功率分配器设计范文

功率分配器设计范文

首先，我们来看一下功率分配器的设计原理。在功率分配器中，输入

功率会被分为多个输出功率，并被分配到不同的输出端口。这通常是通过

耦合器和负载实现的。耦合器可以将一部分输入功率耦合到输出端口，而

负载可以将部分功率吸收，以确保功率分配的平稳和可靠。常见的耦合器

有功分器、功合器和混合器等。

基于设计的要求和系统的特性，可以采用不同的功率分配器类型。以

下是一些常见的功率分配器类型：

1.同轴线：同轴线功率分配器是最常用的一种类型。它使用同轴线或

波导管来将输入功率分配到多个输出端口。同轴线功率分配器可以具有相

等的功率分配比，也可以根据需要进行不均匀的功率分配。

2.微带线:微带线功率分配器是一种基于微带线（由金属线和绝缘介

质构成）的设计。微带线功率分配器可以在小型和集成电路上实现，对于

宽频带应用具有很好的性能。它可以通过设计微带线的长度、宽度和间距

来实现不同的功率分配比。

3.反射器：反射器功率分配器使用反射原理来将一部分输入功率反射

到输出端口。反射器功率分配器通常使用微带线或波导形成反射结构。它

可以实现高功率分配，但需要进行精确的设计和优化。

在设计功率分配器时，还需注意以下几点：

1.频率响应：功率分配器应具有宽带特性，以适应不同频率范围的应用。同时，它应具有低插入损耗和高反射系数，以确保功率传输的有效性。

2.功率容量：功率分配器应能够适应所需的功率容量。这取决于输入

功率的大小以及输出端口的数量和要求。

3.平衡性：功率分配器应能够均匀地分配输入功率到不同的输出端口，以确保系统的平衡性。对于不均匀功率分配的情况，设计者应根据需求进

行相应的设计。

4.尺寸和成本：功率分配器应具有紧凑的尺寸和合理的成本。这可以

通过优化设计和选择合适的材料和制造工艺来实现。

总之，功率分配器的设计具有一定的挑战性，需要综合考虑多个参数

和要求。在设计过程中，设计者应根据具体的应用需求，合理选择功率分

配器的类型和参数，以实现高效、可靠的功率分配。

功分器的设计制作与调试

功分器的设计制作与调试 一、设计制作功分器的原理 功分器，也称为功率分配器，是一种用来分配输入功率到多个输出端 口的无源器件。在无源器件中，当我们需要将输入功率按照一定比例分配 到多个输出端口时，功分器就可以起到很好的作用。 标准的功分器是一个三端口元件，包括一个输入端口和两个输出端口。功分器的输入功率将被均匀地分配到两个输出端口上，且输出端口之间相 互隔离，不会有能量交流。 设计制作功分器的步骤如下： 1.确定功分器的工作频率范围：功分器的设计需要根据具体的应用需 求来确定工作频率范围。功分器的频率范围可以从几百兆赫兹到几十吉赫 兹不等。 2.选择功分器的阻抗：功分器的阻抗需要与输入输出系统的阻抗相匹配，通常选用50欧姆。 3.设计功分器的结构：功分器的结构大致可以分为两种，一是二分支 结构，二是平衡树状结构。 a.二分支结构是指将输入驻波器通过阻抗转换，分为两个并行的输出 通路，使得输入功率均匀地分配到两个输出端口。 b.平衡树状结构则是通过铁氧体等元件来实现功分，具有更高的功分 精度和更宽的工作频率范围。 4.确定工艺流程：根据功分器的结构和应用需求，确定制作工艺，如 集成电路制作技术或者微带线技术等。

5.制作功分器：根据确定的工艺流程，进行制作。制作功分器的材料 通常采用高频电路工艺中的常见材料，如铝、金、铜等。 6.调试功分器：将制作好的功分器与测试仪器连接，通过测试仪器测 量功分器的性能指标，如功分精度、输入输出阻抗等。 调试功分器的步骤如下： 1.通过测试仪器测量功分器的插入损耗：将功分器的输入和输出端口 连接到测试仪器上，通过测试仪器测量功分器的插入损耗，即输入功率与 输出功率之间的损耗。 2.测量功分器的测量精度：通过测试仪器测量功分器的功分精度，即 两个输出端口之间的功分误差。 3.测量功分器的输入输出阻抗：通过测试仪器测量功分器的输入输出 阻抗，保证功分器的阻抗与输入输出系统的阻抗相匹配。 4.优化功分器的性能：根据测试结果，对功分器的结构和参数进行优化，以提高功分器的性能指标。 通过以上步骤，可以完成功分器的设计制作与调试工作。 总结：功分器是一种用来将输入功率按照一定比例分配到多个输出端 口的无源器件，设计和制作功分器需要确定工作频率范围、选择阻抗、设 计结构、确定工艺流程等步骤。调试功分器需要通过测试仪器测量功分器 的插入损耗、功分精度、输入输出阻抗等性能指标，并对功分器进行优化，以达到设计要求。

等分威尔金森功分器的设计

摘要 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：0.9～1.1GHz，频带内输入端 口的回波损耗：C 11>20dB，频带内的插入损耗：C 21 <3.1dB,C 31 <3.1dB，两个输出端 口间的隔离度：C 23 >25dB为设计指标的等分威尔金森功分器。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

