功分器的设计与仿真

功分器的设计与仿真

功分器（power divider）是一种将输入功率均匀分配到多个输出端

口上的无源微波器件，广泛应用于无线通信系统和射频设备中。功分器的

设计与仿真是功分器研发过程中非常重要的一步，本文将详细介绍功分器

的设计与仿真方法。

首先，功分器的设计需要满足一定的性能指标，如插入损耗、驻波比、功率均衡性等。根据设计需求选择适当的功分器结构，常见的功分器结构

有平面波导功分器和微带功分器。下面以微带功分器为例，介绍功分器的

设计与仿真过程。

Microstrip功分器是一种非常常见的功分器结构，它由一个输入端

口和多个输出端口组成，通过微带线和分支线来实现功率的分配。设计过

程分为以下几个步骤：

1.确定设计频率和阻抗：根据设计要求选择合适的工作频率和阻抗。

常见的阻抗有50Ω和75Ω，具体选择根据实际需求决定。

2.计算微带线参数：根据设计频率和阻抗，计算微带线的宽度和介质

常数。可以使用常见的微带线宽度计算公式或者专业的仿真工具进行计算。

3.确定功分比：根据需要将输入功率按照一定比例分到输出端口上，

可根据功分比公式计算各个输出端口的阻抗和长度。

4.布局设计：根据计算得到的微带线参数和分支线长度，将功分器的

布局设计在PCB板上。

5. 仿真验证：使用仿真软件（如ADS、Sonnet、HFSS等）对功分器

进行仿真验证。在仿真过程中，需要注意保持各个端口的阻抗匹配、避免

驻波比过大等问题。

6.优化调整：根据仿真结果对功分器进行优化调整，如调整微带线的

长度、宽度等。

7.PCB制作和测试：完成优化后的功分器设计后，进行PCB制作，并

通过测试验证其性能指标是否符合设计要求。

以上就是功分器的设计与仿真过程。在实际的设计过程中，需要结合

具体的设计要求和目标来进行设计。同时，合理选择仿真软件和工具也是

非常重要的，能够帮助设计人员更准确地分析和优化功分器的性能。

总结起来，功分器的设计与仿真是功分器研发过程中的关键一环。准

确的设计和合理的仿真能够帮助设计人员更好地理解和优化功分器的性能，最终得到满足需求的功分器产品。通过以上步骤，我们可以完成功分器的

设计与仿真工作。

威尔金森功分器

威尔金森功分器 一、实验目的： 1、了解功率分配器电路的原理及设计方法。 2、学习使用ADS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、实验任务： 1、了解功分器的工作原理。 2、使用ADS软件设计一个功分器，并对其参数进行优化、仿真。 3、根据软件设计的结果绘制电路版图，并加工成电路板。 4、对加工好的电路进行调试，使其满足设计要求。 三、实验内容、实验过程描述： 1、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。2、用ADS软件设计 （1）、打开ADS软件 （2）、创建新的工程文件

（3）、打开原理图设计窗口

在原理图所设计窗口中选择微带电路的工具栏 选用微带线以及 连接好的原理图如下

（5）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(1 mm) Er:基板相对介电常数(4.8) 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) （6）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。 单击工具栏上的V AR 图标，把变量控件V AR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)。 （7）S参数仿真电路设计 在原理图设计窗口中选择S参数仿真的工具栏

功分器的设计与仿真

功分器的设计与仿真 功分器（power divider）是一种将输入功率均匀分配到多个输出端 口上的无源微波器件，广泛应用于无线通信系统和射频设备中。功分器的 设计与仿真是功分器研发过程中非常重要的一步，本文将详细介绍功分器 的设计与仿真方法。 首先，功分器的设计需要满足一定的性能指标，如插入损耗、驻波比、功率均衡性等。根据设计需求选择适当的功分器结构，常见的功分器结构 有平面波导功分器和微带功分器。下面以微带功分器为例，介绍功分器的 设计与仿真过程。 Microstrip功分器是一种非常常见的功分器结构，它由一个输入端 口和多个输出端口组成，通过微带线和分支线来实现功率的分配。设计过 程分为以下几个步骤： 1.确定设计频率和阻抗：根据设计要求选择合适的工作频率和阻抗。 常见的阻抗有50Ω和75Ω，具体选择根据实际需求决定。 2.计算微带线参数：根据设计频率和阻抗，计算微带线的宽度和介质 常数。可以使用常见的微带线宽度计算公式或者专业的仿真工具进行计算。 3.确定功分比：根据需要将输入功率按照一定比例分到输出端口上， 可根据功分比公式计算各个输出端口的阻抗和长度。 4.布局设计：根据计算得到的微带线参数和分支线长度，将功分器的 布局设计在PCB板上。

