功分器的设计制作与调试原.pptVIP

（一）学习目的 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。 （二） 学习内容 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 通带内各端口反射系数 通带内两输出端口间的隔离度 通带内传输损耗 通带内功分比 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 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。 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（本图只是提 供参考，还有其它形式可供选择。） 功分器的原理图示例 原理图中部分模型的等效电路 1、MTEE (Microstrip T-Junction) Symbol 部分模型的等效电路 2、MCORN (90-degree Microstrip Bend） 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(0.8 mm) Er:基板相对介电常数(4.3) 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1.52 mm。 填入70.7 Ohm和90 deg可以算出微带线的线宽0.79 mm和长度42.9 mm(四分之一波长)。 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 图标，放置三个地，并按照下页图连接好电路。 选择S参数扫描控件 放置在原理图中，并设置扫描的频率范围和步长，频率范围根据功分器的指标确定。 S参数仿真电路设置（续） 优化目标的设置 在原理图设计窗口中选择优化工具栏 选择优化设置控件 放置在原理图中，双击该控件设置优化方法及优化次数。 常用的优化方法有Random(随机)、Gradient(梯度)等。 随机法通常用于大范围有哪些信誉好的足球投注网站，梯度法则用于局部收敛 优化目标的设置（续） 这里总共设置了四个优化目标，由于电路的对称性，S31和S33不用设置优化。S11和S22分别用来设定输入输出端口的反射系数，S21用来设定功分器通带内的衰减情况，S23用来设定两个输出端口的隔离度。 优化目标的设置（续） 进行参数优化 设置完优化目标后最好先把原理图存储一下，然后就可以进行参数优化了。 点击工具栏中的Simulate 按钮就开始进行优化仿真了。在优化过程中会打开一个状态窗口显示优化的结果(见下页图)，其中的CurrentEF表示与优化目标的偏差，数值越小表示越接近优化目标，0表示达到了优化目标，下面还列出了各优化变量的值，当优化结束时还会打开图形显示窗口。