四.功分器和定向耦合器的设计

第三讲：功分器和定向耦合器设计学习内容功分器和耦合器的工作原理功分器和耦合器的基本指标功分器和耦合器电路原理图的仿真设计优化功分器和耦合器版图的仿真设计功分器的基本原理工作原理 功分器属于无源微波器件，应用于 功率的分配与合成 。 功分器通常采用 三端口网络 ，常用 3dB等分 形式。 将输入信号等分或不等分地分配到各个输出端口，并在输出端口保 持相同的输出相位。 常用的功分器： T型结功分器、威尔金森功分器PinPout1Pout2功分器的基本原理Ka波段毫米波功率合成应用finfoutAmplifier1Power DividerAmplifier2Power Combiner利用威尔金森功分器实现 2路放大器的功率合成功分器的基本原理 威尔金森功分器电路结构 端口 1无反射；端口 2和端口 3输出电压相等且同相。 端口 2和端口 3输出功率比值为任意指定值，通常为 功率等分 。 为增加端口 2与端口 3的隔离度，在它们之间加入隔离电阻 R。输入端口特性阻抗123分支微带线分支微带线特性阻抗隔离电阻 R功分器的基本原理 威尔金森功分器微带电路基本结构123功分器的基本原理 功分器的基本指标 输入端口回波损耗：输入端口 1的反射功率 Pr与输入功率 Pi之比 插入损耗：输出端口的插入损耗根据输出端口的输出功率与输入端口 1的输入功率 Pi来计算功分器的基本原理 功分器的基本指标 输出端口间的隔离度：根据输出端口 2的输出功率 P2与输出端口 3的输出功率 P3之比计算 功分比：输出端口 3的输出功率 P3与输出端口 2的输出功率 P2之比 相位平衡度在功率合成应用中，输出端口相位平衡度直接影响功率合成效率，即要求各个输出端口信号 相位一致 。功分器的设计、仿真、优化等功分威尔金森功分器的设计指标 频带范围： 0.9-1.1GHz 频带内输入端口回波损耗：S11-3.1dB S31-3.1dB 输出端口间隔离度：S23【 LineCalc】 -【 Start LineCalc】 计算 50欧姆微带线线宽 计算 70.7欧姆微带线线宽，及四分之一波长传输线的长度功分器的设计、仿真、优化基片参数设置工作频率设 置阻抗，电长度设置对应微带线宽度线长结果功分器的设计、仿真、优化 微带线参数设置 设置微带线结构参数变量功分器的设计、仿真、优化 微带电路参数设置 输入端口与四分之一波长电路处的设置功分器的设计、仿真、优化 微带电路参数设置 输出端口电路处的设置功分器的设计、仿真、优化 设置完成的功分器电路图 功分器的设计、仿真、优化 开始仿真 全频段内隔离度未达指标，并且平坦度较差，需优化功分器的设计、仿真、优化 电路优化 对阻抗匹配电路的优化 -优化 变量 w2， lh功分器的设计、仿真、优化 电路优化 优化仿真器和优化目标的设置 由于电路对称性， S(3,1)和 S(3,3)不需优化输入端口回波 输出端口回波插入损耗 输出端口隔离度功分器的设计、仿真、优化 加入优化 元件后的电路拓扑功分器的设计、仿真、优化 优化后的仿真结果满足设计指标！功分器的设计、仿真、优化 版图的生成与仿真显示生