宽带一分三功分器设计Word文档下载推荐.docx

1、本文对一个等分威尔金森功分器进行了仿真，分析了功分器的基本原理，介绍了 ADS 软件基本使用方法，并选择了频率范围：特性阻抗为50 工作在0.8GHz3.2GHz 内反射损耗大于 13dB，相邻端口的隔离度大于 18dB 选择合适的微波电路形式，综合出功率分配器的具体结构形式 ;借助于微波专业软件（ADS）进行仿真，根据分析结果修正设计参数；设计出符合要求的功率分配器。先进行威尔金森功分器原理图的设计，再用 ADS 软件进行原理图仿真，得出的结论采用理论计算的结果作为功分器参数时，功分器并没有达到所需设计的指标， 所以要对功分器的各个参数进行优化。优化后所得到的最佳数据保存以后再进行功分器版图

2、的仿真，各项指标基本达到设计所需的要求。关键词：仿真，威尔金森功分器，ADS，优化 IIABSTRACTIn this paper a power dividers quintiles Wilkinson is simulated, and analyses the basic principle of power divider, introduces the basics of using ADS software, and the choice of the frequency range: characteristic impedance is 50 ohms in 0.8ghz to

3、 3.2ghz reflection loss of 13dB, adjacent port isolation degree is larger than 18db choose the proper form of microwave circuit and integrated the actual structure of power divider; are simulation by means of microwave professional software （ads）, according to the results of the analysis correction

4、parameter design; design conforms to the requirements of the power divider.First Wilkinson power divider is schematic design, using ADS software for simulation schematic, concluded the theoretical calculation results as a power divider parameters, power divider and did not reach the required design

5、index and so on power divider parameters were optimized. After the optimization, the best data is saved and the simulation of the power divider is kept, and the basic requirements of the design are basically achieved.Key words：Simulation Wilkinson Power dividers ADSoptimization目录1 引言11.1 微波技术11.1.1

6、微波的概念11.1.2 微波的特点21.1.3 微波的发展21.1.4 微波的应用31.2 功分器的发展概述41.3 本次设计的主要工作62 功分器的技术基础72.1 基本工作原理72.1.1 功分器的基本组成72.1.2 Wilkinson 功分器72.2 功分器的技术指标92.2.2 功分器的设计103 ADS 介绍113.1 ADS 发展概述113.2 ADS 的仿真设计方法123.2.1.高频 SPICE 分析和卷积分析123.2.2. 线性分析123.2.3. 射频电路分析123.2.4.电磁仿真分析（Momentum）133.3 ADS 的辅助设计功能133.3.1. 设计指南（D

7、esign Guide）133.3.2. 仿真向导（Simulation Wizard）133.3.3. 仿真结果显示模板（Simulation & Data Display Template）143.4 ADS 与其他 EDA 软件和测试设备间的连接143.4.1. SPICE 电路转换器（SPICE Netlist Translator）143.4.2 电路与布局文件格式转换器（IFF Schematic and Layout Translator） .14 3.5 ADS 应用结论154 功分器的原理图设计、仿真与优化164.1 等分威尔金森功分器的设计指标164.2 建立工程与设计原理

8、图164.2.1 建立工程164.2.2 设计原理图174.3 基本参数设置204.4 功分器原理图仿真235 功分器版图的生成与仿真255.1 功分器版图的生成255.2 功分器版图的仿真276 结论30致谢31参考文献32III微波器件特性的研究 宽带一分三功分器的设计电子与信息工程学院 电子信息工程专业 11 城建电子 2 班汪邦鸣指导老师 吴东升1 引言1.1 微波技术1.1.1 微波的概念近年来,在无线电通信等应用中,不断使用越来越短的电磁波,如长波、中波、短波、超短波、微波、亚毫米波直到光波。微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波，微波是指频率为300MHz-300KMHz

9、的电磁波，即波长在 1 米到 1 毫米之间的电磁波。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。在微波频段范围内，一方面，其波长比普通无线电波短得很多相应的频率高得很多；另一方面，其波长又比可见光长得多，相应得频率也低得很多。因而， 微波波段具有自己的特点、应用领域和研究方法，它的产生、传输、辐射、传播也与别的波段不同。这就是将微波波段划出来进行专门研究的原因，同时它也是更高频段研究的基础。在通信和雷达工程中，常使用拉丁字母来代表微波波段的名称，列于表 1-1。表 11 微波波段的代号及对应的频率范围波段频率范围/GHz UHF 0.31.12 K 18.0-26.5 L 1.