ABSTRACT In this paper a power dividers quintiles Wilkinson is simulated, and analyzes the basic principle of power dividers, introduces the basic use ADS software method, and choose the frequency range: 0.9～GHz, frequency band 1.1 input ports C11 > 20dB return loss:, frequency band insertion loss: C21 < 3.1 dB, C31 < 3.1 dB, between the two output port C23 > 25dB isolation ratio: for the design index equal power dividers Wilkinson. First conducts the power dividers Wilkinson schematic design, reoccupy ADS software simulation principle diagram, the conclusion of the theoretical calculation result as parameters when power dividers power dividers did not reach the required design to index, so the power dividers various parameters were optimized. After optimization of the best data preserves received after power dividers again, and all the indexes of simulation territory to meet the design requirements of basic required. Key words：Simulation Wilkinson Power dividers ADS optimization

微波功率分配器的原理与设计

微波功率分配器的原理与设计微波功率分配器的原理与设计微波功率分配器的原理与设计一、实验目的1．了解功率分配器的原理；2．学习功率分配器的设计方法；3．利用实验模块进行实际测量，以掌握功率分配器的特性。 二、实验原理功率分配器的原理： 功分器是三端口网络结构（3-port network），如图10-1所示。信号输入端（Port-1）的功率为P1，而其他两个输出端（Port-2及Port-3）的功率分别为P2及P3。 由能量守恒定律可知P1=P2 + P3。 若P2=P3并以毫瓦分贝（dBm）来表示三端功率间的关系，则可写成： P2(dBm) = P3(dBm) = Pin(dBm) – 3dB 图10-1 功率分配器方框图(输出比输入衰减了3dB,输出是输入的一半) 当然P2并不一定要等于P3，只是相等的情况在实际电路中最常用。因此，功分器在大致上可分为等分型（P2=P3）及比例型（P2=k·P3）两种类型。 其设计方法说明如下： (一) 等分型： 根据电路使用元件的不同，可分为电阻式、L-C式及传输线式。 A. 电阻式：

此类电路仅利用电阻设计。 按结构可分成Δ形,Y形，如图10-2(a)(b)所示。 图10-2(a)Δ形电阻式等功分器图（b）Y形电阻式等功分器其中Zo就是电路特性阻抗，在高频电路中，在不同的使用频段，电路中的特性阻抗不相同。 在本实验中，皆以50Ω为例。 此型电路的优点是频宽大、布线面积小、及设计简单，而缺点是功率衰减较大（6dB）。 B. L-C式此类电路可利用电感及电容进行设计。 按结构可分成高通型和低通型，如图10-3(a)(b)所示。 其设计公式分别为： a. 低通型： 其中fo——操作频率Zo——电路特性阻抗Ls——串联电感Cp——并联电容b. 高通型： 其中fo——操作频率Zo——电路特性阻抗Lp——并联电感Cs——串联电容图10-3(a) 低通L-C式等功分器; (b) 高通L-C式等功分器C . 传输线式此种电路按结构可分为威尔金森型和支线型，如图10-4(a)(b)所示。 其设计公式分别为： a. 威尔金森型图10-4（a）威尔金生型等功分器b．支线型图10-4（b）支线型等功分器(二) 比例型此种电路按结构可分为支线型及威尔金森耦合线型，如图10-5(a)(b)所示。

新型微波定向耦合器及Gysel功率分配器设计

新型微波定向耦合器及Gysel功率分配器设计 随着通信技术的飞速发展和应用的普及，对于高性能微波设备的需求也越来越高。作为微波设备中的重要组成部分，定向耦合器和功率分配器在信号的分配和耦合过程中起到至关重要的作用。本文将重点介绍一种新型的微波定向耦合器及 Gysel功率分配器的设计。 首先，我们来了解一下定向耦合器的基本原理。定向耦合器是将微波信号从一个输入端口耦合到多个输出端口的一种被动组件。其主要由T型耦合器和相位平差网络组成。T型耦合 器主要通过在主传输线上引入两条耦合线实现信号的分配；而相位平差网络则通过调整不同分支线上的电路元件的参数，使得不同输出端口上的信号的相位差保持一致。这样，通过定向耦合器分配的信号可以实现同时馈送到多个终端，提高了系统的传输效率。 然而，传统的定向耦合器存在一些问题，如较大的功耗、大量的占用面积和较高的损耗等。为了解决这些问题，研究人员提出了一种新型的微波定向耦合器设计。该设计主要通过采用新颖的层状电感结构来减小功耗和面积，并通过优化电路参数来减小信号的损耗。 接下来，我们来介绍一下Gysel功率分配器的设计。 Gysel功率分配器是一种常见的被动功率分配器，其结构简单、性能可靠。其主要由一个输入端口和多个输出端口组成，通过合理设计电路参数，将输入功率在输出端口之间平均分配。 在设计Gysel功率分配器时，首先需要确定输出端口的数量和分配比例。在确定了数量和比例之后，需要根据电路的特性来确定合适的参数数值。为了提高功率分配器的性能，可以