5. 仿真验证：使用仿真软件（如ADS、Sonnet、HFSS等）对功分器 进行仿真验证。在仿真过程中，需要注意保持各个端口的阻抗匹配、避免 驻波比过大等问题。 6.优化调整：根据仿真结果对功分器进行优化调整，如调整微带线的 长度、宽度等。 7.PCB制作和测试：完成优化后的功分器设计后，进行PCB制作，并 通过测试验证其性能指标是否符合设计要求。 以上就是功分器的设计与仿真过程。在实际的设计过程中，需要结合 具体的设计要求和目标来进行设计。同时，合理选择仿真软件和工具也是 非常重要的，能够帮助设计人员更准确地分析和优化功分器的性能。 总结起来，功分器的设计与仿真是功分器研发过程中的关键一环。准 确的设计和合理的仿真能够帮助设计人员更好地理解和优化功分器的性能，最终得到满足需求的功分器产品。通过以上步骤，我们可以完成功分器的 设计与仿真工作。

HFSS中功分器的仿真与版图

前段时间仿了一下8GHz的wilkison的3dB等功分器，写下一些小心得。 一、切记要将贴片的高度设计在Z=0的高度，否则你转为.dxf时文件并不能打开。 二、功分器的关键参数是1/4波长匹配器，在仿真高度的过程中要通过改变它的长度，来取得合适的S参数。 三、首先要将S12,S13参数基本确定下来，使其位于（-3，-3.3）dB之间; 四、其次将S11,S22,S33调节到S参数在-25dB以下； 五、最后将S23参数调节到-25dB以下即可投入工程应用。 在使用HFSS设计的过程中，如果使用波端口激励，那么端口应该在空气腔的边缘处。如果使用集总参数激励，那么端口应该在空气腔的内部。 第一步：定义变量 第二步：建模 空气腔：airbox 介质：substrate，Rogers4003, 0.508mm 微带线：patch 电阻：R 波端口激励：port1, port2, port3

注意：在直角处要切一刀，否则的话损耗会比较大。 第三步：设置边界及波端口激励 一、边界的顺序是很重要的，在这里，电阻R会与微带线patch重叠，所以应该会设置微带线为perfectE, 之后再设计电阻为RLC。Substrate的底面应该要设为perfectE。Airbox的不与波端口和substrate接触的面应该要设为radiation。 二、波端口积分方向为从Z=-H到Z=7*H，正中间。 第四步：设置求解频率以及扫描频率

第五步：检查是否设计正确 由于我们是预先设定微带线的，所以可以忽略此警告。开始仿真。 第六步：查看仿真结果，若结果不理想，再进行参数扫描。如下图所示： 添加参数扫描范围parametric，查看它的变化规律，仿真出最好的实验结果。得到扫描范围后，可对其进行优化，optimization，得出理想的结果。 第七步：仿真结果如下图所示