10、12-1.7 Ka 26.5-40.0 LS 1.7-2.6 Q 33.0-50.0 S 2.6-3.95 U 40.0-60.0 C 3.95-5.85 M 50.0-75.0 XC 5.85-8.2 E 60.0-90.0 X 8.2-12.4 F 90.0-140.0 32 微波能通常由直流或 50MHz 交流电通过特殊的器件来获得。可以产生微波的器件有许多种，但主要分为两大类：半导体器件和电真空器件。电真空器件是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件，或称之为电子管。在电真空器件中能产生大功率微波能量的有磁控管，多腔速调管，微波三、四极管，行波管等。在目前微波加热领域特别是工业应用中

11、使用的主要是磁控管及速调管。1.1.2 微波的特点纵观从低频无线电波、微波到可见光以至 X 射线、 射线的整个电磁波谱， 就可以发现，它们虽然都同属于电磁波，但不同波段的电磁波具有各自不同的性质。从微波来说，主要特性有：（1） 微波源仍是单频、偏振、相干的，因而可采用外差方法来接受微波信号。（2） 微波的波长短。微波的传输特性相似于几何光学，具有“似光性”。（3） 微波波长和一般物体的线性尺寸可比拟，因而，有可能采用成熟的几何光学方法来设计各种微波仪器和设备，如采用发射面或透镜来设计微波天线等。（4） 微波既是频率很高的波段，也是频带极宽的波段，具有通信容量高、抗干扰能力强的特性，因而可以用于

12、多路通信。（5） 微波可以穿透电离层，因而卫星通信必须采用微波。（6） 水、含水或脂肪的材料对微波有吸收作用。正是利用这一点，微波在工农业的许多方面得到应用。1.1.3 微波的发展微波技术是近代科学技术发展的重大成就之一，发展极为迅速，其发展的过程可分为三个阶段。第一阶段：1940 年以前，是实验早期研究阶段，主要研究微波的产生方法。第二阶段：1940 年到 1945 年，是微波技术迅速发展并应用于实际的阶段，这个阶段正是第二次世界大战期间，军事应用的迫切需要，促进了微波技术的迅速发展，在这一阶段内，大多数微波电子器件都产生了，并采用了波导和空腔谐振器。第三阶段：1945 年到现在，是微波技术

13、广泛发展和应用的阶段，在这一阶段中，不仅开辟了新波段，而且扩展了应用范围，并逐步形成了一系列新的科学领域。目前，微波技术的发展方向是：（1） 向毫米波和亚毫米波发展，并已获得实际应用；（2） 向微波电路的小型化和单片集成化方向发展；（3） 向着开辟新的微波应用领域方向发展。1.1.4 微波的应用根据微波的一些特性，我们可以得到它的一些简单的应用： （1）广播与电视。由于电台的增多，无线电波段日益拥挤，电台之间的相互干扰变得严重。解决的唯一办法是向高频发展。微波的频带比长波、中波、短波与超短波的频带之和还要宽上 1 万倍左右。采用微波可传递多路广播与电视信号。 （2）通信。中继通信一般采用厘米波

14、，其他利用微波的散射通信和卫星通信都在迅速发展，微波通信实际上是一种中继站在空中的微波中继通信。 （3）雷达与导航。为了适应各种不同的要求，现代雷达的种类很多，性能业日益提高。除了军用以外，还发展了多种民用雷达，如气象雷达、导航雷达、汽车防撞雷达、防盗雷达等等。（4） 微波加热。微波加热是指一些有耗介质，特别是含水或含脂肪的材料， 吸收微波能量，并把它转化为热能。其优点是加热均匀且内外同热，热效率高， 不需传热过程，加热时间短，便于自动控制和连续生产。 （5）医学。热效应在医疗方面的应用，除微波理疗机做透热医疗外，还可以利用微波进行局部加热杀死癌细胞。（6）能源。可利用微波对电离层的穿透性，把卫星上所产生的电功率传递到地面。1.2 功分器的发展概述功率分配器是将输入信号功率分成相等或不相等的几路输出的一种多端口 的微波网络，广泛应用于雷达、多路中继通信机等大功率器