威尔金森功率分配/合成器及其设计方法与流程

技术特征：
1.一种威尔金森功率分配/合成器，其特征在于，所述威尔金森功率分配/合成器至少包括：一个主路端口、至少两个支路端口和至少两路传输线，其中，所述传输线的路数与所述支路端口的个数相匹配，所述主路端口通过各路传输线分别连接各个支路端口；所述主路端口还连接具有复数阻抗或实数阻抗的主路负载；每个支路端口均连接具有复数阻抗或实数阻抗的支路负载，且每两个支路端口之间还连接具有复数阻抗的隔离负载；其中，所述主路端口为功率输出端、所述支路端口为信号源输入端时，所述主路负载为匹配负载，所述支路负载为源负载；所述主路端口为信号源输入端、所述支路端口为功率输出端时，所述主路负载为源负载，所述支路负载为匹配负载；其中，所述威尔金森功率分配/合成器为具有n路传输线且功率分配比相同的功率分配/合成器时，n路传输线具有相同的特性阻抗；在向所述支路端口施加偶模电压激励时，根据传输线理论，所述源负载、所述匹配负载和所述传输线之间的关系满足下式，以使各个支路端口共轭匹配：其中，为所述源负载的源阻抗的共轭复数，ZL为所述匹配负载的匹配阻抗，Z0为所述传输线的特性阻抗，θ为电长度，n为大于等于2的自然数；在向所述支路端口施加奇模电压激励时，所述源负载、所述传输线和所述隔离负载之间的关系满足下式，以使各个支路端口共轭匹配：从而可以推得：其中，ZISO为所述隔离负载的隔离阻抗。2.根据权利要求1所述的威尔金森功率分配/合成器，其特征在于，所述威尔金森功率分配/合成器为具有两路传输线且功率分配比为m:1的功率分配/合成器时，所述主路端口为功率输出端，所述支路端口为信号源输入端，所述主路负载为匹配负载，所述支路负载为源负载，两路传输线具有不同的特性阻抗；在向两个支路端口施加功率分配比为m:1的同相功率激励时，根据传输线理论，所述源负载、所述匹配负载和所述传输线之间的关系满足下两式，以使各个支路端口共轭匹配：其中，为第一源负载的源阻抗的共轭复数，为第二源负载的源阻抗的共轭复数，ZL为所述匹配负载的匹配阻抗，Z01为第一路传输线的特性阻抗，Z02为第二路传输线的特性阻抗，θ为电长度，m为大于等于2的自然数；在向两个支路端口施加功率分配比为m:1的反相功率激励时，所述源负载、所述传输线和所述隔离负载之间的关系满足下两式，以使各个支路端口共轭匹配：从而可以推得：其中，两个支路端口的电压等幅同相，从而可以推得：其中，ZISO为所述隔离负载的隔离阻抗。3.根据权利要求1所述的威尔金森功率分配/合成器，其特征在于，所述隔离负载至少包括：隔离电阻，以及与所述隔离电阻并联或串联的隔离电容或隔离电感。4.根据权利要求1所述的威尔金森功率分配/合成器，其特征在于，所述传输线为微带线传输线或带状线传输线。5.一种如权利要求1所述的威尔金森功率分配/合成器的设计方法，其特征在于，所述威尔金森功率分配/合成器的设计方法至少包括：预先设定所述威尔金森功率分配/合成器具有n路传输线且功率分配比相同；向所述支路端口施加偶模电压激励，所述隔离负载开路，将所述匹配负载等效为n个并联的支路匹配负载，从而等效形成n路相同的功率传输支路；根据传输线理论，所述源负载、所述匹配负载和所述传输线之间的关系满足下式，以使各个支路端口共轭匹配：其中，为所述源负载的源阻抗的共轭复数，ZL为所述匹配负载的匹配阻抗，Z0为所述传输线的特性阻抗，θ为电长度，n为大于等于2的自然数；向所述支路端口施加奇模电压激励，所述匹配负载短路，将所述隔离负载等效为n个串联的支路隔离负载，从而等效形成n路相同的功率传输支路；所述源负载、所述传输线和所述隔离负载之间的关系满足下式，以使各个支路端口共轭匹配：从而可以推得：其中，ZISO为所述隔离负载的隔离阻抗；根据上述公式，计算所述威尔金森功率分配/合成器的各参数值。6.一种如权利要求1所述的威尔金森功率分配/合成器的设计方法，其特征在于，所述威尔金森功率分配/合成器的设计方法至少包括：预先设定所述威尔金森功率分配/合成器具有两路传输线且功率分配比为m:1；向两个支路端口施加功率分配比为m:1的同相功率激励，所述隔离负载开路，将所述匹配负载等效为两个并联的支路匹配负载，从而等效形成两路功率传输支路；根据传输线理论，在第一路功率传输支路中，所述源负载、所述匹配负载和所述传输线之间的关系满足下式，以使各个支路端口共轭匹配：在第二路功率传输支路中，所述源负载、所述匹配负载和所述传输线之间的关系满足下式，以使各个支路端口共轭匹配：其中，为第一源负载的源阻抗的共轭复数，为第二源负载的源阻抗的共轭复数，ZL为所述匹配负载的匹配阻抗，Z01为第一路传输线的特性阻抗，Z02为第二路传输线的特性阻抗，θ为电长度，m为大于等于2的自然数；向两个支路端口施加功率分配比为m:1的反相功率激励，所述匹配负载短路，将所述隔离负载等效为两个串联的支路隔离负载，从而等效形成两路功率传输支路；在两路功率传输支路中，所述源负载、所述传输线和所述隔离负载之间的关系满足下两式，以使各个支路端口共轭匹配：从而可以推得：其中，两个支路端口的电压等幅同相，从而可以推得：其中，ZISO为所述隔离负载的隔离阻抗；根据上述公式，计算所述威尔金森功率分配/合成器的各参数值。