В радиочастотных и микроволновых системах разветвитель мощности основной пассивный компонент, отвечающий за разделение входного сигнала на несколько выходов с минимальными потерями и идеальным балансом импеданса.
От базовых станций сотовой связи до спутниковых сетей и систем радиочастотного тестирования — разветвитель мощности обеспечивает целостность сигнала на всех путях передачи.

1. Основной принцип работы разветвителей мощности

Делитель мощности равномерно делит входной сигнал на два или более выходных сигнала, сохраняя при этом баланс амплитуды, фазы и импеданса.

В идеальных условиях каждый выход получает одинаковую мощность $P_{вых} = P_{вход}/N$ , но в реальных проектах возникают вносимые потери, вызванные сопротивлением проводника, диэлектрическими потерями и несовершенным согласованием.

Ключевые показатели эффективности включают в себя:

• Вносимые потери (IL)

• Изоляция между выходами

• КСВ (согласование импеданса)

• Амплитуда и фазовый баланс

• Низкий уровень ПИМ (пассивной интермодуляции) производительность

2. Типы разветвителей мощности и конструктивные особенности

1. Микрополосковый разветвитель мощности

The микрополосковый разветвитель мощности Использует печатные линии передачи данных на диэлектрических подложках. Он лёгкий, простой в интеграции и широко применяется в системах DAS внутри помещений и системах малых сот.

Функции:

• Компактная и недорогая конструкция

• Подходит для широкополосных приложений (600–6000 МГц)

• Простота изготовления печатных плат и массовое производство

• Низкий ПИМ достижимо благодаря оптимизированной компоновке проводников и заземлению

Приложения:
Системы DAS, покрытие малыми сотами, испытательные платформы РЧ.

2. Резонаторный делитель мощности

The резонаторный делитель мощности представляет собой прецизионно обработанный металлический компонент, в котором используются резонансные полости и коаксиальные линии для работы на высокой мощности и высокой частоте.

Функции:

• Отличная управляемость

• Низкие вносимые потери и высокая изоляция

• Высокая механическая надежность и устойчивость к воздействию окружающей среды

• Сверхнизкий PIM производительность за счет сплошного металлического экрана и меньшего количества соединений

Приложения:
Фидеры базовых станций, наружные сети, мощные спутниковые или радиолокационные системы.

3. Полосковый разветвитель мощности

The полосковый разветвитель мощности использует симметричную структуру линии передачи, встроенную в диэлектрический слой, что обеспечивает превосходный фазовый и амплитудный баланс в широком диапазоне частот.

Функции:

• Отличная амплитудная и фазовая согласованность

• Компактная многослойная структура, пригодная для интеграции

• Низкие обратные потери и стабильные характеристики импеданса

• Низкий ПИМ благодаря оптимизированному процессу многослойной металлизации и склеивания

Приложения:
Антенны 5G MIMO, многоканальное распределение сигнала, сети с фазированными решетками.

3. Ключевые параметры проектирования и оптимизация

Инструменты оптимизации дизайна: Keysight ADS, Ansys HFSS, CST Microwave Studio — используется для настройки ширины линии, диэлектрической проницаемости, геометрии резонатора и интерфейсов разъемов.

4. Важность низкого PIM при проектировании разветвителя

В современных сетях 5G низкая производительность PIM напрямую влияет на линейность системы и пропускную способность данных.
Незначительные дефекты, такие как окисление поверхности, ослабленные разъемы или неровный контакт, могут приводить к появлению продуктов интермодуляции, ухудшающих SINR и EVM.

Инженерные решения для Low PIM:

• Покрытие с высокой проводимостью (серебро или золото)

• Плавные механические соединения и равномерное регулирование крутящего момента

• Полностью сварные или паяные внутренние конструкции

• Разъемы, оптимизированные для PIM (4.3-10, NF, DIN-F)

5. Типичные области применения разветвителей мощности

1. Базовые станции 5G и 4G – Многоантенные распределительные и фидерные сети электропитания.

2. DAS (распределенные антенные системы) – Разделение сигнала для покрытия внутри помещений.

3. Лабораторные испытания – Синхронизация нескольких РЧ-выходов.

4. Спутниковые и оборонные системы – Балансировка мощности в цепях высокочастотной полезной нагрузки.

6. Будущие тенденции: к интеграции и интеллекту

По мере развития систем связи технология разветвителей мощности продолжает совершенствоваться в направлении:

• Сверхширокополосная конструкция (600–6000 МГц)

• Интегрированные многопортовые модули

• Материалы для резонаторов высокой мощности с низкими потерями

• Интеллектуальное управление питанием через настраиваемые или основанные на МЭМС архитектуры