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微波功分器设计及测试


(2). 画原理图,选择微带线控件 分别放置在绘图区中,并用线连接。 Ctrl+R 旋转 F5 移动文字
(3)利用微带线计算工具计算微带线尺寸参数 在原理图窗口执行【tools】-【lineCalc】-【Start LineCalc】
修改参数,然后单击
按钮就可以算出微带线的线宽1.52 mm
• 在工具栏单击“Deactive or Active”控件 ,然后单击Optim 控件和Goal控件,然后再进行仿真,此时即为优化后结构的仿真结果。
优化仿真结果
(9)功分器的版图生成
在工具栏单击“Deactive or Active”控件 ,然后单击Optim控 件、4个Goal控件3个“地”、三个“Term”,“SP”控件,使它们失效, 就不会出现在所生成的版图中。
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执行菜单命令【Layout】->【Generate/Update Layout】,弹出一 个设置对话框,这里应用其默认设置,直接单击OK。
在版图窗口执行菜单命令【Momentum】->【Substrate】->【Update From Schematic】,将原理图的基板和微带参数更新到版图中。
Wilkinson功分器基本原理
0 1 s 2 1 2 1 2 0 0 1 2 0 0
端口2和端口3之 间相位差为0度。
信号从端口1输入,分成两路分别从端口2和端口3输出。
Wilkinson功分器原理
Wilkinson功分器的计算公式:
微带功分器的测试
微波功分器的测试
微波网络分析仪的使用 微带功分器的隔离度的测试 微带功分器入输出反射系数的测试 微带功分器插入损耗的测试
微带功分器的测试
微带功分器的测试
微带功分器的测试
微带功分器的测试
测试框图
网络分析仪
被测功分器
微带功分器的测试
250MHz S11(dB) s21(dB) s31(dB) s23(dB) 300 350MHz 400MHz …… …… …… …… …… 3GHz
在功率分配器中,一个输入信号被分成两个或多个较小的功率 信号。耦合器可以是有耗或无耗三端口器件,或者是四端口器件。 三端口网络采用T型结和其他功分形式,而四端口网络采用定向耦合 和混合网络形式。
功率分配器
④ ① Z0 Z0 3 Z0 2 ② Z0 4 Rj ③ Z0 5 Z0 ⑤ Z0
g / 4
在版图窗口执行菜单命令【Momentum】->【Substrate】-> 【Creat/Modify】,可以查看和修改基板和微带的基本参数。
(10)功分器的版图仿真
在版图窗口执行菜单命令【Insert】->【Port】,弹出port对话框。 在功分器版图中插入三个端口,分别于端口1、端口2、端口3相连。
Wilkinson功分器原理
P2,P3分别为端口2和端口3的输出功率,k为功率分配比, 若k=1,即P2=P3,功率分配为等分,则有下式:
以端口为50Ω的系统为例:
则ZC2=ZC3=70.7Ω,R=100Ω。
威尔金森功分器的设计与仿真
设计指标:
频率范围:0.9-1.1GHz 频带内输入端口的回波损耗:S11<-20dB 频带内插入损耗:S21>-3.1dB, S31>-3.1dB 隔离度:S32<-25dB

设置微带线宽度W和长度L,具体变量设置如图所示(加SP、端口)
L=1mm Rs=100Ω
(5)原理图仿真,分别看S11、S21、S22、S23数据
频率带宽较差,还需要进一步优化
(6)参数优化 • 双击 控件,弹出参数设置窗口;选择w2,单击Tune/Opt/Start/DOE Setup”按钮;选择“Optimization”标签,如下设置:
在Electrical栏Z0项填入70.7 Ohm,在E_Eff中输入90deg(对应四分之一 波长),然后单击 按钮就可算出微带线的线宽0.7889 mm,线长为 42.8971mm。
(4)设置优化变量 为便于参数优化的需要,在原理图中插入“VAR”控件
双击“VAR”控件,设置w1、w2、ih三个变量(此处不设单位,在 设置每段微带线时另行设定)。
微带结构
波导结构 集总参数结构
功率分配器技术指标
1 P1 2 P2 3 P3
功分器
频率范围:分配器的工作频率 承受功率:分配器/合成器所能承受的最大功率 功率分配比:主路到支路的功率分配比
插入损耗:输入输出间由于传输线(如微带线)的介质或导
体不理想等因素,考虑输入端的驻波比所带来的损耗 驻波比:每个端口的电压驻波比 隔离度:支路端口间的隔离程度
微带板材参数
H:基板厚度(0.8 mm) Er:基板相对介电常数(4.3) Mur:磁导率(1) Cond:金属电导率(5.88E+7) Hu:封装高度(1.0e+33 mm) T:金属层厚度(0.03 mm) TanD:损耗角正切(1e-4) Roungh:表面粗糙度(0 mm)
(1). 创建新的工程、设置长度单位为毫米
版图仿真结果
作业:
设计一微带结构的威尔金森功分器,指标要求: 中心频率:2.45GHz 带宽:60MHz 频带内输入端口的回波损耗:S11<-20dB,S22<-20dB 频带内插入损耗:S21>-3.1dB, S31>-3.1dB 隔离度:S32<-25dB 板材参数: H:基板厚度(1.5 mm), Er:基板相对介电常数(2.65) Mur:磁导率(1), Cond:金属电导率 (5.88E+7) Hu:封装高度(1.0e+33 mm), T:金属层厚度(0.035 mm) TanD:损耗角正切(1e-4), Roungh:表面粗糙度(0 mm) 报告要求: (1)叙述威尔金森功分器原理; (2)给出功分器的原理图和版图; (3)给出原理图和版图仿真结果,并对其结果进行分析。
实验报告要求
实验报告
学生姓名: 实验地点: 学 号: 指导教师: 实验时间:
一、实验项目名称 二、实验目的 三、实验原理 四、实验器材 五、实验步骤 六、实验数据及结果分析 七、实验结论 八、总结及心得体会(包含对本实验过程及方法、手段的改进建议)
Thanks for your attention!
同样方法设置ih变量(12—22)
(7)设置优化方式和优化目标 • 在元件库立标中选择“Op目标控件“Goal”共需四个)插入原理图中。
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(8)优化仿真 • 优化完成后,需要执行菜单命令[Simulate]->[Update Optimization Values],以保存优化后的变量值。
微波功分器测试
主要内容
微带功分器介绍 Wilkinson功分器ADS仿真 微波功分器的测试
功率分配器
微波功分器在现代微波通信系统中的作用
功率分配器(简称功分器)和耦合器是无源微波部件,是现代微波 集成电路中一类不可缺少的无源元件,用以完成功率分配或功率组合。
微波功分器在现代微波通信系统中的作用
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