微波课设微波宽带10GHz功分器的设计

本科课程设计报告

课程名称：微波技术与天线

实验地点：博学馆一层机房

专业班级：电信1201 学号：2012001427

实验名称：微波宽带10GHz功分器的设计

学生姓名：

指导教师：刘建霞

2015年6月30日

课程设计任务书

注：课程设计完成后，学生提交的归档文件应按，封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）

指导教师签名： 日期：2015-6-10

专业班级

电信1201 学生姓名 杨凯 课程名称 微波技术与天线 课程设计 设计名称

宽带功分器 设计周数 1.5周 指导教师 李鸿鹰 设计

任务

主要

设计

参数 1 熟悉HFSS 仿真平台的使用 2 熟悉宽带功分器的工作原理与设计方法 3 在HFSS 平台上完成如下宽带功分器的仿真设计 设计要求如下： 频率：10GHz 介质：vacuum 4 结合同组其他同学的设计结果完成对于该天线结构参数与性能之间关系的探讨 5 在1.5周内完成设计任务

设计内容

设计要求

6.11：分组、任务分配、任务理解 6.12：查阅参考资料，理论上熟悉所设计的器件的工作原理与特性，完成方案设计。 6.15~6.18：熟悉仿真平台的使用，完成在平台上的建模，设置，结果提取与分析，以及验收。 6.19：同组同学结果汇总及讨论 6. 22：设计说明书的撰写 在设计过程中，作为设计小组成员，每位同学要具有团队意识和合作精神，并最终

独立完成自己的设计任务。

主要参考

资 料

刘学观，微波技术与天线，西安电子科技大学电出版社，2012 顾继慧，微波技术，科学出版社，2007 李明洋，HFSS 应用设计详解，人民邮电出版社，2010 学生提交

归档文件

1.设计报告

2.工程文件

摘要：

在微波系统中，需要将发射功率按一定的比例分配到各发射单元，如相控阵雷达等，因此功分器在微波电路中有着广泛的应用。它性能的好坏直接影响到整个系统能量的分配和合成效率。随着宽带天线、宽带滤波器等器件的不断发展，对宽带功分器的要求也越来越高，需求也越来越大。

功分器是实现无线信号等功率分配的射频器件。二功分器一般有一个输入口和两个输出口，一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。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和家庭。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地改进。

本文首先对功分器的基本理论、性能指标做了简单介绍，然后阐述了一个具体的微波宽带功分器的设计的思路和过程，并给出了设计的电路结构，仿真结果。本文还用到了HFSS，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，在文中都做出了相应的说明。

关键词：功分器、宽带、HFSS

1.前言

随着无线通信技术的快速发展，各种通讯系统的载波频率不断提高，小型化低功耗的高频电子器件及电路设计使微带技术发挥了优势。在射频电路和测量系统如混频器、功率放大器电路中的功率分配与耦合元件的性能将影响整个系统的通讯质量。功分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网络，它广泛应用于雷达系统及天线的馈电系统中。功分器按照其功率分配比有相应的设计公式可较为容易的实现。本课设将着重阐述微波宽带功分器的设计。

2.设计目的

（1）通过仿真完成微波宽带功分器的设计；

（2）了解微波宽带功分器的工作原理。

3.器件介绍

功分器全称是功率分配器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不等能量的器件，是射频系统和通信系统的关键部件之一。它有以下特征：

（1）三个端口完全匹配，即有S 11=S 22=S 33；

（2）端口1输入，端口2，3输出等幅同相，其滞后90deg ，S 21=S 31；

（3）两个之路完全隔离，所以S 23=S 32=0。

根据以上分析，功分器的散射矩阵为：

0j j 1[]j 002j 00S ????=-??????

图1 功分器模型图

4.HFSS 仿真设计

4.1建立新的工程

为了方便创建模型，在Tool>Options>HFSS Options 中将Duplicate Boundries with geometry 复选框中，这样可以使得在复制模型时，所设置的边界也一同复制。

4.2设置求解类型

将求解类型设置为激励求解类型：

（1）在菜单栏中点击HFSS>Solution Type 。

（2）在弹出的Solution Type 窗口中

（a）选择Driven Modal。

（b）点击OK按钮。

4.3设置模型单位

将创建模型中的单位设置为毫米。

（1）在菜单栏中点击3D Modeler>Units。

（2）设置模型单位：

（a）在设置单位窗口中选择：mm。

（b）点击OK按钮。

4.4设置模型的默认材料

在工具栏中设置模型的默认材料为真空。

4.5添加和定义设计变量

从菜单栏中点击HFSS>Design Properties，在弹出的对话框中，单击Add按钮，添加变量。定义变量如图2所示。

图2 变量定义图

4.6微波宽带功分器

（1）创建空腔

在菜单栏中点击Draw>Box。创建一个任意大小长方体。新建的长方体会添加到操作历史树的Solids节点下，其默认的名称为Box1.双击操作历史树下的SOLIDS下的box1节点，在弹出的对话框attribute中，将该长方体的名字修改为Air。点击操作历史树下的CreatBox节点，在弹出的对话框中，Position栏输入长方体的起始位置，即X:-a/2,Y:b1,Z:-0.254按回车键结束输入。输入长方体X、

Y、Z三个方向的尺寸，即XSize:A,YSize:B-B1,ZSize:6.254,按回车键结束输入。

依次按照以上操作，创建空腔1，2，3

空腔1中，Position栏输入长方体的起始位置，即X:-a/6,Y:0,Z:-0.254按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即XSize:a/3,YSize:b1,ZSize:6.254,按回车键结束输入。

空腔2中，Position栏输入长方体的起始位置，即X:a/6,Y:b,Z:-0.254按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即XSize:a/3,YSize:b2,ZSize:6.254,按回车键结束输入。

空腔3中，Position栏输入长方体的起始位置，即X:-a/6,Y:b,Z:-0.254按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即XSize:-a/3,YSize:b2,ZSize:6.254,按回车键结束输入。

（2）组合模型。将Air、Air1、Air2、Air3组合成为一个模型。

按住Ctrl键，将所有物体选中。在3D Modeler>Boolean>Unit,合并生成新模型Air3。

（3）设置显示方式

双击操作历史树中的Air1节点，在Properties对话框中，勾选Display Wireframe(显示框架)项，设置Display Type为Wireframe。最后单击OK按钮，应用设置。