设计仿真微带功分器

实验 设计仿真微带功分器 一、 实验目的： １． 掌握微带功分器的原理； ２． 掌握用VOLTAIRE 仿真、优化线性电路； 二、 实验原理： 功分器是一种功率分配元件，它是将输入功率分成相等或不相等的几路功率，当然也可以将几路功率合成，而成为功率合成元件。在电路中常用到微带功分器，其基本原理和设计公式如下： 页 1 图2.1 二路功分器的原理图 图2.1是二路功分器的原理图。图中输入线的特性组抗为0Z ,两路分支线的特性阻抗分别为Z 02和Z 03，线长为0e λ/4 , 0e λ/4为中心频率时的带内波长。图中2,3R R 为负载阻抗，R 为隔离阻抗。 对功分器的要求是：两输出口2和3的功率按一定比例分配，并且两口之间相互隔离，当两口接匹配负载时，1口无反射。下面根据上述要求，确定Z 02 、Z 03、R 2、R 3及R 的计算公式。 设2口、3口的输出功率分别为P2、P3 ，对应的电压为V2、V3 .根据对功分器的要求，则有： P 3=K 2P 2 |V 3|2/R 3=K 2|V 2|2/R 2 式中K 为比例系数。为了使在正常工作时，隔离电阻R 上不流过电流，则应 V 3=V 2 于是得 R 2=K 2R 3 若取 R 2=KZ 0 则 R 3=Z 0/K 因为分支线长为λe0/4，故在1口处的输入阻抗为： Z in2=Z 022/R 2 Z in3=Z 032/R 3 为使1口无反射，则两分支线在1处的总输入阻抗应等于引出线的0Z ，即 Y 0=1/Z 0=R 2/Z 022+R 3/Z 032 若电路无损耗，则

|V 1|2/Z in3=k 2|V 1|2/Z in2 式中V1为1口处的电压 所以 Z in =K 2Z 03 Z 02=Z 0[(1+K 2)/K 3]0.5 Z 03=Z 0[(1+K 2)K]0.5 下面确定隔离电阻R 的计算式。 跨接在端口2、3间的电阻R ，是为了得到2、3口之间互相隔离得作用。当信号1口输入，2、3口接负载电阻 时，2、3两口等电位，故电阻R 没有电流流过，相当于R 不起作用；而当2口或3口得外接负载不等于R2或R3时，负载有反射，这时为使2、3两端口彼此隔离，R 必有确定的值，经计算R=Z 0(1+K 2)/K 。图2.1中两路线带之间的距离不宜过大，一般取2～3倍带条宽度。这样可使跨接在两带线之间的寄生效应尽量减小。 三、 实验内容： 用VOLTERRA 设计仿真一个微带功分器，具体指标如下： 中心频率为：02f GHz =； 耦合度： 2k = 引出线： 050Z =Ω 介质基片： 2.55,1r h mm ε=- 四．设计过程 电路图： 局部放大

威尔金森(wilkinson)功分器设计

此功分器比较简单。如果只是做仿真，ADS较为方便，如果要做实物或产品的话，HFSS比较可靠。本人亲测HFSS仿真结果和实物基本一致，ADS差别不一。多节功分器原理和单节一样，网上有多节等分功分器归一化数据表格，按照表格中的值球的传输线阻抗得到的功分器只需要少许优化即可。 接下来以双节8-11G功分器大致介绍一下设计流程。 如图所示，L0和L3都是Z0阻抗的传输线，一般选择为50Ω，在ADS中可以算出现款和线长，线的长度L0和L3对功分器没太大影响，所以在做的时候可以根据要求增加或减少。 因为是8-11G的，f2/f1<1.5，所以双节的都满足要求，可以用频带宽度比为1.5的功分器，这样的话隔离度更好。查表得到L1L2归一化阻抗分别是1.1998和1.6070归一化电阻为5.3163和1.8643，得到阻抗和电阻值分别是60、80.33和93、265，注意的是电阻顺序是倒过来的 这样分别用微带线计算软件算得两段线的带宽和π/4线长，分别是0.324/6.28和0.653/6.15，这样在HFSS中九可以建立模型仿真，在建模的时候做成参数模型，这样可以调节和优化，电阻直接在合适的地方画一个矩形，右键lumped RLC可以设置。 模型可以做成实际的0.035mm的铜，也可以设置成perfect E，大致都差不多，我做过一个，实测和仿真基本上一致，损耗都在3.2左右，隔离倒是有点差，差了约5db。 有些做成弧形，原理都是一样，个人觉得倒是美观很多。

弧形这个是我对上面功分器改变形状得来的，出来的效果只是差了一点点。对了，基片背面需要铺地，否则仿真时可能有问题，本人也是兴趣自己做着玩的，不是专业的，有错请指正，有需要模型或交流的可以联系我，最后总结一下。 1、建模的时候最好建立参数模型，可调可优化； 2、基板背面最好铺地； 3、在仿真的时候波端口向量应该向接地（向下）； 4、归一化电阻值顺序和归一化阻抗是相反的； 5、输入端的驻波比要好好仿真，容易变差；

