基于ADS的等分威尔金森功分器仿真

1、选题背景及意义 功率分配器是将输入信功率分配器是将输入信号功率分成相等或不相号功率分成相等或不相等的几路输出的一种多等的几路输出的一种多端口的微波网络，广泛端口的微波网络，广泛应用于雷达、多路中继应用于雷达、多路中继通信机等大功率器件等通信机等大功率器件等微波射频电路中。功率微波射频电路中。功率分配器又可以逆向使用分配器又可以逆向使用作为功率合成器，因此作为功率合成器，因此有时又称为功率分配有时又称为功率分配/合合成器成器 。 功分器实物图：功分器实物图：课题任务及主要技术指标课题任务及主要技术指标课题任务：课题任务：通过功分器的学习，利用通过功分器的学习，利用ADSADS仿真软件，仿真软件，

2、设计一个等分威尔金森功分器，并仿真设计一个等分威尔金森功分器，并仿真得到其各端口的得到其各端口的S S参数。参数。等分威尔金森功分器设计主要技术指标：等分威尔金森功分器设计主要技术指标：频率范围：频率范围：0.90.91.1GHz1.1GHz频带内输入端口的回波损耗：频带内输入端口的回波损耗：C1120dBC1120dB频带内的插入损耗：频带内的插入损耗：C213.1dB,C313.1dBC213.1dB,C3125dBC2325dB 功分器电路结构图功分器电路结构图主要内容主要内容 首先介绍微带型的功分器的工作原理和首先介绍微带型的功分器的工作原理和主要技术指标；主要技术指标； 利用利用AD

3、SADS对功率分配器的电路原理图进行对功率分配器的电路原理图进行设计、仿真及其优化；设计、仿真及其优化； 为了更加贴近实际电路，在原理图仿真为了更加贴近实际电路，在原理图仿真的基础上，使用矩量法对版图进行进一的基础上，使用矩量法对版图进行进一步仿真。步仿真。课题研究难点、重点及其课题研究难点、重点及其关键是什么？关键是什么？ 功分器设计的难点功分器微带电路的设功分器设计的难点功分器微带电路的设计以及隔离电阻的选择。计以及隔离电阻的选择。 功分器设计的重点功分器原理图的仿真功分器设计的重点功分器原理图的仿真及优化及优化 功分器设计的关键是电路参数的优化，功分器设计的关键是电路参数的优化，以及版图

4、的仿真。以及版图的仿真。威尔金森功分器原理图威尔金森功分器原理图原理图生成的功分器版图原理图生成的功分器版图课题完成结果：原理图的课题完成结果：原理图的S S参数仿真结果参数仿真结果结论：从图中结果可以看出，采取理论计结论：从图中结果可以看出，采取理论计算的结果作为功分器的参数时，除了算的结果作为功分器的参数时，除了S11S11参数外，各项指标都不上十分理想，功分参数外，各项指标都不上十分理想，功分器在所要求的全频带内隔离度没有达到指器在所要求的全频带内隔离度没有达到指标，并且平坦度较差，并且当频率偏移中标，并且平坦度较差，并且当频率偏移中心频率心频率1GHz1GHz时，时，S11S11参数出

5、现了严重的恶参数出现了严重的恶化，所有还需要对功分器的各个参数进行化，所有还需要对功分器的各个参数进行优化。优化。 课题完成结果：原理图优课题完成结果：原理图优化后的化后的S S参数仿真结果参数仿真结果结论：各项指标都满足了设计要结论：各项指标都满足了设计要求，并且指标在通带内相对平坦求，并且指标在通带内相对平坦。 课题完成结果：版图仿真课题完成结果：版图仿真后的后的S S参数仿真结果参数仿真结果观察观察S曲线，可以看出它的性能有不同程度曲线，可以看出它的性能有不同程度的恶化，但仍能满足设计指标的要求。的恶化，但仍能满足设计指标的要求。课题需要改进的和完善的课题需要改进的和完善的方向？方向？

6、本功分器的设计带宽本功分器的设计带宽0.90.91.1GHz,1.1GHz,虽然虽然满足一般功分器设计的要求，但是随着满足一般功分器设计的要求，但是随着我国军事装备的迅猛发展，对功分器的我国军事装备的迅猛发展，对功分器的带宽覆盖提出了更高的要求带宽覆盖提出了更高的要求 ，在全频带，在全频带范围内，要满足功分器的各项性能指标，范围内，要满足功分器的各项性能指标，具有相当大的难度。具有相当大的难度。 功分器的发展趋势功分器的发展趋势 近年来随着我国国民经济和科学技近年来随着我国国民经济和科学技术的发展，电子信息尤其是无线通信日术的发展，电子信息尤其是无线通信日新月异，新月异，3G3G还没普及，还没普及，4G4G已经崭露头角，已经崭露头角，功率分配器不仅应用在射频功率的分配功率分配器不仅应用在射频功率的分配和合成，在超宽带短脉冲电磁场应用中，和合成，在超宽带短脉冲电磁场应用中，采用阵列天线的技术是提高探测距离是采用阵列天线的技术是提高探测距离是较为理想的选择，阵列天线的关键技较为理想的选择，阵列天线的关键技术术功分器的研制就相当重要。功分器的研制就相当重要。无线电发射设备中，为了保证足够无线电发射设备中，为了保证足够远的传输距离，待传输信号须经过远的传输距离，待传输信号须经过一系列的功率放大直至获得足够大一系列的功率放大直至获得足够