（4）创建一个默认材质

点击工具栏中Vacuum>Select，在弹出的对话框中，找到并选择Rogers RT/duroid5880（tm）项，点击确定按钮。

（5）创建基片

在菜单栏中点击Draw>Box。创建一个任意大小长方体。新建的长方体会添加到操作历史树的Solids节点下，其默认的名称为Box1.双击操作历史树下的Solids下的Box1节点，在弹出的对话框Attribute中，将该长方体的名字修改为Sub。点击操作历史树下的CreatBox节点，在弹出的对话框中，Position栏输入长方体的起始位置，即X:-a/2,Y:b1,Z:-0.254按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即XSize:a,YSize:b-b1,ZSize:0.254,按回车键结束输入。

依次按照以上操作，创建基片1，2，3

基片1中，Position栏输入长方体的起始位置，即X:-a/6,Y:0,Z:-0.254按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即XSize:a/3,YSize:b1,ZSize:0.254,按回车键结束输入。

基片2中，Position栏输入长方体的起始位置，即X:a/6,Y:b,Z:-0.254按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即XSize:a/3,YSize:b2,ZSize:0.254,按回车键结束输入。

基片3中，Position栏输入长方体的起始位置，即X:-a/6,Y:z,Z:-0.254按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即XSize:-a/3,YSize:b2,ZSize:0.254,按回车键结束输入。

(6)组合基片。将Sub、Sub1、Sub2、Sub3组合成为一个模型。

按住Ctrl键，将所有物体选中。在3D Modeler>Boolean>Unit,合并生成新模型Sub1。

（7）创建金属导带

在菜单栏中点击Draw>Rectangle。创建一个任意大小长方形。新建的长方形会添加到操作历史树的Solids节点下，其默认的名称为Rectangle1.双击操作历史树下的Solids下的Rectangle1节点，在弹出的对话框Attribute中，将该长方体的名字修改为Microstrip。点击操作历史树下的CreatRecangle节点，在弹出的对话框中，Position栏输入长方体的起始位置，即X：-w50/2,Y：0,Z：0按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即XSize：w50,YSize：11,点击确定按钮。

（8）创建半圆环1

在菜单栏中点击Draw>Circle。在右下角的坐标输入栏中输入圆形的中心位置坐标，即X：0.38,Y：3.8,Z：0，按回车键结束输入。输入圆形半径，即dX：0.310,dY：0,dZ：0按回车键结束输入。在Property窗口中选择Attribute标签，将该圆形的名字改为rlout。

在菜单栏中点击Draw>Circle。在右下角的坐标输入栏中输入圆形的中心位置坐标，即X：0.38,Y：3.8,Z：0，按回车键结束输入。输入圆形半径，即dX：0.745,dY：0，dZ：0按回车键结束输入。在Property窗口中选择Attribute标签，将该圆形的名字改为rlin。

在弹出的对话框中，Blank Parts选择rlout，Tool Parts选择rlin，点击OK按钮。

在菜单栏中点击Draw>Rectangle。在右下角的坐标输入栏中输入长方形的起始位置坐标，即X：0.38,Y：0,Z：0按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即dX：-2.62,dY：4.8,dZ：0按回车键结束输入。在特性窗口中选择Attribute标签，将长方形的名字修改为cut1。

按住Ctrl，同时依次选中rlout和cut1。在菜单3DModeler>Boolean>Substrate。在弹出的对话框中，Blank Parts选择rlout，Tool Parts选择cut1，点击OK按钮。（9）创建导带l2

在菜单栏中点击Draw>Rectangle。在右下角的坐标输入栏中输入长方形的起始位置坐标，即X：0.25,Y：4.24,Z：0按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即dX：0.31,dY：1.11,dZ：0按回车键结束输入。在特性窗口中选择Attribute标签，将长方形的名字修改为l2。

（10）与创建半圆环1相似，创建半圆环2.

在菜单栏中点击Draw>Circle。在右下角的坐标输入栏中输入圆形的中心位置坐标，即X：0.25,Y：6.475,Z：0，按回车键结束输入。输入圆形半径，即dX：1.175,dY：0，dZ：0按回车键结束输入。在Property窗口中选择Attribute标签，将该圆形的名字改为r2lout。

在菜单栏中点击Draw>Circle。在右下角的坐标输入栏中输入圆形的中心位置坐标，即X：0.25,Y：6.475,Z：0，按回车键结束输入。输入圆形半径，即dX：0.625,dY：0，dZ：0按回车键结束输入。在Property窗口中选择Attribute标签，将该圆形的名字改为r2lin。

按住Ctrl，同时依次选中r2lout和r2lin。在菜单3DModeler>Boolean>Substrate。在弹出的对话框中，Blank Parts选择r2lout，Tool Parts选择r2lin，点击OK按钮。

在菜单栏中点击Draw>Rectangle。在右下角的坐标输入栏中输入长方形的起始位置坐标，即X：0.25,Y：0,Z：0按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z 三个方向的尺寸，即dX：2.75,dY：7.65,dZ：0按回车键结束输入。在特性窗口中选择Attribute标签，将长方形的名字修改为cut2。

在弹出的对话框中，Blank Parts选择r2lout，Tool Parts选择cut2，点击OK按钮。（11）创建导带l3

在菜单栏中点击Draw>Rectangle。在右下角的坐标输入栏中输入长方形的起始位置坐标，即X：0.25,Y：7.1,Z：0按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即dX：0.55,dY：1.81,dZ：0按回车键结束输入。在特性窗口中选择Attribute标签，将长方形的名字修改为l3。

（12）创建导带l4

在菜单栏中点击Draw>Rectangle。在右下角的坐标输入栏中输入长方形的起始位置坐标，即X：0.25,Y：8.91,Z：0按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即dX：6.13,dY：0.76,dZ：0按回车键结束输入。在特性窗口中选择Attribute标签，将长方形的名字修改为l4。

（13）创建导带l5

在菜单栏中点击Draw>Rectangle。在右下角的坐标输入栏中输入长方形的起始位置坐标，即X：5.62,Y：9.67,Z：0按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即dX：0.76,dY：8.33,dZ：0按回车键结束输入。在特性窗口中选择Attribute标签，将长方形的名字修改为l5。

