率范围,（）承受功率,（）分配损耗,（）插入损耗,（）隔离度,（）驻波比,（）幅度平衡,（）相位平衡,功分器技术指标,.功分器的技术指标,（）,频率范围,各种射频微波电路工作的前提。,表达方式,：起始频率终止频率,中心频率带宽,常用单位：,MHz、GHz,（）,承受功率,在大功率分配器合成器中，电路元件所能承受的最大功率是核心指标。,表达方式：,峰值功率,连续波功率（平均功率）,常用单位：,测试方法：,功率试验,备注：,功分器中功率承受的薄弱环节是电阻，,电阻在吸收微波能量之后将微波能量转换成热能，如果电阻不能良好散热就会被烧毁。,功分器技术指标,备注：,有时用户会希望有,40dB,的隔离度，这种要求合理吗？,l,对功分器来说，不合理。,l,在实验室条件下，功分器的隔离度可以很高。因为此时仪器校准完毕后，测试端口基本是理想的，同时试验室使用的连接于输入端的负载的驻波较小。如果要求,40dB,的隔离度的，要求输入端的驻波为,34dB(40dB-3dB-3dB),回波损耗为,34dB,，此时要求驻波为,1.04,，也就是说，实际使用中必须使用驻波为,1.04,的器件接在功分器的输入端，这基本上不可能。,l,在窄带情况下，有的公司说可以达到,40dB,的隔离度，这种说法有些勉强，这些,40dB,隔离度的功分器甚至在测试时，只要换一个负载，就可能使隔离度从,40dB,降至,25dB,。,l,如果必须要求,40dB,的隔离度，必须在功分器的输出端加隔离器或隔离放大器，这会大大增加成本。同时这种方法往往只能在窄带上使用，而且会引入其它的问题，诸如损耗增大，承受功率降低等。,功分器技术指标,（）驻波比,回波损耗和驻波均是描述器件端口反射大小的不同的描述。在无反射的理想情况下，回波损耗是负无穷大，驻波为,1,，回波损耗为接近,0,，驻波越接近无穷大，反射就越大。,（VSWR）,常用单位：,-/dB(驻波回波损耗）,测试方法：,使用矢量网络分析仪直接测试。测试时将产品被测试的端口与仪器两个通道相连，其余端口端接欧姆匹配负载。（或是在测试损耗及隔离的过程中一并将驻波进行测试。）,备注：,驻波都是大于的。因为：,驻波（反射系数）（反射系数）,功分器常见问题分析,.频率偏移,功分器的每一级电长度均为中心频率的/4波长，/4波长的电长度在我们的设计中直接表现为印制线的物理长度。中心频率越高，对应/4波长的物理长度越短。因此，当产品频率偏高（或是偏低）时，我们可以判断的是印制线的长度短（或长）与标准长度了。,.损耗偏大,功分器作为进行功率分配的器件，本身是不能放大或是减小信号功率的，它能实现的只是信号能量的分配，因此我们调试的时候只能将损耗调平，而不能将损耗调小。,另外，在装配时接地不好、电阻焊接不平衡、连接器与印制板之间连接不好或是连接器本身指标以及印制线镀层等都会影响产品的损耗。因此，在连接器检验、印制板加工、装配等过程中都要严格控制质量，以免出现上述的原因引起损耗偏大。,功分器常见问题分析,.隔离不够,影响隔离指标的主要原因就是隔离电阻。因此在隔离指标不正常的时候应先检查隔离电阻阻值是否正确。当隔离电阻阻值不正确时，除了隔离指标，还将影响输出端口驻波，使驻波变差。,另外，输入端口的驻波也会影响隔离指标。因此，当隔离不够的时候应先检查是否是因为驻波指标太差产生的影响。并且也可以微调电阻阻值以及电阻附近的印制线达到改善隔离的目的。,4.驻波超差,阻抗不匹配将引起驻波超差，包括连接器与印制线相连产生的突变。因此，一般的调试方法是找出不匹配点，就近进行补偿。,另外，接地不好也会影响驻波。,功分器常见问题分析,5.指标不稳定,连接器问题产生,接地不好产生,印制线产生,功分器基础设计,1.基础概念,阻抗,低频电路中，线路的尺寸与工作波长相比是很小的，在信号传输中，线路上各点的电压和电流是一致的。此时，我们以电压和电流来描述线路特征。,在微波频率下，线路的尺寸与工作波长相当或是大于工作波长了，在信号传输中，线路上各点的电压和电流已经是不一样了。引入阻抗的概念来描述线路的特性。Z=V/I。,Z0=1/YO=（L/C）0.5 表示特征阻抗。是传输线上的行波电压与电流之比。,功分器基础设计,2.功分器设计表现,2.1实现方式,微 带 线功分器,（微带线的形式、影响指标的要点：如厚度、介电常数等）,注意：,接地是否良好；,印制线与连接器是否匹配（焊接是否良好、印制线与接头间距是否过大、有无短路现象）；,电阻焊接（位置是否准确；焊接是否良好）。,带 状 线耦合器,（带状线的形式、影响指标的要点）,注意：,是否压紧；接地是否良好,腔体形式功分器、耦合器,功分器基础设计,2.功分器设计表现,2.2,影响参数,级数,：在相同纹波情况下，级数越多，频带越宽。,（不同级数产品的标准曲线图）,阻抗,：在产品中，阻抗直接对应的是印制线的宽度。阻抗相同的情况下，印制板材料H、ER影响线的宽度。,相同印制板材料：,线越宽，阻抗越低；,线越窄，阻抗越高。,相同阻抗：,ER越高，线越窄；,ER越低，线越宽。,相同ER与阻抗：,H越大，线越宽；,H越低，线越窄。,功分器基础设计,3.举例说明,耦合器基本概念,.耦合器的基本概念,耦合器将信号耦合出一部分能量，耦合出的能量常用于信号的检测或监测，比如功率测量和检波等,。,图耦合器的国际通用符号,1,C1,C2,2,耦合器技术指标,.耦合器的技术指标,（）频率范围,（）耦合度-耦合精度、波动范围,（）插入损耗,（）隔离度,（）方向性,（）驻波比,基本技术指标耦合度,耦合度波动,0.2dB,平均耦合度,耦合精度,标称耦合度(20dB),基本技术指标方向性,1,C1,C2,2,6dB,20dB,耦合度,耦合度,方向性,隔离度,单级定向耦合器,频率响应,对于单节耦合器来说，其带宽决定于所需的耦合度的波动，如果耦合波动小则带宽较窄，耦合波动大则带宽较宽。,在实际设计耦合器时，耦合度应适当比所需的耦合度强，这样可以获得最宽的带宽。,