第9章功率分配器的设计与仿真.pptVIP

;第九章 功率分配器的设计与仿真 在射频/微波电路中，为了将功率按一定比例分成两路或多路，需要使用功率分配器（简称功分器）。反过来使用的功率分配器是功率合成器。在近代射频/微波大功率固态发射源的功率放大器中广泛地使用功分器，而且通常功分器是成对使用，先将功率分成若干份，然后分别放大，再合成输出。 在20世纪40年代，MIT辐射实验室（Radiation Laboratory）发明和制造了种类繁多的波导型功分器。它们包括E和H平面波导T型结、波导魔T和使用同轴探针的各种类型的功分器。在20世纪50年代中期到60年代，又发明了多种采用带状线或微波技术的功分器。平面型传输线应用的增加，也导致了新型功分器的开发，诸如Wilkinson分配器、分支线混合网络等。 本章分析功分器的设计方法，并利用ADS2009设计中心频率为750MHz的集总参数比例型功分器和中心频率为1GHz的集总参数等分型功分器，进而给出中心频率为1GHz分布参数（Wilkinson）功分器的电路和版图设计实例。;图9-1 功分器意图;在功分器/合成器中，电路元件所能承受的最大功率是核心指标，它决定了采 用什么形式的传输线才能实现设计任务。一般地，传输线承受功率由小到大 的次序是微带线、带状线、同轴线、空气带状线、空气同轴线，要根据设计 任务来选择用何种传输线。 （3）分配损耗 主路到支路的分配损耗实质上与功分器的主路分配比Ad有关。其定义为 ;;;（1）低通型 ;;;;9.2.4 比例型功分器设计实例 设计工作频率f0=750MHz的功分器，特性阻抗为Z0=50;;;;9.3.1Wilkinson功分器设计 利用;点击菜单栏【Tools】→【LineCalc】→【Start Linecalc】，出现新窗口，如图9-11所示 在窗口的“Substrate Parameters”栏中填入与MSUB中相同的微带线参数 在“Component Parameters”栏中填入中心频率1GHz “Physical”栏中的W和L分别表示微带线的宽和长 “Electrical”栏中的Z0和E_Eff分别表示微带线的特性阻抗和相位延迟 点击“Synthesize”和“Analyze”栏中;;;;;;（5）优化完成后必须关掉优化控件，才能观察仿真的曲线。点击原理图工具栏中;;9.3.3版图仿真 （1）由原理图生成版图，先要把原理图中用于S参数仿真的两个“Term”以及“接地”去掉，不让他们出现在生成的原理图中。去掉的方法与前面关掉优化控件的相同，使用;（2）点击菜单栏【Layout】→【Generate/Update Layout】，弹出设置窗口， 如图9-19所示。直接单击;（3）版图生成后，设置微带电路基板的基本参数。 点击版图窗口菜单栏【Momentum】→【Substrate】→【Update From Schematic】从原理图中获得参数 点击【Momentum】→【Substrate】→【Create/Modify】可以修改这些参数， 如图9-22所示。;;9.4本章小结 本章介绍了利用ADS2009设计和仿真功分器的方法，其中包括集总参数功分器、分布参数功分器（Wilkinson功分器）的电路设计及版图仿真。 集总参数功分器常用的电路模型有电阻式和Ｌ-Ｃ式两种。设计集总参数功分器就是按照电路结构计算相应电参数，利用ADS辅助仿真。这种类型的功分器工作频率较低，由于其电路拓扑结构的限制，技术指标差强人意。 分布参数功分器种类很多。本章以常用的Wilkinson功分器设计仿真为研究重点。给出了电路优化仿真和版图仿真实例。真正意义上的功分器可以作为功率合成器使用，对于功率合成器与功分器在技术指标方面的差别，请读者自行查阅相关资料