（14）创建切角

在菜单栏中点击Draw>line。在右下角的坐标输入栏中输入点坐标，X：6.38,Y：8.91,Z：0。坐标输入栏中输入点坐标，X：6.38,Y：9.67,Z：0。

坐标输入栏中输入点坐标，X：5.62,Y：8.15,Z：0。坐标输入栏中输入点坐标，X：6.38,Y：8.15,Z：0，按回车键结束输入。在特性窗口中选择Attribute标签，将长方体的名字改为qiejiao。

按住Ctrl，同时选中l4和qiejiao。在菜单3DMoleder>Boolean>Substrate。在弹出的对话框中，Blank Parts选择l4，Tool Parts选择切角，点击OK按钮。（15）合并导带

按住Ctrl，同时选中Microstrip，l2，l3，l4，l5，rlout和r2out。在菜单3DModeler>Boolean>Unit，进行合并。

（16）复制导带

选中合并后的导带Microstrip，然后选择菜单项Edit>Duplicate>Mirror。在坐标输入栏中输入点坐标，X：0,Y：0,Z：0。在坐标输入栏中输入点坐标，dX：-2,dY：0,dZ：0。

（17）设置边界条件

选中导带Microstrip和Microstrip1，单击鼠标右键，选择Assign Boundaries>Perfect E，设置导带为理想边界。

（18）创建隔离电阻R1和R2

在菜单栏中点击Draw>Rectangle。在右下角的坐标输入栏中输入长方形的起始位置坐标，即X：-0.25,Y：4.8,Z：0按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即dX：0.5,dY：0.5,dZ：0按回车键结束输入。在特性窗口中选择Attribute标签，将长方形的名字修改为R1。选中R1，然后单击鼠标右键，选择AssignBoundaries>lumped RLC，设置集总RLC边界，在弹出的对话框中选中Resistance，设置为97ohm。

在菜单栏中点击Draw>Rectangle。在右下角的坐标输入栏中输入长方形的起始位置坐标，即X：-0.25,Y：7.65,Z：0按回车键结束输入。输入长方体X、Y、Z三个方向的尺寸，即dX：0.5,dY：0.5,dZ：0按回车键结束输入。在特性窗口中选择Attribute标签，将长方形的名字修改为R2。选中R2，然后单击鼠标右键，选择Assign Boundaries>lumped RLC，设置集总RLC边界，在弹出的对话框中选中Resistance，设置为210ohm。

（19）设置激励端口

单击F键，切换到选择状态。然后旋转物体模型，选中Air的侧面，在三维窗口中单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Assign Excitation>Wave Port。在该对话框中保持默认设置不变，单击OK按钮。同样操作，选中wave port2和wave port3。完成后，按快捷键O切换到选择物体状态。

（20）组合模型

用组合键Ctrl+A将所有物体选中。点击菜单3DModeler>Boolean>Unit。到此，创建微波宽带功分器的操作全部结束。构成如图1所示的功分器模型。

4.7设置求解频率及扫频范围。

（1）设置求解频率

在菜单栏中点击HFSS>Analysis Setup>Add Solution Setup。在求解窗口中作如下设置：Solution Freguency：10GHz，Maximum Numbers of Passes：5，Maximum Delta S per Pass：0.02，点击OK按钮。

（2）设置扫频

在菜单栏中点击HFSS>Analysis Setup>Add Sweep。选择Setup1，点击OK。在扫频设置窗口中作如下设置：Sweep Type：Fast，Freguency Setup Type：Linear Setup，Start：1GHz，Stop：20GHz，Step Size：0.5,将Save Field复选框选中，点击OK按钮。

4.8保存工程

在菜单栏中点击File>Save As，在弹出的窗口中将该工程的命名为HFSS_Magic T，并选择路径保存。

4.9求解该工程

在菜单栏中点击HFSS>Analyze。

4.10后处理操作

在仿真计算结束后，查看魔T的S参数，包括S11，S12，S13。点击菜单栏HFSS>Result>Creat Report。在创建报告窗口中做如下设置：Report Type：Model S Parameters，Display Type：Rectangle。点击OK按钮。在Trace窗口中作如下设置：Solution：Setup1：Sweep1；Domain：Sweep，点击Y标签，选择：Category：S parameter；Quantity：S(WavePort1，WavePort1)，S(WavePort1，WavePort2)，S(WavePort1，WavePort3)，Funtion：dB，然后点击Add Trace。最后点击Done 按钮完成设置。

5.HFSS仿真结果

保存文件后通过仿真得到如图所示的实验结果图。

实验结果

6.设计心得

通过这次的课程设计，我学会了使用hfss设计宽带功分器的方法，了解有关功率分配器的相关原理和设计方法，在首次接触hfss 时首先感到的是一头雾水，无从下手。然而在按照指导书的设计步骤以及老师同学的帮助修改下，一步一步按照要求完成了操作。但是实验无法按照老师要求完成 1.8ghz，结果可能与要求结果相差较大，实在是自己学业不精，努力不够。这次实验使我更加明白了理论与实践结合的重要性。将抽象的事物集体化，对功分器有了感性的认识。在此特别感谢在本次实验中对我提供帮助的老师和同学们。相信本次的实验对我下学期课程的学习会提供很大的帮助。

等分威尔金森功分器的设计与仿真

摘要 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 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

频率合成器设计报告

频率合成器课程设计 总结报告 指导教师：曹俊友 组员：李刚、魏虹宇、张朋、蒙荣鸿 专业：电子信息科学与技术092 日期： 2012年1月1日

摘要：本设计是关于锁相环频率合成器的设计，设计主要由电源、自制压控振荡器（VCO）、锁相环频率合成器（PLL）、单片机控制（MCU）显示以及键盘操作五部分组成。电源部分采用稳压芯片获得稳定的3.3V以及5V的电压输出，压控振荡器采用MAX2620芯片外接电感电容并联谐振回路制成，锁相环频率合成器采用ADF4106制成，、采用AT89C52单片机作为系统的控制单元。基本要求：输出频率可改变，输出功率可调整。扩展要求：具有显示功能，具有键盘控制功能。 关键词：锁相环（PLL）、压控振荡器（VCO）、环路滤波（LPF）、单片机（MCU） Abstract：This design is about lock cirtle frequency synthesizer design, design mainly by power supply, self-control voltage control oscillation (VCO), and phase lock loop (PLL) frequency synthesizer and single-chip microcomputer control (MCU) display and keyboard five parts. The power supply voltage of the chip made steady 3.3 V and 5 V voltage output, controlled oscillator MAX2620 adopts chip made, lock cirtle frequency synthesizer made by ADF4106, by AT89C52 single chip microcomputer as system, the control unit. Basic requirements: output frequency can change, output power can be adjusted. Expand requirements: display function with the keyboard control function. Key words:Phase lock loop (PLL)、Voltage control oscillation (VCO)、LPF、SCM (MCU)

