实验四：微波功分器设计与仿真PPT课件

-,1,实验四、微带功分器设计与仿真,-,2,一、实验目的1、理解微带功分器的工作原理及其特点；2、掌握微波网络的S参数；3、掌握微带功分器的设计和仿真。,二、实验原理,功分器是一种功率分配元件，它是将输入功率分成相等或不相等的几路功率，当然也可以将几路功率合成，而成为功率合成元件。在电路中常用到微带功分器，结构示意图如图所示。,功分器各端口特性要求如下：,端口1无反射，即完全匹配。,端口2和端口3输出电压相等且同相。,端口2、端口3输出功率比值为任意指定值1/k2,-,3,T1,T2,T3,-,4,，,相关计算公式如下：,R为2、3端口的隔离电阻,相关功能指标：,输入端口的回波损耗，R值越大回波损耗越大，说明端口反射越小。,-,5,插入损耗L，L值越大插入损耗越大，信号能量损失越多。,输出端口间的隔离度D，D值越大隔离效果越好，两端口互相干扰越小。,功分比k，一般都是k=1,即等分功分器或称3dB功率分配器。,-,6,三、实验内容,设计等分威尔金森功分器，要求：频带范围：0.91.1GHz频带内输入端口回波损耗：R1120dB频带内的插入损耗：L1225dB,四、实验仿真步骤,1、新建工程“Equal_divider”，单位选择mm,将电路图命名为同样的名字。,2、在原理图窗口中选择元件列表”TLines-Microstrip”库，从中可以选择实验需要的各种类型的微带传输线。,-,7,一般微带线,弧形微带线,微带T型结,微带基片,薄膜电阻,3、设计输入电路，/4双枝节和输出的两个对称支路，如图电路连接。,-,8,同样可以设计/4长的两个变换电路，加入薄膜电阻增加两路支线的隔离度。,-,9,-,10,设计输出端口电路，两输出端口的电路为对称结构，如图。,-,11,将整个电路连接起来，得到微带威尔金森功分器原理图整体构建。,-,12,4、基板参数设置：将“MUSB”拖入面板中，双击“MUSB”控件设置所使用的微带线相关参数（这里没有给定W的大小，需下一步计算）。,-,13,5、执行【Tool】【LineCalc】【StartLineCalc】，当k=1情况下所需的输入与输出部分的微带线设为Z0=50可以计算对应的W=1.521330mm(其中要设中心频率为f=1GHz)，如图。同样将/4的两个支路当k=1时有Z0=70.70(这时须将“E_Eff=90deg,表示/4长度的传输线，可以计算W=0.788886mm。,-,14,-,15,6、计算出功率分配器各段的理论尺寸后，为便于参数化需要，可以在原理图中插入”VAR”控件，双击”VAR”控件，分别将w1、w2、lh设置为变量，根据上面计算的结果，分别设置为w1=1.52、w2=0.79、lh=16。,-,16,7、完成“VAR”设置后，依次双击原理图中的各段微带线，并将设置微带线宽度W和长度L，必须都有单位mm。,-,17,-,18,8、功分器原理图仿真：添加相应的S-Param参数面板中的3个端口和s参数仿真器，