MWO&AXIEM设计功分器并进行电磁仿真(MTRACE2元件,T 形结模型,电磁提取流程,封装设计等)

本章节应用Microwave Office设计了一个实际的功分器，并讲述了应用AWR的电磁提取流程进行电磁仿真的过程。 1. 打开AWR软件，点击菜单Options>Project Options，点击Global Units选项卡进行单位设置如下： 选择菜单File>Save Project，设置工程为PD，并保存。 应用理想传输线模型创建理想功分器： 1）在Project 选项卡下，右键点击Circuit Schematics节点，在弹出菜单中选择New Schematic，设置原理图名称为IdealPD，软件自动打开新的原理图窗口，如下：

2）点击Elements选项卡，在此查找所使用的理想传输线和电阻位置：理想传输线TLIN: Transmission Lines>Phase 理想电阻Res: Lumped Element>Resistor 将上述两器件拖入到原理图中，并连接，设定各元件参数如下： 3）在Project选项卡下，右键点 Graphs节点，在弹出菜单中选择New Graph菜单，选择图表类型为Rectangle，如下图所示：

4）点击Create。在出现的图表窗口中右键点击，选择Add New Measurement，添加S11，S21，S31, S23等测试量，其中S11的设置如下所示：

5）右键点击IdealPD原理图，在弹出菜单中选择Options，设置Frequencies选项卡如下，点击Apply使得频率设置生效：

6）仿真结果如下（可右键点击图表，选择Properties设置图表属性）：

实验04：功分器(Power Divider)

实验四：功分器（Power Divider ） * 一、实验目的： 1、了解功分器的原理及基本设计方法。 2、用实验模组实际测量以了解功分器的特性。 3、学会使用MICROWAVE 软件对功分器设计及仿真，并分析结果。 二．预习内容： 1、熟悉功率分接的理论知识。 2、熟悉功分器的理论知识。 四．理论分析： （一）功分器的原理: 功分器是三端口网络结构（3-port network ），如图4-1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) = P in (dBm) – 3dB 图4-1 功率衰减器方框图 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： （1）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。 Port-1 P1 Port-3 P3 Port-2 P2

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4-2(a)(b)所示。 图4-1(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（Characteristic Impedance ），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 ）。 理论推导如下: V0 = · ·V1 = ·V1 V 2 = V3 = ·V0 ∴V 2 = V1→20·log[ ]= -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4-3(a)(b)所示。其设计公式分别为： a.低通型（Low-pass ）： o o o o p o o S f Z C Z L ?=?= ?= πωωω212 其中 fo ——操作频率（operating frequency ） Zo ——电路特性阻抗（characteristic impedance ） Ls ——串联电感（series-inductor ） Cp ——并联电容（shunt-capacitor ） b.高通型（High-pass ）： o o o o S o o p f Z C Z L ?=?= = πωωω 22 其中 fo ——操作频率（operating frequency ） Zo ——电路特性阻抗（characteristic impedance ） V Zo Zo 1 2 3 4 2 3 3 4 1 2 V 2 V 1 P 1 P 2 P 3 Port -2 P 1 P 2 P 3 Port -3 (a) (b)

(完整word版)功分器的设计

功分器现在有如下几种系列[11]： 1、400MHz-500MHz 频率段二、三功分器，应用于常规无线电通讯、铁路通 信以及450MHz 无线本地环路系统。 2、800MHz-2500MHz 频率段二、三、四微带系列功分器，应用于GSM ／ CDMA/PHS/WLAN 室内覆盖工程。 3、800MHz-2500MHz 频率段二、三、四腔体系列功分器，应用于GSM ／ CDMA/PHS/WLAN 室内覆盖工程。 4、1700MHz-2500MHz 频率段二、三、四腔体系列功分器，应用于PHS/WLAN 室内覆盖工程。 5、800MHz-1200MHz/1600MHz-2000MHz 频率段小体积设备内使用的微带二、三功分器。 这里介绍几种常见的功分器： 一、威尔金森功分器 我们将两分支线长度由原来的4λ变为43λ，这样使分支线长度变长，但作用效果与4λ线相同。在两分支线之间留出电阻尺寸大小的缝隙，做成如图1-1所示结构。 图1-1 威尔金森功分器 二、变形威尔金森功分器 将威尔金森功分器进行变形，做成如图1-2所示结构。两圆弧长度由原来的4λ变为43λ，且将圆伸展开形成一个近似的半圆。每个支路通过2λ传输线与隔离电阻相连，这样做虽然会减小电路的工作带宽，但使输出耦合问题得到了解决，而且可以用于不对称，功分比高的电路，隔离电阻的放置更加容易，且两支路间的距离足够大，在输出口可直接接芯片。