X波段一分二功分器设计

X 波段一分二功分器设计 1、 根据指标进行理论分析需要的级数，采用威尔金森功分器结构，ADS 原理图 如下： 频率：9-11GHz ，本次主要使用频率：9.5-10.5GHz; 板材：RT5880 2、 对电路进行优化分析，仿真曲线如下： Optim1 UseAllOptVars=y es SP1 Step= Stop=11 GHz Start=9 GHz MSUB MSub1 Rough=0 mm TanD=0.0021T=0.035 mm Hu=5 mm Cond=1.0E+50 Mur=1 Er=2.2H=0.254 mm MSub OptimGoal2 RangeMax[1]=11GHz RangeMin[1]=9GHz RangeVar[1]="f req"Weight=10 Max=-30Min=SimInstanceName="SP1"Expr="dB(S(2,2))" OptimGoal3 RangeMax[1]=11GHz RangeMin[1]=9GHz RangeVar[1]="f req"Weight=10 Max=-30Min=SimInstanceName="SP1"Expr="dB(S(3,3))" OptimGoal6 RangeMax[1]=11GHz RangeMin[1]=9GHz RangeVar[1]="f req"Weight=500 Max= Min=-3.03SimInstanceName="SP1"Expr="dB(S(3,1))" OptimGoal12 RangeMax[1]=11GHz RangeMin[1]=9GHz RangeVar[1]="f req"Weight=500 Max= Min=-3.03SimInstanceName="SP1"Expr="dB(S(2,1))" OptimGoal15 RangeMax[1]=11GHz RangeMin[1]=9GHz RangeVar[1]="f req"Weight=1000 Max=-28 Min=SimInstanceName="SP1"Expr="dB(S(2,3))" OptimGoal1 RangeMax[1]=11GHz RangeMin[1]=9GHz RangeVar[1]="f req"Weight=1000 Max=-30 Min=SimInstanceName="SP1"Expr="dB(S(1,1))" R1=100 {-o} l1=0.3 {o}w1=0.318397 {o}w0=0.479686 {o}w50=0.67667 {o}Eqn Var

基于AD9858的小型宽带高分辨率频率合成器设计

中国科技核心期刊 基于AD9858的小型宽带高分辨率频率合成器设计 张　冰1　钱时祥2 (1.中国电子科技集团公司第四十一研究所　青岛　266555;2.电子测试技术国防科技重点实验室　青岛　266555) 摘　要:针对目前频率合成器的小型化、高分辨率的要求,本文介绍了一种基于AD9858的小型、宽带、高分辨率的频率合成器设计。通过充分发挥AD9858专用DDS 芯片的各项功能,对传统的DDS +PLL 式频率合成器的设计进行改进,并给出了设计方法及时序控制设置。测试结果表明:这种方式设计的频率合成器在获得优良的相位噪声、快速的频率切换速度,较高的频率分辨率等指标的同时,降低了频综器件的功耗,减小了体积,这对于频率合成器的小型化研究有很高的参考价值。关键词:直接数字频率合成器;PLL ;AD9858中图分类号:TN74 文献标识码:A Design of miniature broadband high resolution frequency synthesizer based on AD9858 Zhang Bing 1　Qian Shixiang 2 (1.The 41st Institute of China Electronics Technology group Corporation ,Qingdao 266555,China ;2.National Key Laboratory for Electronic Measurement Technology ,Qingdao 266555,China ) Abstract :In consideration of t he requirement of miniat ure and high resolution on t he frequency synthesizer recently ,t his paper has presented a design of miniat ure broadband and high resolution frequency synt hesizer based on AD9858.Improvedon t he traditional design of DDS +PLL frequency synt hesizer t hrough t he f ull utilization of different f unctions of AD9858special DDS chip s ,t he paper introduces t he design of t he project and t he setting of time sequence control.The test result s indicate that t he frequency synt hesizer which designed by t he above met hod obtains t he specifications of excel 2lent p hase noise ,fast frequency switching speed ,high frequency resolution and meanwhile decrease t he power consump 2tion and the volume of frequency synt hesizer component s.It has considerable reference value for t he miniat urization researchof frequency synt hesizer. K eyw ords :direct digital synt hesizer (DDS );p haselocked loop ;AD9858 　作者简介:张冰,女,助理工程师,主要从事微波毫米波接收机的研发工作。 0　引　言 近年来,基于DDS +PLL 的混合式频率合成技术得 到了大量的深入研究。这种技术是在充分继承传统频率合成方法的优点的基础上,将DDS 的快速、高分辨率和PLL 环路的宽带、低相噪等有机结合,有效地解决了频率合成器对相位噪声,频率切换速度、分辨率,体积和功耗等的要求,其研究成果已在诸如通信、雷达、电子对抗、导航、广播电视、遥测遥控、仪器仪表等领域中被广泛应用。 本文旨在对传统的DDS +PLL 方式加以改进,充分利用AD9858芯片的高性能与PLL 电路相结合,设计出高分辨率、宽带、转换时间短、功耗低、体积小的频率合 成器[127]。 1　AD9858简介与新型的DDS +PLL 设计原理 1.1　AD9858简介 AD9858是美国Analog Devices 公司生产的适用于高 速直接频率合成器的DDS 芯片,外部时钟可达2GHz ,内 部集成了32b 频率累加器、32b 相位累加器、10位高速正交D/A 转换器以及调制和控制电路,可在单片上完成频率调制、相位调制、幅度调制等多种功能。此外,AD9858内部还集成有一个150M Hz 的数字锁相环(digital PLL )和一个2GHz 的模拟乘法器(analog multiplier ),为DDS 、PLL 和Mixer 的组合运用打下了良好基础。 — 26—

