在射频系统中,通常需要对两个或多个射频路径的电磁(EM)能量进行分配或合成。这可能涉及到高功率信号的需求,或者使用高功率信号发生器并将其分配至多个路径。无论情况如何,射频功率分配器/合成器都是实现这一功能所必不可少的组件。功率分配器/合成器通常为无源器件,其设计旨在使输入信号均匀地分布于偶数条路径。尽管可以设计和制造奇数端口的功率分配器/合成器,但与偶数端口相比,这种设计较为少见。目前应用最广泛的功率分配器/合成器为2路、4路及8路配置。随着端口数量的增加,功率分配器/合成器在设计公差和复杂性方面也随之提升,因此16路以上的设备并不常见。从理论上讲,可以存在任意数量的功率分配/合成端口,但对于大多数射频系统而言,在特定端口数下,仅具备有限实用价值。
2 路功率合成器 , 500 MHz ~2.5 GHz ,SMA
射频功率分配器/合成器通常设计为均匀地分配或合成输入和输出信号。当端口之间的耦合比率不均匀且耦合因子仅占入射/出射信号能量的一小部分时,通常称之为“射频定向耦合器”。当从一个端口将信号能量均匀地分配至两个其他端口(具有90度或180度相位差),则称之为“射频混合耦合器”,这是一类特殊的定向耦合器。这与典型的射频功率分配器/合成器不同,每个输出端口的相位被设计为匹配,这意味着从单个端口到多个端口的每个信号路径的电气长度(相位长度)相等。
4 路 SMA Wilkinson功率分配器,7GHz~12.4GHz,额定功率 10W
对于每增加一组端口,无源功率分配器将使每个输出端口的可用功率减半,如果在合成器中使用,则功率将减少一倍。例如,采用无源设计的2路射频功率分配器,其输入信号到输出信号之间会出现3dB的信号功率衰减。由于1:8的比率, 8路射频功率分配器将具有9dB的损耗/增益。还有电阻式功率分配器,其中每条信号路径的损耗是无源功率分配器的两倍。电阻式功率分配器通常使用集中元件制成,具有紧凑和宽带特性,但与无源功率分配器相比,功率处理有限、损耗高、隔离差。无源分配器/合成器使用传输线或波导结构制成,这些结构通常表现出更好的射频性能,但通常在频率范围上受到限制,并且尺寸比电阻式功率分配器/合成器大。