采用一些技术手段，如优化分支网络的结构、控制电路元件的尺寸等。 总结来说，新型微波定向耦合器及Gysel功率分配器的设计是为了提高微波设备的性能和效率。通过采用新颖的电路结构和优化的电路参数设计，可以减小功耗、面积和损耗，同时提高分配和耦合的效果。这将为微波通信技术的发展提供更好的支持，推动通信设备的进一步创新和应用 综上所述，新型微波定向耦合器和Gysel功率分配器的设计在提高微波设备的性能和效率方面具有重要意义。通过采用新颖的电路结构和优化的电路参数设计，可以减小功耗、面积和损耗，同时提高分配和耦合的效果。这些设计有助于提高微波通信技术的传输效率，为通信设备的创新和应用提供更好的支持。未来的研究可以进一步探索和优化这些设计，以进一步提高微波设备的性能和效率

威尔金森功分器的设计

综合课程设计实验报告 课程名称：综合课程设计（微波组） 实验名称：威尔金森功分器的设计 院（系）：信息科学与工程学院 2020 年6月12 日

一、实验目的 1. 了解功分器电路的原理和设计方法； 2. 学习使用Microwave office 软件进行微波电路的设计、优化、仿真； 3. 掌握功率分配器的制作及调试方法。 二、实验原理 Wilkinson 功率分配器 根据微波网络理论，对于三端口网络，匹配、互易、无耗三者中， 只能有两个同时满足。Wilkinson 功率分配器是一个有耗的三端口网络（如 图1.1所示），它通过在输出端之间引入特性阻抗为2Z 0的电阻，实现了 理想的功率分配与功率合成。用于功率分配时，端口1是输入端，端口2 和端口3是输出端；用于功率合成时，端口2和端口3是输入端，端口1 是输出端。 可以制成任意功率分配比的Wilkinson 功率分配器，本实验只考虑等 分（3dB ）的情况，其结构如图1.2所示。由两段微带线与输出端之间的电阻构成，两段微带线是对称的，其特性阻抗为02Z ，长度为/4g ，并联电阻值为2Z 0。 图1.1 Wilkinson 功分器示意图 图1.2 微带线形式的等分Wilkinson 功分器

三、实验内容和设计指标 实验内容 1. 了解Wilkinson功分器的工作原理； 2.根据指标要求，使用Microwave office软件设计一个Wilkinson功分器，并对其参数进行优化、仿真。 设计指标 在介电常数为4.5，厚度为1mm的FR4基片上（T取0.036mm，Loss tangent取0.02），设计一个中心频率为f=3.2GHz、带宽为200MHz，用于50欧姆系统阻抗的3dB微带功分器。要求：工作频带内各端口的反射系数小于-20dB，两输出端口间的隔离度大于25dB，传输损耗小于3.5dB。功分器的参考结构如1.3图所示。在设计时要保证两个输出端口之间的距离大于10mm，以便于安装测试接头；同时为了便于焊接电阻，d要为2.54mm左右。 图1.3 Wilkinson功分器的结构 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是传输系数，反映传输损耗；S11、S22、S33分别是输入输出端口的反射系数；S23（或S32）反映了两个输出端口之间的隔离度。

功分器的设计原理

功分器的设计原理 功分器（Power Divider），又称功率分配器或功率分配器件，是一 种用于将输入功率按照一定的比例分配到多个输出端口的被动无源器件。 功分器主要应用于射频微波电路中，常用于天线系统、功率放大器、滤波 器等电路中。在设计功分器时，需要考虑如下几个方面的原理。 1.传输线原理：功分器的基本原理是利用传输线的特性实现功率的分配。传输线具有电压和电流的传输功能，可以将信号从一个位置传递到另 一个位置。当传输线的一端与信号源相连接，信号源提供输入功率，传输 线将输入功率传递到输出端口。 2.3dB分配原理：功分器通常遵循3dB分配原理，即输入功率被分成 两个平均的输出功率。这意味着功分器将输入功率平均分成两个输出功率，每个输出功率约为输入功率的一半。这种分配保持了功率的平衡，并使得 两个输出端口的功率可能具有相同的幅度。 3.折线传输线结构：功分器的设计常采用折线传输线结构。折线传输 线是一种具有特殊电气长度的传输线，可实现特定的相位关系和功率分配 比例。基本的折线传输线结构通常由等长的微带线组成，通过调整宽度和 长度来实现平衡的功率分配。 4.电气长度设计：在功分器的设计中，电气长度是一个关键的参数。 电气长度表示折线传输线上信号传输所需要经过的相位变化。当一个传输 线的长度为λ/4（λ为工作频率的波长）时，信号在该传输线上经过90 度相位延迟。因此，功分器中的折线传输线通常被设计成λ/4的长度， 以实现3dB的功率分配。

5.极限匹配原理：在功分器的设计中，极限匹配原理是非常重要的。 极限匹配原理要求功分器的每个端口都与特定的电阻值匹配，以实现最佳 的功率传输和尽量减少功率的反射。通常，功分器采用50欧姆的特性阻抗，因为它是常用的射频电路标准阻抗。 6.基于原理的仿真和优化：在功分器的设计中，基于原理的仿真和优 化是必不可少的。通过使用电磁场仿真软件，可以对功分器的结构进行仿真，以评估其性能和优化设计。仿真可以帮助设计者调整折线传输线的参数，如宽度、长度和相对位置，以实现所需的功率分配比例和频率响应。 功分器的设计原理是一个非常复杂和综合的过程，需要考虑传输线、 分配原理、折线传输线结构、电气长度、极限匹配和仿真优化等多个因素。通过合理的设计和优化，可以实现功分器在射频微波电路中的理想性能， 如平均功率分配、低功率反射和宽频带工作等特性。

