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技术科普 | 功分器在先进射频系统中的关键作用
发布时间:2025-12-18  关键词:泰莱微波  发布者:泰莱微波

      功分器(功率分配器),是射频微波系统中用于实现信号能量定向分配与合成的无源网络元件。其本质是一个多端口网络,遵循互易定理,既可将一路输入信号的能量按特定比例分配至多路输出,也可逆向工作,将多路信号合成一路输出,在无线通信、测试测量等领域具有核心作用。

一、核心原理及参数指标

功分器的工作原理基于电磁波在电路结构中的传输与变换特性,性能由一系列散射参数精确表征。当射频信号输入后,内部通过特定的传输线结构与阻抗匹配网络实现功率的再分配。以经典的威尔金森功分器为例,其核心是利用四分之一波长传输线完成阻抗变换,以实现功率的均匀分配,并通过集成电阻元件为输出端口间的反向信号提供消耗路径,从而实现高隔离度。

要判断功分器性能优劣,我们需要关注以下4个核心指标:

1.插入损耗

包含固有的理论分配损耗和由导体、介质损耗构成的额外损耗。它决定信号通过器件时的功率衰减程度,是影响系统能效的关键指标。

2.隔离度

反映了输出端口之间相互影响的程度,隔离度越高系统稳定性越好。

3.回波损耗

表征了端口的阻抗匹配质量,直接影响信号反射的能量大小。

4.幅度与相位一致性

这对于依赖多路信号相干工作的系统至关重要。

二、主流产品类型与技术特性

面对不同的应用场景,功分器发展出了以下几种主要类型,各有千秋。
1.微带功分器

微带功分器采用印刷电路板工艺在介质基片上制作电路,具有设计灵活、成本低、体积小、易于集成的显著优点,其性能受到基板材料、工艺精度及工作频率的显著影响。

随着功分路数的增加,设计挑战急剧增大,通常需要采用多级树状结构级联实现,这带来了累积损耗增加、相位一致性控制难度高、整体布局复杂化以及隔离电阻网络设计复杂等一系列技术难题。因此,高路数的微带功分器是衡量设计能力和工艺水平的重要标志。

泰莱微波解决方案

泰莱微波提供超宽带同轴微带功分器和合路器,频率覆盖DC-67GHz,2路到64路可选,具有低插损、低驻波、高隔离、优异的幅度和相位一致性等优势,广泛应用于测试设备、5G系统等前沿领域。

下图展示的为公司的64路功分器件RS64W2080-S。


2.电阻功分器

电阻功分器是一种完全由电阻网络构成的宽带器件,其最大特点是能够从直流到极高频率的范围内稳定工作。通过精密的电阻值匹配来实现功率的分配与各端口的阻抗匹配。

其缺点是输出端口之间不存在隔离,任一端口的负载变化会直接影响其他端口,并且其插入损耗远大于理论分配损耗,因为部分信号能量在电阻上以热能形式耗散,限制了其功率容量。它非常适合应用于对带宽和幅度一致性要求极高,但对隔离度要求不高的测试测量场景。

泰莱微波解决方案

RS4DC670-1.85为代表,该型号功分器工作频率覆盖DC-67GHz。我们支持根据客户应用场景,进行指标优化与尺寸定制,可为客户提供精准的测试解决方案。

3.腔体功分器

腔体功分器将电路结构密封于金属腔体内部,利用腔体谐振和分布参数进行工作。这种结构使其具有功率容量大、插入损耗低、品质因数高、性能稳定可靠的突出优势。

其缺点主要体现在体积和重量相对较大,制造成本也更高。

4.波导功分器

波导功分器采用金属波导管作为传输介质,是毫米波等高频波段的首选方案。其工作原理基于电磁波在波导内的各种激励与分配结构。波导结构使其天然具有极低的传输损耗和极高的功率处理能力。

其劣势同样明显,包括体积非常庞大、加工制造复杂且成本高昂。 

、泰莱微波产品优势与核心能力

泰莱微波凭借深厚的技术积淀,构建了完善的高性能功分器产品矩阵,致力于为客户提供专业解决方案。

a.功分器产品矩阵: 我们的微带功分器系列采用先进的电磁仿真与高精度工艺,确保从低路数到高路数全线产品性能的一致性与优越性。电阻功分器系列选用高精度薄膜电阻,保障了超宽频带内的幅度与相位稳定性。\

b.高可靠性保障: 全系列功分器产品遵循严格的质量标准,通过完整的环境应力筛选与可靠性测试,并已全面通过ISO9001与GJB-9001C国军标认证。

c.深度定制化服务: 我们具备强大的定制开发能力,可根据客户的特定需求,在工作频段、功分路数、接口形式及机械结构等方面提供灵活的定制化服务。


 


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