切比雪夫阻抗变换器的设计方法

切比雪夫阻抗变换器是微波工程中一类常用的匹配元件.但在现有一些教材中对切比雪夫阻抗变换器设计方法的论述存在若干不够明确和舛误之处.本文对这些问题进行了分析,并基于两种不同的策略讨论了切比雪夫阻抗变换器的设计步骤.

超宽带大功率合成器设计

在80 MHz~1 GHz频段,单个功率管输出功率能达到100 W以上,为研制输出功率400 W的功率放大器,文中设计了四路功率合成器。该合成器需要实现功率容量大、工作频带宽、体积小的设计目标。在功率容量方面,文中采用悬置带状线结构,其功率容量远远大于微带线结构;在工作频带方面,采用切比雪夫九节阻抗变换器,将工作带宽拓宽为80 MHz~1 GHz;在体积方面,文中合成器的功率合成部分采用Y型节级联实现四路功率合成,阻抗变换部分采用切比雪夫阻抗变换器进行阻抗变换,该结构相较于磁环巴伦功率合成器,不但具有损耗小、平坦度高的优点,而且通过将阻抗变换器设计成曲折的形状,进一步缩小了合成器体积。仿真与实测结果显示该合成器在80 MHz~1 GHz范围内还具有较高的平坦度,合成效率可达90%以上。

一种简易的Wilkinson宽带等功率分配器设计

针对传统威尔金森功分器带宽过窄的问题,设计了一款宽带一分四等功率分配器。该功率分配器基于两路威尔金森功分器结构,采用切比雪夫多项式逼近算法,实现功分器带宽的展宽。仿真结果显示:该功分器的工作频率在1.7GHz-4.7GHz,带宽大约为3GHz,输入、输出驻波比均在1.25以下,插入损耗在6.5dB左右,带内回波损耗大于20dB,各输出端口隔离度大于20dB,各输出端口相位偏差小于10度,电路尺寸为114.02mm×61.0mm,满足设计要求。