频率合成器的设计

前言 频率合成器是现代无线通信设备中一个重要的组成部分，直接影响着无线通信设备的性能。频率合成技术历经了早期的直接合成技术（DS）和锁相合成技术（PLL），发展到如今的直接数字合成技术（DDS）。直接数字合成技术具有分辨率高，转换速度快，相位噪声低等优点，在无线通信中发挥着越来越重要的作用。随着大规模集成电路的发展，利用锁相环频率合成技术研制出了很多频率合成集成电路。频率合成器是电子系统的心脏，是决定电子系统性能的关键设备，随着通信、数字电视、卫星定位、航空航天、雷达和电子对抗等技术的发展，对频率合成器提出了越来越高的要求。频率合成技术是将一个或多个高稳定、高精确度的标准频率经过一定变换，产生同样高稳定度和精确度的大量离散频率的技术。频率合成理论自20世纪30年代提出以来，已取得了迅速的发展，逐渐形成了目前的4种技术：直接频率合成技术、锁相频率合成技术、直接数字式频率合成技术和混合式频率合成技术。 本文是以如何设计一个锁相环频率合成器为重点，对频率合成器做了一下概述，主要介绍了锁相环这一部分，同时也对锁相环频率合成器的设计及调试等方面进行了阐述。

1 总体方案设计 实现频率合成的方法有多种，可用直接合成，锁相环式，而锁相环式的实现方法又有多种，例如可变晶振，也可变分频系数M，还可以用单片机来实现等等。下面列出了几种用锁相法实现频率合成的方案。 1.1方案一 图1.1 方案一原理框图 如图1.1所示，在VCO的输出端和鉴相器的输入端之间的反馈回路中加入了一个÷N的可变分频器。高稳定度的参考振荡器信号fR经R次分频后，得到频率为fr的参考脉冲信号。同时，压控振荡器的输出经N次分频后，得到频率为fd的脉冲信号，两个脉冲信号在鉴频鉴相器进行频率或相位比较。当环路处于锁定状态时，输出信号频率：fo=N*fd。只要改变分频比N，即可实现输出不同频率的fo，从而实现由fr合成fo的目的。其输出频率点间隔Δf＝fr。 1.2方案二

ADF4351宽带频率合成器模块技术指标

HADF4351S集成VCO的宽带频率合成器模块 HADF4351S是由ADF4351芯片集成设计的宽带频率合成器模块，输出频率35MHz致4400MHz，可实现小数N分频或整数N分频锁相环(PLL)频率合成器。HADF4351具有一个集成电压控制振荡器(VCO)，其基波输出频率范围为2200 MHz至4400 MHz。此外，利用 1/2/4/8/16/32/64分频电路，可以产生低至35 MHz的RF输出频率。所有片内寄存器均通过简单的三线式接口进行控制。该模块采用5 V 电源供电，内置低纹波3.3V稳压芯片，因此对5V供电要求不高。 该产品按照军工标准生产和设计，尺寸小集成度高，采用邮票孔表贴封装和金属全屏蔽设计，可以减少模块的电磁辐射，电磁兼容性比较好。 特点： ※输出频率范围：35 MHz至4400 MHz ※输出幅度范围：-4dBm至2dBm

※小数N分频频率合成器和整数N分频频率合成器 ※具有低相位噪声2GHz输出时10KHz相噪是-93dBc/Hz ※均方根(RMS)抖动：小于0.4 ps rms（典型值） ※电源电压：4.5V至6.5 V ※三线式串行接口 ※模拟和数字锁定检测 ※在宽带宽内快速锁定 ※输入参考频率10MHz致105MHz最小输入幅度0.7 V p-p ※具有失锁输出保护功能 ※封装形式：表面贴28×22 ×7 ※工作环境温度：-20～+50℃ 应用领域： ※无线基础设施（W-CDMA、TD-SCDMA、WiMAX、GSM、PCS、DCS、DECT） ※军工通讯设备 ※无线测试设备 ※无线局域网(LAN)、有线电视设备

典型应用： GND 4.5-6.5V RFoutA- 10-105MHz RFoutA+ 35-4400MHz LD CLK DATA LE PCB安装尺寸：外框28×22×7mm焊盘1.5×4mm 模块引脚说明： 1．电压输入5V 2．电压负或地 3．参考频率输入10-105MHz 最小幅度0.7Vp-p 4．地 HADF4351S

微波技术发展与功分器

微波技术与功分器 10电子科学与技术 10205070218 沈培新 微波是指波长在1mm～1000mm、频率在300MHz～300GHz范围之间的电磁波，因为它的波长与长波、中波与短波相比来说，要“微小”得多，所以它也就得名为“微波”了。微波有着不同于其他波段的重要特点，它自被人类发现以来，就不断地得到发展和应用。19世纪末，人们已经知道了超高频的许多特性，赫兹用火花振荡得到了微波信号，并对其进行了研究。但赫兹本人并没有想到将这种电磁波用于通信，他的实验仅证实了麦克斯韦的一个预言──电磁波的存在。20世纪初期对微波技术的研究又有了一定的进展，1936年4月美国科学家South Worth用直径为12．5cm青铜管将9cm的电磁波传输了260m远，波导传输实验的成功激励了当时的研究者，因为它证实了麦克斯韦的另一个预言──电磁波可以在空心的金属管中传输，因此在第二次世界大战中微波技术的应用就成了一个热门的课题。战争的需要，促进了微波技术的发展，而电磁波在波导中传输的成功，又提供了一个有效的能量传输设备，微波电真空振荡器及微波器件的发展十分迅速。在1943年终于制造出了第一台微波雷达，工作波长在10cm。在第二次世界大战期间，由于迫切需要能够对敌机及舰船进行探测定位的高分辨率雷达，大大促进了微波技术的发展。第二次世界大战后，微波技术进一步迅速发展，不仅系统研究了微波技术的传输理论，而且向着多方面的应用发展，并且一直在不断地完善。我国开始研究和利用微波技术是在20世纪70年代初期，首先是在连续微波磁控管的研制方面取得重大进展，特别是大功率磁控管的研制成功，为微波技术的应用提供了先决条件。20世纪80年代，我国开始生产微波炉，到目前为止，已经发展有家用微波炉、工业微波炉等系列产品，产品质量接近或达到世界先进水平。随着科学技术的迅猛发展，微波技术的研究向着更高频段──毫米波段和亚毫米波段发展。 一、微波的特性 一是似光性。微波波长非常小，当微波照射到某些物体上时，将产生显著的反射和折射，就和光线的反、折射一样。同时微波传播的特性也和几何光学相似，能像光线一样地直线传播和容易集中，即具有似光性。这样利用微波就可以获得方向性好、体积小的天线设备，用于接收地面上或宇宙空间中各种物体反射回来的微弱信号，从而确定该物体的方位和距离，这就是雷达导航技术的基础。 二是穿透性。微波照射于介质物体时，能深入该物体内部的特性称为穿透性。例如微波是射频波谱中惟一能穿透电离层的电磁波（光波除外）。因而成为人类外层空间的“宇宙窗口”；微波能穿透生物体，成为医学透热疗法的重要手段；毫米波还能穿透等离子体，是远程导弹和航天器重返大气层时实现通信和末端制导的重要手段。 三是信息性。微波波段的信息容量是非常巨大的，即使是很小的相对带宽，其可用的频带也是很宽的，可达数百甚至上千兆赫。所以现代多路通信系统，包括卫星通信系统，几乎无例外地都是工作在微波波段。此外，微波信号还可提供相位信息、极化信息、多普勒频率信息。这在目标探测、遥感、目标特征分析等应用中是十分重要的。 四是非电离性。微波的量子能量不够大，因而不会改变物质分子的内部结构或破坏其分子的化学键，所以微波和物体之间的作用是非电离的。而由物理学可知，分子、原子和原子核在外加电磁场的周期力作用下所呈现的许多共振现象都发生在微波范围，因此微波为探索物质的内部结构和基本特性提供了有效的研究手段 二：在生活中的应用：