图1-2 变形威尔金森功分器 三、混合环 混合环又称为环形桥路，它也可作为一种功率分配器使用。早期的混合环 是由矩形波导及其4个E-T 分支构成的，由于体积庞大已被微带或带状线环形桥路所取代。图1-3为制作在介质基片上的微带混合环的几何图形，环的平均周长为 23g λ，环上有四个输出端口，四个端口的中心间距均为4g λ。环路各段归一化特性导纳分别为a, b, c ，四个分支特性导纳均为0Y 。这种形式的 功率分配器具有较宽的带宽，低的驻波比和高的输出功率。理论上来说，它的带宽可以同威尔金森功分器相比。混合环功分器相对威尔金森功分器的优点在于，在实际应用中它在高频率上的性能更好一些。 图1-3 混合环 对比以上三种功分器，首先对比威尔金森功分器及变形威尔金森功分器， 变形威尔金森功分器性能与仿真结果相差较大，其原因可能有以下几点：加入两个21波长微带线，引入了T 型接头，使微带线产生不连续性；为了保证两21波长微带线之间的距离正好可以焊接电阻，两微带线均倾斜，使焊接电阻处微带不均匀，另外电阻焊接的非对称性影响了功分器输出两端的功分比[9]。 威尔金森功分器和混合环的插损性能较好，可以满足一般功率合成的要求。在隔离方面，威尔金森功分器隔离较好，混合环的隔离要稍差。 从上述三种功分器分析可以得出：要获得具有良好性能的微波毫米波功分 器，需保证一定的加工精度，对加隔离电阻的功分器，要特别注意选择尺寸较小的电阻，焊接时要求电阻两端对称，且从电阻反面焊接，也可以考虑使用薄膜电阻来实现。这三种功分器都可以串联用作多路功率分配/合成器。 1.3 本课题研究内容 4g λ4g λ4 g λ43g λ对称平面

功分器设计报告(1)

功 率 分 配 器 的 设 计 与 仿 真 学院：物理与电子工程学院专业：通信工程

功分器设计实验报告 一、实验目的 通过设计功分器结构，了解功率分配器电路的原理及设计方法，学习使用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。 二设计要求指标 通带范围0.9-1.1GHZ。双端输出，功分比1:1.。通带内个端口反射系数小于-20dB。俩个输出端口隔离度小于-20dB。传输损耗小于3.1dB. 三：功分器的基本原理： 一分为二功分器是三端口 网络结构，如图9-1所示。 信号输入端的功率为P1， 而其他两个端口的功率分 别为P2和P3。由能量守恒 定律可知：P1=P2+P3。如 果P2(dBm)=P3(dBm),三端口功率间的关系可写成：P2(dBm)=P3(dBm)=(dBm)-3dB。 当然，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，功分器可分为等分型（P2=P3）和比例型(P2=kP3)两

种类型。 功分器的主要技术指标包括频率范围、承受功率、主路到支路的分配损耗、I/O间的插入损耗、支路端口间的隔离带、每个端口的电压驻波比等。 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关。必须首先明确功分器的工作频率，才能进行下面的设计。 2）承受功率：在功分器/合成器中，电路元件所能承受的最大功率是核心指标，它决定了采用什么形式的传输线才能实现设计任务。一股地，传输线承受功率由小到大的次序是微带线、带状线、同轴线、空气带状线、空气同轴线，要根据设计任务来选择用何种传输线。 3〕分配损耗：主路到支路的分配损耗实质上与功分器的主路分 配比，Ad有关。其定义为，式子中：Pin=kPout，例如：两等分功分器的分配损耗是3dB，四等分功分器的分配损耗是6dB。 4）插入损耗：1/0间的插入损耗是由于传输线（如微带线）的介质或导体不理想等因素产生的。考虑输入端的驻波比所带来的损耗，插入损耗，Ai定义为：Ai=A-Ad。A是在其他支路端口接匹配负载，主路到某一支路间的传输损耗，为实测值。A在理想状态下为Ad。在功分器的实际工作中，几乎都是用，A作为研究对象。

