基于HFSS的不等功率分配器

不等功率分配器一、功分器的設(shè)計(jì)及原理1、功分器原理功分器全稱功率分配器，是一種將一路輸入信號(hào)能量分成兩路或多路輸出相等或不相等能量的器件。在簡(jiǎn)單功分器中引入隔離電阻，變?yōu)橛泻牡娜丝诰W(wǎng)絡(luò)，有耗三端口網(wǎng)絡(luò)可以做到做到完全匹配，且輸出端口之間具有隔離。它的主要技術(shù)指標(biāo)包括頻率范圍、輸入輸出間的插入損耗、支路端口間的隔離度、回波損耗等。如右圖示為功分器原理圖，有耗三端口網(wǎng)絡(luò)可以做到完全匹配，且可以用微帶線或帶狀線來(lái)實(shí)現(xiàn)。2、技術(shù)指標(biāo)頻率范圍：中心頻率3.5GHz主路端口的回波損耗小于-20dB主路到支路的耦合度比為1:2支路端口間的隔離度小于-20dB3、設(shè)計(jì)參數(shù)的確定（圖1）如右圖2所示，其中輸入端口特性阻抗為,分成的兩端微帶線電長(zhǎng)度為，特性阻抗分別是和，終端分別接有電阻。功率分配器的基本要求如下：端口“”無(wú)反射。端口“、”輸出電壓相等且同相。端口“、”輸出功率比值為任意指定值，設(shè)為1/2（）。根據(jù)以上三條有：（圖2）由傳輸線理論有：這樣共有、、、四個(gè)參數(shù)而只有三個(gè)約束條件，故可任意指定其中的一個(gè)參數(shù)，設(shè)，，于是實(shí)際的功率分配器終端負(fù)載往往是特性阻抗為的傳輸線，而不是純電阻，此時(shí)可用阻抗變換器將其變?yōu)樗桦娮瑁硪环矫?、等幅同相，在“、”段跨接電阻，既不影響功率分配器性能，又可增加隔離度。取時(shí)，計(jì)算出：，，，，，，，根據(jù)阻抗的大小可得到各段微帶的寬度：的寬度，的寬度，的寬度，的寬度，的寬度，每段微帶線的長(zhǎng)度都是。通過(guò)以上的分析，所需參數(shù)值已經(jīng)確定，接下來(lái)就可以進(jìn)行設(shè)計(jì)了。二、功分器模型的設(shè)計(jì)1，打開HFSS,新建工程，修改名稱，將其保存。2，打開設(shè)計(jì)界面，首先畫一個(gè)BOX，設(shè)置其厚度為1.5mm,w=20mm。其參數(shù)如圖3所示（圖13）端口2、3之間的隔離度分析：在3.5GHz時(shí)小于-20dB五、總結(jié)整體的結(jié)果達(dá)到當(dāng)初的設(shè)計(jì)指標(biāo)：主路端口的回波損耗小于-20dB，主路到支路的耦合度比為1:2，支路端口間的隔離度小于-20dB。只是衰減比較大，輸出的功率與輸入的功率比只有百分之80左右，可以嘗試使用導(dǎo)電率更好的金屬作涂敷層