射频前端的小型化是无线通信技术发展的趋势之一,在传统的射频电路中,各种无源射频器件都是分别设计,然后以级联的形式连接在一起,这种设计方式不利于射频前端的小型化,因此,作为一种小型化和降低成本的有效方式,无源射频元件的一体化设计被越来越广泛的重视。功分器是射频前端馈电网络中的重要无源器件,本文针对多功能功分器的一体化设计开展研究,具有一定的理论意义和重要的应用价值。首先,本文从功分器的理论出发,结合混合模S参数的分析,提出了一种能够实现单端到差分转化的差分型功分器,实现了功率分配器与巴伦的一体化设计；其次,结合滤波器的设计理论,引入级联的阶梯耦合线结构,设计出具有滤波特性的功分器,实现了功分器和滤波器的一体化设计；最后,结合前两部分内容,将滤波功分器差分化,设计出具有滤波特性的差分功分器,进一步实现了功分器、滤波器以及巴伦三种元件的一体化设计。主要研究内容和创新如下：1、分析介绍了混合模式条件下的散射参量,得出了全差分端口和混合端口两种网络下,单端的传统网络S参量与混合模S参量之间的变换形式。2、以Wilkinson结构的功分器为基础,将混合模S参数分析方法和奇偶模分析方法相结合,通过采用枝节线加载阶梯阻抗线的结构来扩展带宽,设计和制作了一款工作于X波段(9-11GHz)的新型单端-差分功分器。测试的性能曲线与仿真的性能曲线基本吻合,在差模激励下,带内的插入损耗优于-4.6dB,输入端口处的回波损耗都在-15dB以下,输出端口处的回波损耗在-12dB以下,两个输出端之间的隔离性能都达到了-15dB以下,同时,还实现了良好的共模抑制。3、将等效电路方法和电磁仿真方法相结合,通过采用阶梯阻抗线和枝节线加载谐振器结构,设计和制作了一款工作于X波段(9.5-10.5GHz)的新型滤波型的功分器,其中,为了使电路紧凑、增加带内选择性、提高带外抑制能力,采用阶梯阻抗线为耦合线。测试的性能曲线和仿真的性能曲线基本一致,插入损耗优于-3.8dB,输入端口处回波损耗在-17dB以下,输出端口处回波损耗都处于-20dB以下,输出端处隔离度性能最大能够达到-16dB以下,实现了良好的滤波和功分特性。4、结合前两部分内容,将差分功分器的理论应用于滤波功分器中,设计和制作了一款X波段(9.5-10.5GHz)集功分器、滤波器和巴伦三种器件为一体的新型差分滤波功分器。为验证电路的性能,对电路进行了加工并测试,从测试结果中可以看出共模信号被抑制,差模激励下的输入端和输出端回波损耗均处在-13dB以下,带内的插入损耗优于-4dB,带内输出端的差模隔离性能在-20dB以下,与仿真曲线基本吻合。