一分四功分器的设计与仿真

一分四功分器的设计与仿真 在微波电路中，功分器是将一路功率按照比例分为两路或多路分支，这种器件叫功分器。功分器的实现方式有很多种，可以用微带线、共面波导、槽线、不对称共面带线等传输线实现。文章对功分器的应用及参数进行了简单介绍，利用CST仿真软件对一分四功分器进行设计，着重讲述了功分器设计中的参数计算和优化过程。 标签：微波；功分器；电磁仿真；损耗；参数优化 Abstract：In microwave circuit，power divider is divided into two or more branches according to the proportion of the power. This device is called power divider. There are many ways to realize the power divider，such as microstrip line，coplanar waveguide，slot line，asymmetric coplanar strip line and so on. In this paper，the application and parameters of the power divider are briefly introduced，and the design of the sub-four power divider is carried out by using the CST simulation software，and the process of parameter calculation and optimization in the design of the power divider is emphatically described. Keywords：microwave；power divider；electromagnetic simulation；loss；parameter optimization 1 功分器的介绍 功率分配器是一种在现代通信中广泛应用的微波无源器件，被广泛应用于通信、雷达以及电子站等电子系统中。它的基本功能是将一路信号输入能量分成两路或多路输出相等或不相等的能量，一般每分一路都有几dB的衰减，信号频率不同，分配器不同，衰减也不同。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。反过来，将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器。近年来，在系统需要的牵引下，功率分配器正朝着宽频带、低插损以及高功率方向发展。传统的微带传输线功分器（如威尔金森、分支线电桥、环形电桥等），Q值低，易实现宽带，但具有损耗大、功率容量小等缺点，基于波导传输结构的功率分配器损耗小于普通的平面传输线，具有功率容量大等特点，因此被广泛应用于高功率场合[1]。 2 功分器的技术指标 功分器的技术指标包括频率范围、承受功率、主路到支路的分配损耗、输入输出间的插入损耗、支路端口间的隔离度、每个端口的电压驻波比等[2]。 2.1 频率范围 这是各种射频/微波电路的工作前提，功分器的设计结构与工作频率密切相

威尔金森功分器设计

威尔金森功分器设计 威尔金森（Wilkinson）功分器是一种被广泛应用于微波和射频电路 中的功率分配器。它可以将输入功率均匀地分配到多个输出端口上，同时 保持相对较低的插入损耗和反射损耗。该设计是由威尔金森在1960年首 次提出的，至今仍被广泛使用。 威尔金森功分器的基本原理是利用两个负载和两个耦合器来实现功率 的分配。它的结构简单，由一个中央传输线和两个分支传输线组成。中央 传输线被连接到输入端口，而分支传输线则与两个输出端口相连。两个耦 合器被用来连接中央传输线和分支传输线，以实现功率的分配。 在威尔金森功分器中，输入功率通过中央传输线传输到两个分支传输 线上。在分支传输线的连接点处，耦合器将一部分功率耦合到负载上，同 时将另一部分功率传输到另一个分支传输线上。这样，输入功率就被均匀 地分配到两个输出端口上。 为了保持较低的插入损耗和反射损耗，威尔金森功分器要求分支传输 线具有相同的特性阻抗，并且耦合器能够实现理想的功率分配。在实际设 计中，可以使用微带线、同轴电缆或波导等不同的传输线类型来实现威尔 金森功分器。 威尔金森功分器的设计需要考虑多个参数，包括特性阻抗、分支传输 线的长度和宽度、耦合器的设计等。通过合理选择这些参数，可以实现所 需的功率分配比例和频率响应。 尽管威尔金森功分器在功率分配方面表现出色，但它也存在一些限制。首先，它只能实现功率的均匀分配，不能实现不同比例的功率分配。其次，

威尔金森功分器的设计需要考虑较多的参数，对于频率较高的应用来说，设计和制造的难度会增加。 总之，威尔金森功分器是一种常用的功率分配器，广泛应用于微波和射频电路中。它的设计原理简单，通过合理选择参数可以实现所需的功率分配比例。然而，设计师在使用威尔金森功分器时需要考虑一些限制，以确保其性能和可靠性。

微带功分器的设计(资料参考)