威尔金森功分器设计与仿真

威尔金森功分器设计与仿真 威尔金森功分器（Wilkinson Power Divider）是一种常用的微波功分器，广泛应用于无线通信和雷达系统中。它能将输入信号均匀地分配到两个输出端口，并且具有较宽的工作频率范围和较低的插入损耗。本文将介绍威尔金森功分器的设计原理和仿真方法。 1.威尔金森功分器的设计原理 ``` ┌─Z1─┐ RF in ─┤ ├─ Z2 ─ RF out1 ├─Z0─┤ └─Z3─┘ RF out2 ``` 其中，RF in为输入端口，RF out1和RF out2为输出端口，Z0为特征阻抗，Z1和Z2为等效阻抗，Z3为耦合阻抗。 在设计过程中，首先需要确定特征阻抗Z0的数值，一般为50欧姆。然后，根据所需的功分比例，计算等效阻抗Z1和Z2的数值。最后，选择合适的耦合阻抗Z3，使得整个电路达到最佳的工作性能。 2.威尔金森功分器的仿真方法

首先，打开ADS软件并创建一个新的工程。然后，在工程中添加一个 新的设计，选择“Schematic”类型。 在Schematic设计界面中，依次添加所需的元件，包括传输线、阻抗 匹配器和耦合器。其中，传输线用于连接输入端口和输出端口，阻抗匹配 器用于实现输入和输出的阻抗匹配，耦合器用于实现信号的均匀分配。 接下来，设置传输线的特性阻抗和长度，以及阻抗匹配器和耦合器的 阻抗数值。通过调整这些参数，可以实现所需的功分比例和工作频率范围。 完成电路设计后，可以进行仿真和优化。选择“Simulation”菜单， 设置仿真参数，如频率范围和步长。然后，运行仿真并得到结果。 根据仿真结果，可以评估电路的性能，并进行优化。如果需要改变功 分比例或工作频率范围，可以调整各个元件的数值，并重新运行仿真。 最后，完成电路设计和优化后，可以进行PCB布局和封装设计。根据 实际需求，选择合适的材料和尺寸，并进行布局和封装设计。 总结： 本文介绍了威尔金森功分器的设计原理和仿真方法。通过合理选择和 调整各个元件的数值，可以实现所需的功分比例和工作频率范围。通过电 磁仿真软件的支持，可以快速设计和优化威尔金森功分器，并实现高性能 的分配功能。

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

等分威尔金森功分器的设计

等分威尔金森功分器的设计 威尔金森功分器（Wilkinson power divider）是一种常用的无源微波分路器，可以将输入信号等分为三个输出信号。它广泛应用于无线通信系统、天线阵列、雷达系统等领域。在设计威尔金森功分器时，需要考虑频率响应、插入损耗、功分精度等因素。 ``` ________[3dB]_________ 输入--- 威尔金森功分 输出1-- 输出2-- ________[3dB]________ ``` 为了实现等分，威尔金森功分器需要满足以下条件： 1.输入和输出之间的相位差为0度，即输入和输出之间的信号相位一致。 2.输入和输出之间的功率比为1：2，即输出1和输出2之间功率比为1：1 3.输入和输出之间的波阻抗匹配，即输入和输出之间的阻抗一致。 威尔金森功分器的设计可以分为两个主要步骤：计算和布局。

