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射频耦合器讲解 推荐
学习总结
一、Wilkinson功分器奇偶模分析方法
Wilkinson功分器设计
端口1
端口2
端口3
4
Wilkinson功分器设计
1、等功分情况
微带功分器可以进行任意比例的功率分配,下面只考虑等功分(3dB)情况。
我们在输出端分别用对称和反对称源来激励,这样可将电路归结为两个简单电路的叠加,这就是奇偶模分析技术。
Wilkinson功分器
1端口
2端口
3端口
参考地(后面略去)
5
Wilkinson功分器设计
奇--偶模理论
为简化起见,将所有阻抗对特性阻抗Z0归一化,1端口以两个归一化值为2的电阻并联构成,2端口和3端口以归一化值为1的电阻构成,隔离电阻用两个r/2电阻的串联表示,这样该网络相当于中间平面是对称的。/4线具有的归一化特性阻抗为z,隔离电阻具有归一化值为r;可以证明对等分功分器情况, 和r = 2。
6
Wilkinson功分器设计
x
7
Wilkinson功分器设计
8
Wilkinson功分器设计
设计一个频率为f0、用于50系统阻抗的等分微带功分器,并且绘出回波损耗S11、插入损耗(S21 = S31)和隔离度(S23 = S32)与频率的关系曲线。
解:由上述的推导可知,功分器中的/4传输线应具有的特性阻抗为
并联电阻为
R = 2Z0 = 100
在频率f0传输线长为/4。采用计算机辅设计程序,可算出S参量幅度随频率的变化。
图5-40 等分微带功分器的频响
二、基于HFSS的环形定向耦合器设计
环形定向耦合器
环形定向耦合器
环形定向耦合器
使用HFSS软件设计了一个环形定向耦合器,此环形耦合器使用带状线结构。耦合器的工作频率为4GHz,带状线介质层厚度为2.286mm,介质材料的相对介电常数和损耗正切分别为2.33和0.000429;带状线的金属层位于介质层的中央;端口负载皆为50Ω。环形耦合器的HFSS模型如图所示。
环形定向耦合器
环形定向耦合器
HFSS设计步骤
1求解类型:终端驱动求解
2建模操作
模型原型:正多边体、矩形面、圆面
模型操作:复制、合并、相减
3设置边界条件和激励
边界条件:理想导体边界
端口激励:波端口激励
4求解设置
求解频率:4GHz
扫频设置:快速扫频,频率范围1-7GHz
5后处理:S参数扫频曲线、S矩阵
环形定向耦合器
仿真分析结束后,绘制出的S参数曲线如下图所示。
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