微带功分器的设计 时间：2015-08-16 来源：天线设计网作者：admin TAGS：威尔金森功率 分配器无源器件wilkinson 功率分配器是将输入信号功率分成相等或不相等的几路功率输出的一种多端口微波网络。功率分配器是无源微波器件，反过来就是功率合成器。功率分配器有多种形式，其中最常用的是g/4功率分配器，这种功率分配器称为威尔金森（wilkinson）功率分配器。威尔金森功率分配器由三端口网络构成。 在近代射频和微波电路中广泛地使用着功率分配器。瞬时测频接收机是一种简单而紧凑的接收机，能覆盖很宽的射频频带。实际的IFM接收机是由若干个简单的瞬时测频（IFM）接收机并行组成。这就需要使用一分八功分器进行４个通道的信号分配。一分八功分器可以由几个一分二的功分器级联而成。[天线设计网]这就对一分二功分器在体积、结构、稳定性以及输出端口之间的相位一致性提出了更高的要求。本文用多节阻抗变换器级联的方式来实现宽频带和低损耗，使用ADS软件设计并仿真工作频带在6~18GHZ的宽带微带线功分器。 功分器的设计指标 功分器的技术指标包括： （１）频率范围：６～１８Ghz； （２）插入损耗：≤４dB； （３）驻波比：≤２； （４）隔离度：≥１８dB； （５）相位一致性：≤５°。 功分器的设计 威尔金森功率分配器由三端口网络构成，由于单节λ／４阻抗变换器工作带宽为窄带，不能实现宽带功分器，因此需要采用多节阻抗变换器相级联的方式来展宽工作频带。本文设计的是一个工作频带在６～１８ＧＨｚ，功分比为１∶１的二路带状线型wilkinson功分器。带宽为３个倍频层，结合多节λ／４阻抗变换器[天线设计网]相级连的形式，阻抗变换器为３节。由于本功分器对结构尺寸和相位一致性要求较高，在此选用介电常数为2.2、层压板厚度为0.254mmRoger5880高频层压材料。结构上采用葫芦状的结构设计。根据各项指标（工作频段、输入输出端口的驻波、输出端口间的隔离度）要求，由宽带功分器设计理论确定功分器具体尺寸，计算出各段λ／４阻抗变换器的特性阻抗，如表１所示，并计算出隔离电阻的阻值如表２所示。

高功率低损耗六路功分器的设计与分析

高功率低损耗六路功分器的设计与分析 作者：张力平周彭博左秀权王兵孙安 来源：《现代电子技术》2017年第18期 摘要：针对高功率微波对功率放大器轻重量和小体积的要求，采用基于功率分配合成技术中的同相叠加原理，设计了一种C波段的结构紧凑型窄带6路功率分配器。该分配器通过射频同轴N型连接器输入射频信号，通过环形无氧铜窄带线等相均分为6路。利用CST软件对该器件进行了初步结构优化设计和S⁃parameter模拟仿真，理论传输系数为-7.78 dB。结果表明，该器件能承受5.0～5.3 GHz的工作频率，功率容量达到1 000 W，各端口的功率传输效率达到97.5%以上，插入损耗为0.2 dB以内，完全可以满足使用要求。 关键词：高频高功率微波； C波段；功分器；同相叠加原理 中图分类号： TN626⁃34； TN811； TN813 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X （2017）18⁃0120⁃04 Design and analysis of six⁃channel power divider with high power and low loss ZHANG Liping1，2， ZHOU Pengbo1， ZUO Xiuquan1， WANG Bing1， SUN An2，3 （1. MOE Key Laboratory of Road Construction & Equipment，Chang’an University，Xi’an 710064， China； 2. ADS⁃SRF Inc.， Zhenjiang 212009， China； 3. Proton Linear Accelerator Institute，Nanjing University， Nanjing 210000， China） Abstract： In the light of the high⁃power microwave′s requirements of light weight and small size for power amplifier， the in⁃phase superposition principle based on power allocation and synthesis technology is used to design a compact structure narrowband 6⁃channel power divider working in C⁃band. The RF signals are input into the divider through RF coaxial N⁃type connector， and divided into 6 in⁃phase channels equally through annular oxygen⁃free copper narrowband line. The CST software is adopted to carry out the preliminary structure optimization design and S⁃parameter simulation of the device， whose theoretical transmission coefficient is -7.78 dB. Simulation results show that the device can bear the working frequency of 5.0～5.3 GHz， its power capacity can reach up to 1 000 W， its power transmission efficiency of each port is higher than 97.5%， and its insertion loss is within 0.2 dB， which can meet the operating requirements completely. Keywords： high⁃frequency and high⁃power microwave； C⁃band； power divider； in⁃phase superposition principle

大连海事大学射频电路设计威尔金森功分器设计实验报告

实验二：wilkinson 功分器设计报告 一、实验目标 1. 掌握功分器的原理及基本设计方法。 2. 学会使用电磁仿真软件ADS 对功分器进行仿真。 3. 掌握功分器的实际制作和测试方法，提高动手设计能力。 二、实验要求 1. 充分做好实验前的准备工作，认真学习电磁仿真软件ADS 。 2. 掌握微波器件和微波测试仪器的使用方法，以免损坏器件和仪器。 3. 分析仿真结果与测试结果，记录必要数据。 三、设计思路 四、理论设计： Wilkinson 功率分配器有三端口网络构成，如下图，信号由端口1输入，端口2和端口3输出。理想3dB 微带wilkinson 功率分配器的散射参量为 S=-1/ 因为S11=S22=S33=0，所以理想状态下在中心频率，三个端口是完全匹配的。 因为S21=S31=-j/ ，所以在端口1有输入而其他端口匹配时，端口2和端口3有等幅同相的输出，并且都比输入信号之后90度，这说明这是一个功分比为1的3dB 功率分配器。 因为S23=S32=0,所以这个功率分配器两个支路是完全隔离的。 因为有 段，所以这个功率分配器不是带宽器件。 功分器的技术指标主要包括频率范围、端口电压驻波比或回波损耗、输入输出间的传输损耗、输出端口间的隔离度。 1.频率范围 频率范围是各种射频和微波电路工作的前提，功率分配器的设计结构和尺寸大小与工作频率有密切关系，必须首先明确功分器的工作频率，才能进行具体的设计工作。本实验取，中心频率f0=1GHz 带宽BW ：0.9GHz —1.1GHz 。 2.端口的电压驻波比（回波损耗） 理论设计 ADS 软件仿真 加工制作 实验测试 调试修正