1.计算：根据所需的频率范围，计算威尔金森功分器的参数。首先， 选择合适的传输线类型（如微带线、同轴线等）和介质材料，确定传输线 的特性阻抗。然后，根据所需的频率范围和功分精度，计算传输线的长度 和宽度。最后，根据所选的耦合器类型，计算其特性阻抗和尺寸。 2.布局：根据计算得到的参数，进行电路布局。首先，绘制输入和输 出传输线的布局，保证它们的长度和宽度符合计算结果。然后，将耦合器 和传输线连接起来，确保它们的相互作用符合设计要求。最后，进行电路 的布线和布局优化，减少传输线之间的串扰和损耗。 在威尔金森功分器的设计中，还需要考虑一些其他因素，如插入损耗、功分精度和频率响应等。为了减小插入损耗，可以选择低损耗的传输线材 料和合适的耦合器类型。为了提高功分精度，可以采用精确的计算方法和 优化的布局。为了获得平坦的频率响应，可以采用宽带的传输线和耦合器。 总之，威尔金森功分器的设计是一个综合考虑多个因素的过程，需要 进行计算、布局和优化。通过合理选择参数和优化布局，可以实现性能良 好的威尔金森功分器，满足不同应用的需求。

功分器的设计与仿真

功分器的设计与仿真 功分器是一种被广泛应用于射频和微波通信系统中的无源分配器件。 它能够将输入功率平均分配到多个输出端口上，同时保持较高的功率分配 均匀度和良好的阻抗匹配特性。功分器的设计与仿真是确保其性能和可靠 性的关键步骤。下面将介绍功分器的设计过程以及在仿真中所需要考虑的 内容。 1.功分器设计的基本原理 功分器的基本原理是将输入功率平均分配到多个输出端口上。常见的 功分器结构包括两分、三分和四分结构。其中，两分结构包含一个输入端 口和两个输出端口；三分结构包含一个输入端口和三个输出端口；四分结 构包含一个输入端口和四个输出端口。功分器的设计要满足以下几个基本 要求： -分配均匀度：要求各输出端口上的功率分配尽可能均衡。 -阻抗匹配：要求输入端口和各输出端口的阻抗匹配，以减小功分器 对系统整体的影响。 -衰减损耗：要求功分器的损耗尽可能小，以确保输入功率能够尽量 传递给输出端口。 2.功分器设计的流程 -确定工作频率：确定功分器所工作的频率范围。 -选择功分器结构：根据应用需求和系统限制选择合适的功分器结构，比如决定是采用两分、三分还是四分结构。

-确定端口阻抗：根据系统要求和端口特性，确定功分器的输入端口 和输出端口的特性阻抗。 -计算功分器的设计参数：通过理论计算和仿真工具，计算出功分器 的长度和宽度等关键参数。 -优化和调整参数：根据仿真结果，优化和调整功分器的设计参数， 以满足系统要求。 -确定材料和工艺：根据功分器的设计参数和要求，选择合适的材料 和工艺。 -制备并测试样品：根据设计要求制备功分器样品，并进行实验测试，优化设计。 3.功分器的仿真内容 功分器的仿真是设计过程中十分重要的一步，可以通过仿真工具来验 证设计效果和参数。在功分器的仿真中，需要考虑以下内容：-功分器的S参数：通过仿真计算和分析功分器的S参数，包括S11、S21等参数，以评估功分器的性能和阻抗匹配特性。 -功分器的功率分配均匀度：通过仿真计算和分析各输出端口上的功 率分配均匀度，以评估功分器的性能。 -功分器的信号损耗：通过仿真计算和分析功分器的损耗，以评估功 分器对系统整体的损耗情况。 -参数优化：通过仿真结果，优化和调整功分器的设计参数，以达到 设计要求。

微带wilkinson功分器的仿真设计实验报告

微带wilkinson功分器的仿真设计 实验报告 学院电子科学与工程学院 姓名 学号 指导教师 2016年10月21日

一、实验目的 ● 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、设计要求指标 ● 通带范围0.9 — 1.1GHz 。 ● 双端输出，功分比为1:1。 ● 通带内个端口反射系数小于-20dB 。 ● 两个输出端口的隔离度小于-20dB 。 ● 传输损耗小于3.1dB 。 三、设计思路 图一：设计思路示意图 四、理论分析设计 1. 基本工作原理分析 理论学习尺寸计算 绘制ADS 原理图 原理图仿真 优化设计版图仿真