T型功分器的设计与仿真.

T型功分器的设计与仿真 1.改进型威尔金森功分器的工作原理 功率分配器属于无源微波器件，它的作用是将一个输入信号分成两个(或多个)较小功率的信号，工程上常用的功分器有T型结和威尔金森功分器。 威尔金森功分器是最常用的一种功率分配器。图1所示的为标准的二路威尔 金森等功率分配器。从合路端口输入的射频信号被分成幅度和相位都相等的两路信号，分别经过传输线Bl和BZ，到达隔离电阻两端，然后从两个分路端口输出，离电阻R两端的信号幅度和相位都相等，R上不存在差模信号，所以它不会消耗功率，如果我们不考虑传输线的损耗，则每路分路端口将输出二分之一功率的信号。 图1威尔金森功分器 但是这种经典威尔金森等功率分配器有几个缺点: 1、大功率应用的时候，要求隔离电阻的耗散功率大因此电阻的体积也会比较大 2、如果功分器应用于较高的频段，波长就会与大功率电阻的尺寸相比拟，这样就需要考虑电阻的分布参数。 3、为了提高功分器性能，就要尽量减小Bl和BZ这两段传输线之间的藕合，因此在实际设计时，要求四分之一波长传输线Bl、BZ之间的距离较大，在低频应用时，由于四分之一波长较长，占用面积还是太大了，此外，四分之一波长传输线Bl、BZ的阻抗较高，因此线宽较细，制板的相对误差更大[24]。为克服这些缺点，本文采用了一种改进型的威尔金森等功率分配器，如图2所示

图2 改进型威尔金森功分器 可以看到，它仅由四段传输线组成，没有隔离电阻。传输线A 、Cl 、CZ 的特 征阻抗均为Z0。传输线B 位于A 和Cl 、CZ 之间，它的电长度为四分之一波长， 特征阻抗为Z0/2。从合路端输入的信号，通过传输线B ，被分成幅度和相位相等的的两路信号，分别经过传输线Cl 和C2到达分路端口一和二，在整个结构中，传输线B 起到了阻抗变换的作用。从传输线A 、B 相接处向左看，输入阻抗为Z0。从传输线B 与C1、C2相接处向右看，输入阻抗为Z0/2。利用四分之一阻抗变换器的原理我们知道，传输线的特征阻抗为2/00Z Z ?，即Z0/2。因此，整个电路处于功率分配与合成时，在中心频点处，三个端口都能匹配良好，没有反射。这种改进型的结构克服了标准威尔金森功分器的一系列缺点，同时由于省略了隔离电阻，所以成本降低，也不存在电阻分布参数的问题，与传统威尔金森功分器相比，减少了一段四分之一波长传输线，另外，构成变换器的四分之一波长传输线B 的特征阻抗较低，线宽较宽，能有效降低制板误差。 2功分器的设计与仿真 通过前面的分析，我们知道改进型威尔金森功分器四段传输线特征阻抗之间 的比例关系。由此可得，传输线A 、C1和C2的特征阻抗均为50Ω，而传输线B 的特征阻抗为352/0=Z Ω 为了实现右旋圆极化，经过C2输出的信号要比经过Cl 的相位超前?90，即Cl 要比C2长λ4/1g (λg 为中心频率所对应的介质波长)。设计的功率分配器 如图3所示，传输线段B 的长度约为λ4/1g ，起阻抗变换的作用。传输线段

锁相环CD4046设计频率合成器

通信专业课程设计——基于锁相环的频率合成器的设计 设 计 报 告 姓名：曾明 班级：通信工程2班 学号：2008550725 指导老师：粟建新

目录 一、设计和制作任务 (3) 二、主要技术指标 (3) 三、确定电路组成方案 (3) 四、设计方法 (4) （一）、振荡源的设计 (4) （二）、N分频的设计 (4) （三）、1KHZ标准信号源设计（即M分频的设计） (5) 五、锁相环参数设计 (6) 六、电路板制作 (7) 七、调试步骤 (8) 八、实验小结 (8) 九、心得体会 (9) 十、参考文献 (9) 附录：各芯片的管脚图 (10)

锁相环CD4046设计频率合成器 内容摘要： 频率合成是以一个或少量的高准确度和高稳定度的标准频率作为参考频率，由此导出多个或大量的输出频率，这些输出的准确度与稳定度与参考频率是一致的。在通信、雷达、测控、仪器表等电子系统中有广泛的应用， 频率合成器有直接式频率合成器、直接数字式频率合成器及锁相频率合成器三种基本模式，前两种属于开环系统，因此是有频率转换时间短，分辨率较高等优点，而锁相频率合成器是一种闭环系统，其频率转换时间和分辨率均不如前两种好，但其结构简单，成本低。并且输出频率的准确度不逊色与前两种，因此采用锁相频率合成。 关键词：频率合成器CD4046 一、设计和制作任务 1．确定电路形式，画出电路图。 2．计算电路元件参数并选取元件。 3．组装焊接电路。 4．调试并测量电路性能。 5．写出课程设计报告书 二、主要技术指标 1．频率步进 1kHz 2．频率稳定度f ≤1KHz 3．电源电压 Vcc=5V 三、确定电路组成方案 原理框图如下，锁相环路对稳定度的参考振动器锁定，环内串接可编程的分频器，通过改变分频器的分配比N，从而就得到N倍参考频率的稳定输出。 晶体振荡器输出的信号频率f1， 经固定分频后（M分频）得到 基准频率f1’，输入锁相环的相 位比较器（PC）。锁相环的VCO

