一种四路等功率正交功分器研究与设计陈涛，杨涛，杨自强（电子科技大学电子工程学院成都611731）摘要：本文设计了一种用于获取奄米波信号的四路等功分正交功率分配器。该功率分配器可以应用在获得定米波源信号的四次谐波提取电路屮，该功率分配器将一较低频率的号源的输出分配为相位分别为0°,90°,180%270。的四路正交信号。该四路功率分配器由两个90。分支电桥和一个180。环形电桥构成。通过仿真，该功分器在7.8GHz〜9GHz频率范围类,网路输出在6.4土0.3dB范围内，各路输出保持相对相位为0。土0.5。，90°±0.5°,180°±0.5°,270。±0.5。,反射系数大于15dB,各输出端口之间隔离度大于15dB。关键词：毫米波，等功率，正交，电桥中图分类号：TN626Afour-way6dBorthorhombicpowerdividerdesignChcntao,Yangtao,Yangziqiang(UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina)Abstract:Thispaperintroducesadesignoffour-wayoutputorthogonalpowerdivider.Thepowerdividercanbeappliedinthemillimeterwavescircuitforextractionoffourthharmonic・Thefour-wayoutputpowerdividerconsistsoftwobranchbridgeandaringbridge.Inthe7.8GHz〜9GHzfrequencyrange,amplitudeofthefourwaysoutputare6.4±0.3dB,theoutputphasetheoutputphaseisorthorhombic,reflectioncoefficientisgreaterthan15dB,andthesolationofoutputportisbetterthan15dB.Keywords:millimeterwave,orthogonality,branchbridge,ringbridge0引言功率分配器是将输入信号功率分成相等或不相等的儿路功率输出的一种多端UI微波网络叫功率分配器是无源微波毫米波器件，当其输入输出反过来应用，则功率分配器乂称为功率合成器，在微波毫米波系统中有广泛的应川。常见的微带结构功分器是基于威尔金森功分器进行设计，其输岀信号之间多是同相位关系，本文设计的四路正交功率分配器应用于低频率的微波信号获得毫米波信号电路中，山于后续四倍频电路需要四路正交输入信号3】，如图1所示，因此需要设计一种能够输出网路正交信号的功率分配器。基金项高等学校博士学科点专项科研基金（20090185110004）作者简介：陈涛（198&）男硕士研究生射频、微波、亳米波电路与系统及集成技术通信联系人：杨涛（1970-）男教授射频、微波、毫米波电路与系统及集成扌支术・E-mail:lyang@uestc.edu.cn(1)1原理设计351.190°电桥如图2所示，3dB90°电桥由四段四分之波长传输线构成，其屮两段阻抗为Zo,另外两段阻抗为帀巧，其屮L=。理想90。电桥的S矩阵为回0J10[S]=4J001・“2100101/0z()/图1.四倍频原理图ZoZo40图2.3dB90°分支电桥可见，端口2,3的输出幅度相同，相位相差90。。1.2180。电桥45结构如图3所示，180。环形电桥由四段阻抗为Zo/V2的传输线组成，其中三段长四分之波长，第四段长四分之三波长，其屮L=[/4。理想的3dB180°环形电桥的的S矩阵|5]为da二加001030zoof00<Z?I4f00=-12'<'0000<0f(3)(4)可见，当信号从2端口出入时，端口1,4输出信号幅度相同，相位相差180O1.3四路输出正交等功率分配器设计本设计原理图如图4所示，由图可知信号首先由3dB180°环形电桥产生180。相位差的输出信号作为两个3dB90°分支电桥的输入。由于3dB90°分支电桥完全相同，因此，可以得到四路功率相同，相对相位为0。，90。，180。，270。的四路输出.具体结果可由以下分析得出。令环形电桥的两路输出分别为血和，90。分支电桥的隔离端口接匹配负载，则根据式(1)有丫加/IWY0/00丫加/丫5/YO/00Goo二S'oc=^rjaooo%2300r0x2'-flo'8'00f00</?24f<0f<0f其中,b\2,b\3,b22,b23为输出,可见四路信号相对相位为0°,90°,180°,270O再令环形电桥的2端口输入为1,其他端口无输入，则根据式(2)可以得8：01100-1102图3.3dB180°环形电桥70得到40=可见,丫-伽»OC=畑Hi<-aof0200=[S]'00='000</?04f(5)联系式(3),(4)可以得到(6)四路输出信号幅度相同。典型4所示。"3IIJ1ItllSUE二"wr-8ar•2c=econmDatACm<nOH：U—2Zg«>Ohm・Rras9?CCC・3aEmm2电路设计及仿真在ADS中的原理模型如图5所示，三个3dB电桥均采用各分支长为结构，在三个电桥的对应的隔离端接50Q电阻，原理图仿真结果如图6R...