设计报告-H-T矩形波导功分器

班级：通信13-2 姓名：王景远 学号：1306030220 成绩： 电子与信息工程学院 信息与通信工程系

一、报告要求 1.设计波导H-T型接头（功分器） 2.两端口功率比1 ：2 3.工作在10GHz 4.利用HFSS或其他软件进行仿真分析 注：此设计参考《HFSS电磁仿真设计应用详解_李明洋》里面第二章第十章例程与 H—T型2:1功率分配器和同轴馈电矩形天线设计一致。真正的学习不是盲目模仿， 而是消化吸收，做的不仅仅是报告。 二、设计依据 图 1 设计理论依据： 端口1 是信号输入端口，端口2 和端口3 是信号输出端口。正对着端口1 一侧的波导壁上凹进去一块，相当于放置了一个隔片，通过改变隔片的位置可以改变端口1 到端口2 和端口3 的传输功率以及端口1 的反射功率。设计时可以先把隔片的位置设计到中央，观察在8～10GHz 的工作频段内，波导3 个端口的S 参数随着频率变化的关系曲线，同时分析查看在10GHz 时波导表面的电场分布。然后利用HFSS 的参数扫描分析功能分析在10GHz 处，波导3个端口的S 参数随着隔片位置变量Offset 变化的关系曲线，使用HFSS 的优化设计功能，求解出当端口3 的输出功率是端口2 的输出 功率的两倍时隔片所在的位置。 三．结构模型

图2 功分器结构 模型参数设置：此模型有三个小长方体组合而成中间有一隔片 长方体参数：dx 2 dy 0.9 dz 0.4 单位in 材料真空 隔片尺寸Xsize 0.45 Ysize 0.1 Zsize 0.4 单位in Y轴位置0.093in（优化后功分比2:1时） 四．相关报告数据分析

射频

Wilkinson功率分配器设计 实验报告 班级：电科09 4班 姓名：钱浩 学号：2220091721

实验目的： 掌握功分器的原理及基本设计方法 学会使用电磁仿真软件ADS对功分器进行仿真 掌握功分器的实际制作和测试方法，提高动手设计能力 实验要求： 充分做好实验前的准备工作，认真学习电磁仿真软件ADS 掌握微波器件和微波测试仪器的使用方法 分析仿真结果与实测结果，记录数据

实验仪器： 微波无源实验箱，矢量网络分析仪，电脑 功率分配器定义 功率分配器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路信号能量输出的器件(也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器)，可以等效为将输入功率分成 相等或不相等的几路输出功率的一种多端口微波网络。 功分器的基本指标 (1)频率范围 频率范围是各种射频和微波电路工作的前提，功率分配器的设计结构和尺寸大小与工作频率密切相关，必须首先明确功率分配器的工作频率，才能进行具体的设计工作。尤其是需要指明中心频率及其频带宽度。 (2)输入端口1的回波损耗 用RL1表示的端口1的回波损耗为：11 1 lg 20S RL -=（dB ） (3)输入输出间的传输损耗 定义为输出端口2的输出功率P2和输入端口1的输入功率P1之比， 记为IL ：2112 lg 20lg 10S P P IL -=⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛-=（dB ） (4)输出端口间的隔离度

端口3和端口2互为隔离端口，在理想情况下，隔离端口间应没有相互输出的功率，但由于设计及制作精度的限制，使隔离端口间尚有一些功率输出。端口3到端口2的隔离度定义为：23 lg 20S D -=（dB ） 设计指标： ● 3dB Wilkinson 功率分配器。 ● 中心频率1.5GHz 。 ● 工作频带内输入端口的回波损耗：dB dB S 20)(11 -≤，这里的) (11 dB S 是 指RL 1。 ● 工作频带内的传输损耗：dB dB S dB 8.2)(2.321 -≤≤-。 ● 两个输出端口间的隔离度S 23(dB) ≤ -20dB 。 ● 微带线基板的厚度为3mm ，基板的相对介电常数为2.65。 ● 各端口特性阻抗采用50Ω。 实验步骤： （一）功率分配器的建模 1.创建项目和原理图 2.原理图建模

t形结功率分配器

t形结功率分配器 T形结功率分配器 概述 T形结功率分配器是一种被广泛应用于通信领域的被动器件，主要用于将一个输入信号分配到多个输出端口上，其特点是具有低插入损耗、高隔离度、宽带等优点。本文将对T形结功率分配器的原理、设计、制造及应用进行详细介绍。 原理 T形结功率分配器采用了微波技术中的平面波导线技术，其基本原理是利用两个相同长度的微带线连接在一起，并在中间夹上一个90度相位差的耦合器，从而实现将输入信号平均地分配到两个输出端口上。由于耦合器具有反向传输作用，因此该结构还可以将多个输出信号合并成一个输出信号。 设计 T形结功率分配器的设计需要考虑以下几个方面： 1. 频段：根据使用场景确定所需频段范围； 2. 插入损耗：插入损耗越小越好； 3. 隔离度：隔离度越高越好；

