一種改進型Gysel功率分配／合成器的設(shè)計
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在微波電路中，功率分配／合成器是非常重要的器件，它廣泛應用于饋線系統(tǒng)、混頻及功率放大器中。Gysel功率分配／合成器由Ulrich H．Gysel于1975年提出，其拓撲結(jié)構(gòu)介于分支線耦合器結(jié)構(gòu)和威爾金森結(jié)構(gòu)之間，與分支線耦合器一樣，其終端負載可以通過一段任意長度，且特性阻抗與負載阻抗相同的傳輸線引到電路上的任意位置，因而負載可以根據(jù)需要外接在電路上，便于大功率負載的使用；同時具有和威爾金森功率分配／合成器一樣的相對帶寬。此外，Gysel功率分配／合成器可以采用同軸線、帶狀線、空氣板線及微帶線等多種形式實現(xiàn)。但是，Gysel功率分配／合成器也存在一些缺點：首先，Gysel形式在20％相對帶寬情況下，其插入損耗、駐波等指標比威爾金森形式要好，顯示出較好的寬帶特性。但窄帶情況下，當傳輸線損耗相同時，Gysel形式的損耗值約為0.12 dB，威爾金森則為0.1 dB，駐波也稍大一些。其次，在輸入輸出端口回波損耗小于-20 dB的原則下，Gysel功率分配／合成器的相對帶寬為20％左右，在一些寬頻帶應用的場合，Gysel功率分配／合成器的帶寬仍需要提高。另外，在設(shè)計Gysel功率分配／合成器時，各個微帶支節(jié)的阻抗值不是完全確定的，其中兩個隔離電阻間的λ0／2微帶線的阻值隨帶寬、隔離度等指標的要求變化，不利于設(shè)計和應用。
本文對Gysel功率分配／合成器進行了改進，目的是提高其隔離度、回波損耗等指標的寬帶特性。通過對整個拓撲的改進，新功率分配／合成器的插入損耗、回波損耗、隔離度等指標明顯優(yōu)于Gysel功分器，而且各個微帶支節(jié)的阻抗值是確定的，非常便于設(shè)計。
1 結(jié)構(gòu)及原理分析
傳統(tǒng)微帶型Gysel功分器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由4個λ0／4微帶線及1個λ0／2微帶支節(jié)構(gòu)成。對于Gysel功分器典型的分析方法是奇偶模分析法及單位元素(Unit Elements)分析方法。一般來說，Gysel功率分配／合成器各個微帶支節(jié)的阻抗值可以取：
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