微波功分器.ppt

实验二功分器设计 （一） 实验目的 了解功率分配器电路的原理及设计方法。 学习使用ADS软件进行微波电路的设计，优化，仿真。 掌握功率分配器的制作及调试方法。 功率分配器 将功率按一定的比例分成两路或多路，就是功率分配器，反过来使用，就是功率合成器。 功分器系列　1、400MHz-500MHz频率段二、三功分器，应用于常规无线电通讯、铁路通信以及450MHz无线本地环路系统。　2、800MHz-2500MHz频率段二、三、四微带系列功分器，应用于GSM/CDMA/PHS/WLAN室内覆盖工程。　3、800MHz-2500MHz频率段二、三、四腔体系列功分器，应用于GSM/CDMA/PHS/WLAN室内覆盖工程。　4、1700MHz-2500MHz频率段二、三、四腔体系列功分器，应用于PHS/WLAN室内覆盖工程。　5、800MHz-1200MHz/1600MHz-2000MHz频率段小体积设备内使用的微带二、三功分器。 分配器，分支器和功分器的区别 分配器是有线电视传输系统中分配网络里最常用的器件。工作的频率范围5MHz－870MHz；有线电视网络中射频的各种接口阻抗均为75Ω，为实现阻抗匹配，因此分配器输入端和输出端阻抗均为75欧。 分支器的功能是从所传输的有线电视信号中取出一部分馈送给支线或用户终端，其余大部分信号则仍按原方向继续传输。 功分器的功能是将一路输入的卫星中频信号均等的分成几路输出。功分器的工作频率是950MHz－2150MHz。 （二） 实验内容 了解功分器的工作原理。 使用ADS软件设计一个功分器，并对其参数进行优化、仿真。 根据软件设计的结果绘制电路版图，并加工成电路板。 对加工好的电路进行调试，使其满足设计要求。 （三） 功分器的技术指标 工作频率范围f：900－1100MHz 通带内各端口反射系数：-20dB 通带内两输出端口间的隔离度D:-25dB 通带内传输损耗:-3.1dB 通带内功分比K=1 通带内相位平衡度 ADS软件的使用 启动ADS进入如下界面 创建新的工程文件 点击File-New Project设置工程文件名称（本例中为divider）及存储路径 点击Length Unit设置长度单位为毫米 创建新的工程文件（续） 工程文件创建完毕后主窗口变为下图 创建新的工程文件（续） 同时原理图设计窗口打开 Wilkinson功分器的设计 下图是一个等功率分配器，它由两段不同特性阻抗的微带线组成，两臂是对称的。我们以这种结构的功分器为例，介绍一下设计的过程。 Wilkinson功分器的设计（续） 设计指标：通带0.9－1.1GHz，功分比为1：1，带内各端口反射系数小于-20dB ，两输出端隔离度小于-25dB，传输损耗小于3.1dB。 在进行设计时，主要是以功分器的S参数作为优化目标进行优化仿真。S21、 S31是传输参数，反映传输损耗；S11、 S22、 S33分别是输入输出端口的反射系数。S23反映了两个输出端口之间的隔离度。 生成功分器的原理图 在原理图设计窗口中选择微带电路的工具 栏 窗口左侧的工具栏变为右图所示 选择微带线 以及 控件MSUB 分别放置在绘图区中 选择画线工具 将电路连接好， 连接方式见下页图。 功分器的原理图示例 设置微带电路的基本参数 双击图上的控件MSUB设置微带线参数 H:基板厚度(1 mm) Er:基板相对介电常数(4.8) 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) 微带线计算工具 功分器两边的引出线是特性阻抗为50欧姆的微带线，它的宽度W可由微带线计算工具得到。 填入50 Ohm可以算出微带线的线宽1.75 mm。 填入70.7 Ohm和90 deg可以算出微带线的线宽0.89 mm和长度40.9 mm(四分之一波长，1GHz时)。 设置微带器件的参数 双击每个微带线设置参数，W、L分别设为相应的变量或常量，单位mm，注意上下两臂的对称性。 添加变量 单击工具栏上的VAR 图标，把变量控件VAR放置在原理图上，双击该图标弹出变量设置窗口，依次添加W，L参数。 中间微带线的长度大约为四分之一波长(根据中心频率用微带线计算工具算出)，各个线宽的初始值可以用微带线计算工具算出，微带线的宽度最窄只能取0.2 mm(最好取0.5 mm以上)。 S参数仿真电路设置 在原理图设计窗口中选择S参数仿真的工具栏 选择Term 放置在功分器三个端口上，用来定义端口1、2和3，点击