功率分配器是三端口电路结构，其信号输入端的输入功率为P1，而其它两个输出端的输出功率分别为P2和P3。理论上，由能量守恒定律可知：P1=P2+P3。端口特性为：(1) 端口1无反射 (2) 端口2和端口3输出电压相等且相同 (3) 端口2、端口3输出功率比值为任意指定值1/ 由这些条件可以确定Z o2、Z o3以及R2、R3的值。 2.功分器技术指标计算 (1)输入端口回波损耗 输入端口1的回波损耗根据输入端口1的反射功率和输入功率之比来计算 (2)插入损耗 输入端口1的回波损耗根据输出端口的输出功率和输入端口1的输入功率之比来计算 (3)输出端口间的隔离度 输出端口2和输出端口3间的隔离度可以根据输出端口2和输出端口3的输出功率比来计算 (4)功分比 当其它端口没有反射时，功分比根据输出端口3和输出端口4的输出功率比来计算 (5)相位平滑度 在做功率分配器时，输出端口的平滑度直接影响功率合成效率。 五、尺寸计算 使用ADS软件自带的计算工具计算出微带线的尺寸。

功分器设计仿真开题报告

功分器设计仿真开题报告 1. 研究背景 功分器（Power Divider），又称功分器，是一种被广泛应用于无线通信系统、 射频电路和微波工程中的无源元器件。功分器的主要功能是将输入信号分为若干个等幅度的输出信号，通常为二分、三分或四分等。功分器常用于天线分配、信号合并和功率衰减等场合，对于射频电路的设计和优化起到至关重要的作用。 2. 研究目的 本次研究旨在设计一种高性能的功分器，并通过仿真分析其参数和性能指标， 为实际电路设计提供参考。 3. 研究内容 3.1 功分器基本原理 功分器的基本原理是基于电磁场的传输线理论。传输线上的电磁波在传输过程 中会发生反射、传播和辐射等现象，在特定的结构和参数设置下，可以实现功分器的基本功能。传统的功分器结构包括等长线耦合和辐射耦合两种。 3.2 功分器设计流程 功分器的设计流程主要包括以下几个步骤： 1.确定功分器的工作频段和频率范围。 2.根据功分器的功分比要求和准确性要求，选择适当的结构和耦合方式。 3.根据设计要求，计算功分器的尺寸和参数。 4.使用电磁场仿真软件对功分器进行模拟和优化。 5.根据仿真结果，进一步优化功分器的性能。 6.制作并测试样品，验证设计结果。 3.3 功分器的性能指标 功分器的性能指标主要包括： •功分比（Power Division Ratio）：表示输入功率在输出端口上的分配比例。 •插入损耗（Insertion Loss）：表示输入功率与输出功率之间的损耗。 •匹配度（Match）：表示功分器的输入和输出端口与传输线的匹配程度。

•平衡度（Isolation）：表示功分器在一个输出端口上的输入功率对其他输出端口的影响程度。 4. 研究方法 本次研究将采用如下方法： 1.使用ADS（Advanced Design System）等电磁场仿真软件进行功分器的模拟和优化。 2.通过改变结构参数、优化线路走向等方式，提高功分器的性能。 3.设计并制作实际样品，通过网络分析仪等测试仪器对功分器进行性能测试和验证。 5. 预期结果 通过本次研究，预期得到以下结果： 1.设计并优化出一种高性能的功分器，满足设计要求。 2.分析和比较不同结构和参数对功分器性能的影响。 3.验证仿真结果与实际测试结果的一致性。 6. 计划安排 本次研究计划按照以下安排进行： •第1-2周：查阅相关文献，了解功分器的基本原理和设计方法。 •第3-4周：进行功分器的设计和仿真模拟。 •第5周：对仿真结果进行分析和优化。 •第6-7周：制作实际样品并进行性能测试。 •第8周：完成实验报告的撰写和整理。 7. 参考文献 [1] Liu, Tzyy-Sheng, and Etegimene Igue.

一分四功分器的设计与仿真

一分四功分器的设计与仿真 作者：刘楷 来源：《科技创新与应用》2018年第18期 摘要：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。 关键词：微波；功分器；电磁仿真；损耗；参数优化 中图分类号：TN626 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）18-0084-03 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]。