微波器件特性的研究——微波功分器的研究

安徽建筑大学 毕业设计 (论文) 专业通信工程 班级一班 学生姓名 学号 11205090631 课题微波器件特性的研究 ——微波功分器的研究 指导教师 2015年5月20日

摘要 本文介绍了等分威尔金森功分器的基本原理，给出了威尔金森功分器的设计过程，并介绍了ADS软件基本使用方法。针对功率分配器的设计指标：特性阻抗为50Ω工作在900－1100MHz频段内，通带内各端口反射系数小于-20dB，通带内两输出端口间的隔离度小于-25dB，通带内传输损耗小于 3.1dB。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。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的设计指标，所以还要对功分器的参数进行优化，最后进行功分器版图的生成和仿真。 关键词：微波威尔金森功分器ADS 优化仿真

Abstract This paper introduces the basic principles of equal portions Wilkinson splitters, given the Wilkinson power divider was designed to process,and introduces the basic use ADS software method. The design specifications for the power divider: charac teristic impedance of 50Ω work within 900-1100MHz frequency band, the reflection coefficient of each port within the passband is less than -20dB, the isolation between two output ports in the passband is less than -25dB, the transmission loss in the passband less than 3.1dB. First conducts the power dividers Wilkinson schematic design, reoccupy ADS software simulation diagram, the conclusion of the theoretical conclusion result as parameters when power dividers power dividers did not reach the required design to index,so the power dividers various parameters were optimized. Finally, conducting the generation and Simulation of the territory of the power divider. Key words:Microwave Wilkinson Power Dividers ADS Optimization Simulation

【原创】南京邮电大学 课程设计 Wilkinson(威尔金森)功分器的设计

南京邮电大学电子科学与工程学院电磁场与无线技术Wilkinson功分器 课题报告 课题名称 Wilkinson功分器 学院电子科学与工程学院 专业电磁场与无线技术 班级 组长 组员 开课时间 2012/2013学年第一学期

一、课题名称 Wilkinson（威尔金森）功分器的设计 二、课题任务 运用功分器设计原理，利用HFSS软件设计一个Wilkinson功分器，中心工作频率3.0GHz。 ?基本要求 实现一个单阶Wilkinson等功分设计，带内匹配≤-10dB，输出端口隔离≤-10dB，任选一种微波传输线结构实现。 ?进阶要求 多阶（N≥2），匹配良好（S11≤-15dB），不等分，带阻抗变换器（输出端口阻抗 不为50Ω），多种传输线实现。 三、实现方式 自选一种或者多种传输线实现，如微带线，同轴线，带状线等，要求输入输出端口阻抗为50Ω，要求有隔离电阻（通过添加额外的端口实现） 四、具体过程 1.计算基本参数 通过ADS Tool中的Linecalc这个软件来进行初步的计算。 在HFSS中选定版型为Rogers RT/duroid 5880 (tm)，如具体参数下图

50Ω微带线计算 得到选取微带线宽度约为0.67mm。 70.7Ω微带线计算 得到选取微带线宽度约为0.34mm，由于微带线电长度与其宽度没有必然联系，所以两个分支微带线的长度根据具体情况进行更改。

2.绘制仿真模型 微带单阶功分器

◆微带参数：w50：阻抗为50Ω的微带线宽度；w2：两分支线宽度； l1，l2，l3，l4：各部分微带线长度； rad1，rad2：各部分分支线长度（即半环半径） ◆在本例中，需要调整的调整关键参数为w2，rad1，空气腔参数随关键参数相应调 整即可。 ◆根据计算，此处的吸收电阻值应该为100Ω，但是在实际情况中，选取97Ω。 微带多阶功分器

ADI ADF4355微波宽带(54-6800 MHz)频率合成器解决方案

ADI ADF4355微波宽带(54－6800 MHz)频率合成器解决方 案 ADI公司的ADF4355是微波宽带(54-6800MHz)可实现小数N分频或整数N分频锁相环(PLL)的频率合成器,高分辨率38位模数,低相位噪声电压控制振荡器(VCO),可编程 1/2/4/8/16/32/64分频输出,模拟和数字电源为3.3 V,主要用在无线基础设施 （W-CDMA,TD-SCDMA,WiMAX,GSM, PCS,DCS,DECT）,点到点/点到多点微波链路,卫星/VSAT ,测试设备/仪器仪表和时钟产生.本文介绍了ADF4355主要特性,框图和几种应用电路,以及评估板EV-ADF4355SD1Z主要特性,电路图,材料清单和PCB设计图. The ADF4355 allows implementation of fractional-N or integer-N phase-locked loop (PLL) frequency synthesizers when used with an external loop filter and an external reference frequency. A series of frequency dividers permits operation from 54 MHz to 6800 MHz. The ADF4355 has an integrated VCO with a fundamental output frequency ranging from 3400 MHz to 6800 MHz. In addition, the VCO frequency is connected to divide by 1, 2, 4, 8, 16, 32, or 64 circuits that allow the user to generate RF output frequencies as low as 54 MHz. For applications that require isolation, the RF output stage can be muted. The mute function is both pin and software controllable. Control of all on-chip registers is through a simple 3-wire interface. The ADF4355 operates with analog and digital power supplies ranging from 3.15 V to 3.45 V, with charge pump and VCO supplies from 4.75 V to 5.25 V. The ADF4355 also contains hardware and software power-down modes. ADF4355主要特性: RF output frequency range: 54 MHz to 6800 MHz Fractional-N synthesizer and integer-N synthesizer High resolution 38-bit modulus Low phase noise, voltage controlled oscillator (VCO) Programmable divide by 1, 2, 4, 8, 16, 32, or 64 output Analog and digital power supplies: 3.3 V Charge pump and VCO power supplies: 5.0 V typical Logic compatibility: 1.8 V Programmable dual modulus prescaler of 4/5 or 8/9