4. 平衡度：平衡度越高越好； 5. 带宽：带宽越宽越好。 制造 T形结功率分配器的制造需要采用微波集成电路工艺，主要包括以下几个步骤： 1. 基板制备：选择合适的基板材料，并进行切割、打孔、化学蚀刻等处理； 2. 电路设计：根据设计要求进行电路布局和元器件选型； 3. 元器件安装：将元器件粘贴在基板上，并进行焊接或压接； 4. 封装加工：对已完成的电路进行封装和加工，以保证其稳定性和可靠性。 应用 T形结功率分配器广泛应用于通信领域，主要用于无线通信系统中的功率分配、合并和平衡控制。例如，在基站中，T形结功率分配器可以将输入信号平均地分配到多个天线上，以实现信号覆盖范围的扩大；在卫星通信系统中，T形结功率分配器可以将多个天线的输出信号合并成一个输出信号，以提高整个系统的传输效率。 总结 T形结功率分配器是一种被动微波器件，在通信领域具有广泛的应用。其原理是利用耦合器将输入信号平均地分配到多个输出端口上，具有

同轴功率分配器项目建议书(立项申请范文)

第一章基本信息 一、项目概况 （一）项目名称 同轴功率分配器项目 （二）项目选址 某某高新技术产业开发区 对周围环境不应产生污染或对周围环境污染不超过国家有关法律和现 行标准的允许范围，不会引起当地居民的不满，不会造成不良的社会影响。项目选址应符合城乡建设总体规划和项目占地使用规划的要求，同时具备 便捷的陆路交通和方便的施工场址，并且与大气污染防治、水资源和自然 生态资源保护相一致。 （三）项目用地规模 项目总用地面积44655.65平方米（折合约66.95亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数55.67%，建筑容积率1.45，建设区域绿化覆盖率6.78%，固定资产投资强度180.57万元/亩。 （五）土建工程指标

项目净用地面积44655.65平方米，建筑物基底占地面积24859.80平 方米，总建筑面积64750.69平方米，其中：规划建设主体工程50952.42 平方米，项目规划绿化面积4388.88平方米。 （六）设备选型方案 项目计划购置设备共计122台（套），设备购置费4522.27万元。 （七）节能分析 1、项目年用电量878427.34千瓦时，折合107.96吨标准煤。 2、项目年总用水量23526.60立方米，折合2.01吨标准煤。 3、“同轴功率分配器项目投资建设项目”，年用电量878427.34千瓦时，年总用水量23526.60立方米，项目年综合总耗能量（当量值）109.97 吨标准煤/年。达产年综合节能量36.66吨标准煤/年，项目总节能率 26.64%，能源利用效果良好。 （八）环境保护 项目符合某某高新技术产业开发区发展规划，符合某某高新技术产业 开发区产业结构调整规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都 采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建 设不会对区域生态环境产生明显的影响。 （九）项目总投资及资金构成 项目预计总投资15505.61万元，其中：固定资产投资12089.16万元，占项目总投资的77.97%；流动资金3416.45万元，占项目总投资的22.03%。

微带功率分配器设计

设计资料项目名称：微带功率分配器设计方法 拟制： 审核： 会签： 批准： 00 六年一月

微带功率分配器设计方法 1. 功率分配器论述： 定义： 功率分配器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路信号能量输出的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器。 分类： 1.2.1功率分配器按路数分为：2路、3路和4路及通过它们级联形成的多路功率分配器。 1.2.2 功率分配器按结构分为：微带功率分配器及腔体功率分配器。根据能量的分配分为：等分功率分配器及不等分功率分配器。 1.2.3 根据电路形式可分为：微带线、带状线、同轴腔功率分配器。概述： 常用的功率分配器都是等功率分配，从电路形式上来分，主要有微带线、带状线、同轴腔功率分配器，几者间的区别如下：（1）同轴腔功分器优点是承受功率大，插损小，缺点是输出端驻波比大，而且输出端口间无任何隔离。微带线、带状线功分器优点是价格便宜，输出端口间有很好的隔离，缺点是插损大，承受功率小。（2）微带线、带状线和同轴腔的实现形式也有所不同：同轴腔功分器是在要求设计的带宽下先对输入端进行匹配，到输出端进行分路；而微带功分器先进行分路，然后对输入端和输出端进行匹配。 面对微带线、带状线功率分配器的原理及设计方法进行分析。

