S8实验八微带功分器设计
参数计算
根据要求,为了实现匹配,微带不等功率 分配器的各段线的特性阻抗应满足如下关 系: Z = Z k (1 + k 2 )= 158.11Ω 2 ) = ZC 2 = 39.53Ω 2 k = Z C 3 Z C= k 70.71Ω ZC Z = = 35.355Ω C4 k 1+ k 2 = R ZC = 125Ω k
利用txline工具课计算得到各段微带线的参 数。在MWO中绘制出功分器的电路原理图。
仿真
功率分配器的输入端口反射系数S11情况
仿真
功率分配器的插入衰减S12情况
仿真
功率分配器的隔离度S23情况
实验内容
已知微带二路功分器各路引出线的特性阻 抗为ZC=50,比例系数k=3,试设计该功分 器的电路。要求:计算出各段线的特性阻 抗值;假如所采用的基片材料相对介电常 数为12.0,中心工作频率为3GHz,导体带 材料为铜,用MWO绘制出对应的版图;并 用MWO仿真输入端口反射系数|S11|、插 入衰减|S12|、隔离度|S23|
不等功率分配器
它是不对称网络,要求输出两路中电压沿 传输方向的分布相同,故可用称为变异奇 偶模激励的分析方法进行分析。
设计举例:MWO设计微带功分器
要求:已知微带二路功分器各路引出线的 特性阻抗为ZC=50W,比例系数k=2,基片 材料相对介电常数为9.0,中心工作频率为 5GHz,导体带材料为铜。 结果:用MWO仿真输入端口反射系数|S11|、 插入衰减|S12|、隔离度|S23|。
这种二等分功率分配器有两个特点: (1) 这种功率分配器具有较宽的频带特性, 若要进一步加宽工作频带,可以采用多节 四分之一波长阻抗变换器和相应数目的隔 离电阻。 (2)当作为功率合成器应用时,在1、2端口 必须输入等幅同相信号,方能在端口3得到 功率的完全相加,否则将有功率被隔离电 阻消耗掉。
二等分功率分配器
二等分功率分配器是一个无耗、可逆三端 口接头,各个端口不能同时达到匹配或功 率分配口之间的隔离。但通过加入电阻性 元件,进行适当设计,可以获得同时满足 匹配和隔离的要求。
信号从端口3输入 ,分别从端口1和2输出,彼此 之间没有耦合。隔离电阻R,实现输出端口之间 的隔离。由于结构对称,当信号从端口3输入时, 在两段传输线的对应点上,电压是等幅同相的, R上没有电流,相当于R不起作用;而当信号从端 口1输入时,它将分两路到达端口2,只要R的数 值及位置选择合适,可使此两路信号互相抵消, 从而使得1、2两端口隔离。 可以用奇、偶模分 析法对此二等分功率 分配器的特性进行分 析
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实验报告要求
1. 给出微带功分器电路中各段线的特性阻 抗值详细计算步骤。 2. 给出用MWO绘制的微带功分器版图,保 存仿真工程文件。 3. 记录MWO仿真得到的输入端口反射系数 |S11|、插入衰减|S12|、隔离度|S23|情况 图,并导出仿真数据,利用Origin软件重新 绘制各仿真结果图。 4. 讨论影响功分器工作带宽的因素。
福建省精品课程
微带功分器设计
Microwave and Photon Technology Dec 2008
概述
功分器是功率分配器的简称,它是把某一 路的微波输入功率,按规定比例分成两路 或多路输出的微波器件。 功分器的主要技术要求为: (1)输出功率的分配比例; (2)输出端口之间要相互隔离; (3)各输入输出端口必须匹配。