24GHz射频前端频率合成器设计

第48卷第1期（总第187期） 2019年3月 火控雷达技术 Fire Control Ｒadar Technology Vol.48No.1（Series 187） Mar.2019 收稿日期：2018-10-24作者简介：饶睿楠（1977－），男，高级工程师。研究方向为频率综合器及微波电路技术。 24GHz 射频前端频率合成器设计 饶睿楠 王 栋 余铁军 唐 尧 （西安电子工程研究所西安710100） 摘要：随着微波射频集成电路集成度越来越高， 24GHz 频段的高集成雷达收发芯片逐渐大规模使用。其中英飞凌科技公司的24GHz 锗硅工艺高集成单片雷达解决方案就是其中具有代表性的一种，被大量应用在液位或物料检测、照明控制、汽车防撞、安防系统。FMCW 为此种应用最多采用的信号调制方式。本文采用锁相环频率合成方案，产生系统所需的FMCW 调制信号。关键词：24GHz 射频前端；FMCW ；频率综合器BGT24AT2ADF4159中图分类号：TN95文献标志码：A 文章编号：1008－8652（2019）01－066－04 引用格式：饶睿楠，王栋，余铁军，唐尧．24GHz 射频前端频率合成器设计［ J ］．火控雷达技术，2019，48（1）：66－69． DOI ：10．19472/j．cnki．1008－8652．2019．01．014 Design of a Frequency Synthesizer for 24GHz ＲF Front Ends Ｒao Ｒuinan ，Wang Dong ，Yu Tiejun ，Tang Yao （Xi'an Electronic Engineering Ｒesearch Institute ，Xi'an 710100） Abstract ：With the increasing integration of microwave and radio-frequency integrated circuits ，highly integrated radar transceiver chips in 24GHz band have gradually found large-scale applications．Among those chips ，Infineon's 24GHz SiGe monolithic radar solution is a typical one．It has found wide applications in liquid （or material ）detec-tion ，lighting control ，automotive collision avoidance ，and security systems．FMCW is the most widely used signal modulation method in these applications．This paper uses PLL frequency synthesis scheme to generate FMCW mod-ulation signals required by the system． Keywords ：24GHz ＲF front end ；FMCW ；frequency synthesizer ；BGT24AT2；ADF4159 0引言 24GHz 频段雷达大量用于液位检测、照明控制、汽车防撞、安防等领域。近年来由于微波集成电路的高速发展，单芯片电路集成度越来越高，出现了一大批高集成、多功能的射频微波集成电路，以前需要几片或十几片芯片的电路被集成在一片集成电路之中。英飞凌公司推出的基于锗硅工艺的高集成单片雷达解决方案就是其中对具代表性的产品之一。FMCW 信号调制方式被广泛的应用于此类产品。本文采用英飞凌公司BGT24AT2单片信号源芯片与ADI 公司ADF4159锁相环芯片构成24GHz 射频前端频率合成器部分，产生了24GHz 24．2GHz FM-CW 发射信号。 1BGT24AT2锗硅24GHz MMIC 信号源芯片基本指标 BGT24AT2是一款低噪声24GHz ISM 波段多功能信号源。内部集成24GHzVCO 和分频器。3路独立的ＲF 输出可分别输出+10dBm 的信号，通过SPI 可对输出信号功率进行控制。发射信号的快速脉冲和相位反向可通过单独的输入引脚或通用的SPI 控制接口进行控制。片内集成输出功率及温度传感器，可对芯片工作情况进行监控。芯片工作的环境温度为－40? 125?，满足汽车级环境应用要求。封装为32脚VQFN 封装，单3．3V 电源供电，节省了大量板上空间。其原理框图如图1所示。

微波射频学习笔记11.Wilkinson功率分配器

威尔金森功分器 一、3dB功分器的结构组成 3dB即等分一分二功分器；其电路结构如下图：①输入线，阻抗Z0；②两路阻抗√2*Z0的1/4波长阻抗变换线；③2*Z0隔离电阻；④两路输出线，阻抗Z0。（3dB代表功率降低一半，参考前面博客内容） 比如阻抗Z0=50Ω： 1.输入输出阻抗Z0均为50Ω，与外接设备均匹配； 2.1/4波长变换线阻抗70.7Ω； 3.隔离电阻R=100Ω； 4.从输出端口往输入端口看，依然是匹配的，所以此功分可作为合路器使用。注：为什么1/4波长线阻抗√2*Z0?为什么隔离电阻2*Z0，为什么有隔离电阻？搜奇偶模分析，朕看不懂，遂pass。 只知道： ①输出匹配时，没有功率消耗在电阻上（隔离电阻两端信号等幅等相，无压差，不过信号）； ②输出匹配时，输出端口反射的功率会消耗在电阻上，所以输出端口是相互隔离的。 总结：Wilkinson功分器多为微带线和带状线结构，它解决了T型结功分器不能全端口匹配和没有隔离的缺点，但是因为隔离电阻承受功率受限；同时单节功分器带宽不宽，一般采用多节结构。 二、不等分2路功分器 若输入端口功率为P1，输出端口功率分别为P2、P3，设P3/P2=K2。 Z3 = Z0*√（（1+K2）/K3）

Z2 = K2*Z3 = Z0*√K（1+K2） R=Z0（K+1/K） 三、多路Wilkinson功分器 当N≥3时，隔离电阻需要跨接，制作比较困难，如下图： ①所以一般多路功分器是在一分二的基础上在分二等等... ②另外一分三，可以在不等分一分二的基础上，在等分二； ③还有当所需路数为奇数时，也可以选择偶数路然后负载堵上一路，懂我意思吧?... 四、多节Wilkinson二功分器 根据通带起始频率f1和终止频率f2，查表得各节阻抗和隔离电阻值，如下：

功分器的设计原理

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： 二00六年一月

微带功率分配器设计方法 1. 功率分配器论述： 1.1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。 1.2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。 1.2.2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。 1.3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。

下面对微带线、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： 2.1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Ω==500Z Z in ，而Ω==50//21in in in Z Z Z ，且是等分的，所以1in Z =2in Z ，①处1in Z 、②处2in Z 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。 2.2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