2．设计原理： 分配原理： 微带线、带状线的功分器设计原理是相同的，只是带状线的采用的是对称性空气填充或介质板填充，而微带线的主要采用的是非对称性部分介质填充和部分空气填充。下面我们以一分二微带线功率分配的设计为例进行分析。传输线的结构如下图所示，它是通过阻抗变换来实现的功率的分配。 图 1 ：一分二功分器示意图在现有的通信系统中，终端负载均为50Ω，也就是说在分支处的阻抗并联后到阻抗结处应为50Ω。如上图匹配网络，从输入端口看Z in Z0 50 ，而Z in Z in1// Z in2 50 ，且是等分的，所以Z in1=Z in2，①处Z in1 、②处Z in 2的输入阻抗应为100Ω，这样由①、②处到输出终端50Ω需要通过阻抗变换来实现匹配。 阶梯阻抗变换： 在微波电路中，为了解决阻抗不同的元件、器件相互连接而又不使其各自的性能受到严重的影响，常用各种形式的阻抗变换器。其中最简单又最常用的四分之一波长传输线阶梯阻抗变换器（图2）。它的特性阻抗Z1 为待匹配的阻抗。

C波段一分二不等分功分器设计

C波段一分二不等分功分器设计 摘要：功率分配器是将输入功率分成相等或不等功率输出的多端口微波网络，常用于雷达、无线通信、微波测量、系统等。例如在相控阵雷达中，发射功率分配给每个发射器单元。微带功分器体积小，易于集成，应用广泛。威尔金森功分器主要用于实际工程，但在微波电路中往往需要不等功率分配，因此不等微带功分器在实际微波电路中也有重要应用。与等分功分器相比，不等分微带功分器的设计更为复杂，需要考虑的因素也更多。 本论文总结了不等分功分器的国内外研究现状，详细阐述了功分器的基本原理和威尔金森功分器的设计，并在此基础上重点介绍了实现微带功分器不等分的常用方法，以及拓展微带功分器带宽的常用方法。 本文结合相关理论和技术，运用ADS和HFSS仿真软件共同设计了一款功分比为2:3的微带不等分功分器。并阐述了微带功分器结构设计及原理、模型建立、主要结构参数对微带功分器性能的影响、微带功率分配器的仿真结果和测试结果。仿真结果表明，微带功分器的驻波比在5.2~5.6 GHz频率范围内小于2，插入损耗小于0.5 dB。，两输出端口隔离度小于-15dB，微带功分器实物测试结果基本满足设计要求且与以上结果吻合。 关键词：微带线；威尔金森功分器；不等分；ADS；HFSS 1引言 1.1研究背景及意义 功率分配器是微波电路中非常重要的部件，无论是在遥测和遥感、雷达、微波系统通信还是电子战系统中，信号功率的分配都非常重要，通常遇到信号分成多个通道，然后进行处理操作。功分器是保证多通道定向系统性能的关键部件，只有当其幅度和相位高度一致时，才能保证其测量的准确性。当我们反向使用功分器时，它可以作为功分器使用，一般用在发射系统中，特别是对中高功率发射系统的性能有巨大的影响。 为了防止能量损耗太大从而造成信号强度减弱，则要求功分器的插损必须满足整个系统的要求。微波系统的隔离度也需要被严谨对待，来保证每路信号不受相互影响。当反向使用其作为微波功率合路器时，其承受功率是非常重要指标。 随着我国军事武器装备的快速发展，微波系统的应用也不断发展，从地面、空中到太空，对功率分配器的性能、宽带、可靠性提出了严格的要求。功分器的性能好坏影响、制约着整个机器的发展，创新制造出高品质的微波宽带功分器，建设制造高水平的技术通信平台，提高制式生产能力，满足整个机器系统的要求，和国外的高端且同类型产品保证技术同步发展，不但是我国军事武器装备建设的

射频功分器一分三的设计毕设论文

安徽建筑工业学院毕业设计 (论文) 专业通信工程 班级08通信2班 学生姓名刘静 学号 *********** 课题基于ADS的微波器件设计与仿真 —— 1分3功分器的设计与仿真 指导教师彭金花 2012年6月

摘要 随着现代电子和通信技术的飞跃发展，信息交流越发频繁，各种各样电子电气设备已大大影响到各个领域的企业及家庭。在微波通信领域，随着微波技术的发展，功分器作为一个重要的器件，其性能对系统有不可忽略的影响，因此其研制技术也需要不断的改进。 本文首先对功分器的基本理论、性能指标作了简单介绍，然后阐述了一个具体的一分三功分器的设计思路和过程，并给出了设计的电路结构、仿真结果、生成了相应的Layout图，最后制作了版图。本文还用到了ADS和AutoCAD，在功分器的具体电路结构建模、仿真优化和版图的生成上如何应用，在设计过程中文中都作出了相应的说明。 关键词：功分器； ADS；仿真

Abstract With the leap development of the modern electronic and communication technology and the more and more frequent information exchange, various kinds of electrical and electronic equipments have greatly affected business and home in all domains. In the field of microwave communication, along with the development of microwave tec hnology, as a key device, the influence of the splitters’ performance to system can not be overlooked, so the development technology needs continuously improved. In this paper, the basic theory and the performance indicators of the splitters are simply introduced, and then the design idea and process of a specific 1 into 3 splitters are expatiated. The circuit structure, the simulation results and the Layout chart are also givn. Finally, the Territory is made. ADS and AutoCAD are also used in the design. How to use them in the specific circuit modeling, simulation, optimization and Territory formation are correspondingly described in the paper. Key words: splitters; ADS; simulation