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微帶功分器的設(shè)計(jì)時(shí)間：2015-08-16來源：天線設(shè)計(jì)網(wǎng)作者：adminTAGS：威爾金森功率分配器無源器件wilkinson功率分配器是將輸入信號功率分成相等或不相等的幾路功率輸出的一種多端口微波網(wǎng)絡(luò)。功率分配器是無源微波器件，反過來就是功率合成器。功率分配器有多種形式，其中最常用的是g/4功率分配器，這種功率分配器稱為威爾金森（wilkinson）功率分配器。威爾金森功率分配器由三端口網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。在近代射頻和微波電路中廣泛地使用著功率分配器。瞬時(shí)測頻接收機(jī)是一種簡單而緊湊的接收機(jī)，能覆蓋很寬的射頻頻帶。實(shí)際的IFM接收機(jī)是由若干個(gè)簡單的瞬時(shí)測頻（IFM）接收機(jī)并行組成。這就需要使用一分八功分器進(jìn)行個(gè)通道的信號分配。一分八功分器可以由幾個(gè)一分二的功分器級聯(lián)而成。天線設(shè)計(jì)網(wǎng)這就對一分二功分器在體積、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性以及輸出端口之間的相位一致性提出了更高的要求。本文用多節(jié)阻抗變換器級聯(lián)的方式來實(shí)現(xiàn)寬頻帶和低損耗，使用ADS軟件設(shè)計(jì)并仿真工作頻帶在618GHZ的寬帶微帶線功分器。功分器的設(shè)計(jì)指標(biāo)功分器的技術(shù)指標(biāo)包括：（）頻率范圍：Ghz；（）插入損耗：dB；（）駐波比：；（）隔離度：dB；（）相位一致性：。功分器的設(shè)計(jì)威爾金森功率分配器由三端口網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，由于單節(jié)阻抗變換器工作帶寬為窄帶，不能實(shí)現(xiàn)寬帶功分器，因此需要采用多節(jié)阻抗變換器相級聯(lián)的方式來展寬工作頻帶。本文設(shè)計(jì)的是一個(gè)工作頻帶在，功分比為的二路帶狀線型wilkinson功分器。帶寬為個(gè)倍頻層，結(jié)合多節(jié)阻抗變換器天線設(shè)計(jì)網(wǎng)相級連的形式，阻抗變換器為節(jié)。由于本功分器對結(jié)構(gòu)尺寸和相位一致性要求較高，在此選用介電常數(shù)為2.2、層壓板厚度為0.254mmRoger5880高頻層壓材料。結(jié)構(gòu)上采用葫蘆狀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)（工作頻段、輸入輸出端口的駐波、輸出端口間的隔離度）要求，由寬帶功分器設(shè)計(jì)理論確定功分器具體尺寸，計(jì)算出各段阻抗變換器的特性阻抗，如表所示，并計(jì)算出隔離電阻的阻值如表所示。實(shí)現(xiàn)方法及仿真設(shè)計(jì)高級設(shè)計(jì)系統(tǒng)（ADS）軟件由美國安捷倫公司開發(fā)，是當(dāng)前射頻和微波電路設(shè)計(jì)的首選工程軟件。該軟件功能強(qiáng)大，仿真手段豐富多樣，可實(shí)現(xiàn)包括域和頻域、數(shù)字和模擬、線性和非線性、電磁和數(shù)字處理等多種仿真手段，天線設(shè)計(jì)網(wǎng)并可以對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行成品率分析和優(yōu)化，從而大大提高了復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)效率。本設(shè)計(jì)就采用了ADS軟件仿真設(shè)計(jì)。用ADS軟件linecalc計(jì)算出對應(yīng)特性阻抗的微帶線寬度，以及對應(yīng)于中心頻率12GHZ的微帶線寬度。理論值如表所示。首先用ADS軟件設(shè)計(jì)出電路原理圖，并進(jìn)行仿真和優(yōu)化，得到最終的原理圖如圖所示。然后將電路原理圖轉(zhuǎn)化為版圖進(jìn)行電磁仿真，轉(zhuǎn)化后的版圖如圖所示。版圖仿真結(jié)果一端口的駐波S11如圖所示，插入損耗S21如圖所示。測試結(jié)果實(shí)際做出的產(chǎn)品實(shí)物如圖所示，該功分器的外部尺寸為。測試系統(tǒng)為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。如下圖所示，功分器輸入駐波在整個(gè)頻段內(nèi)小于1.4，實(shí)測的路傳輸損耗均小于（一路為3.5dB，一路為3.6dB），個(gè)端口之間的相位差在18GHZ時(shí)為3.210。采用多節(jié)阻抗變換器設(shè)計(jì)工作頻帶在618GHZ的寬帶wilkinson功分器，并利用ADS軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真，結(jié)果表明，采用多節(jié)阻抗變換器相級聯(lián)來展寬工作頻帶是有效的方法。在極大展寬頻帶的同時(shí)，功分器的傳輸損耗、隔離度、駐波等指標(biāo)可以完全達(dá)到要求。所制作出的實(shí)物功分器符合小型化要求，應(yīng)用在一分四或一分八功分器上，這種葫蘆狀的功分器結(jié)構(gòu)更加緊湊，在體積上更有優(yōu)勢，完全滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的