功分器的设计制作与调试原

《功分器的设计制作与调试原》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、功分器的设计制作与调试（一）学习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）学习内容了解功分器的工作原理。使用ADS软件设计一个功分器，并对其参数进行优化、仿真。根据软件设计的结果绘制电路版图，并加工成电路板。对加工好的电路进行调试，使其满足设计要求。（三）功分器的技术指标通带内各端口反射系数通带内两输出端口间的隔离度通带内传输损耗通带内功分比通带内相位平衡度（四）用ADS软件设计功分器本节内容是介绍使用ADS软件设计功分器的方法：包括原理图绘制，电路参数的优化、仿真，版图的仿真等。下面开始

2、按顺序详细介绍ADS软件的使用方法。ADS软件的使用启动ADS进入如下界面创建新的工程文件点击File->NewProject设置工程文件名称（本例中为divider）及存储路径点击LengthUnit设置长度单位为毫米创建新的工程文件（续）工程文件创建完毕后主窗口变为下图创建新的工程文件（续）同时原理图设计窗口打开功分器的设计下图是一个等功率分配器，它由两段不同特性阻抗的微带线组成，两臂是对称的。我们以这种结构的功分器为例，介绍一下设计的过程。123功分器的设计（续）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-

3、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。生成功分器的原理图在原理图设计窗口中选择微带电路的工具栏窗口左侧的工具栏变为右图所示选择微带线以及控件MSUB分别放置在绘图区中选择画线工具将电路连接好，连接方式见下页图（本图只是提供参考，还有其它形式可供选择。）功分器的原理图示例原理图中部分模型的等效电路1、MTEE(MicrostripT-Junction)SymbolIllustrationEq

4、uivalentCircuit部分模型的等效电路2、MCORN(90-degreeMicrostripBend）EquivalentCircuitSymbolIllustration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(0.8mm)Er:基板相对介电常数(4.3)Mur:磁导率(1)Cond:金属电导率(5.88E+7)Hu:封装高度(1.0e+33mm)T:金属层厚度(0.03mm)TanD:损耗角正切(1e-4)Roungh:表面粗糙度(0mm)微带线计算工具功分器两边的引出线是特性阻抗为50欧姆的微带线，它的宽度W可由微带线计算工具得

5、到。填入50Ohm可以算出微带线的线宽1.52mm。填入70.7Ohm和90deg可以算出微带线的线宽0.79mm和长度42.9mm(四分之一波长)。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。添加变量单击工具栏上的VAR图标，把变量控件VAR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0.2mm(最好取0.5mm以上)。S参数仿真电路设置在原理图设计窗口中选

6、择S参数仿真的工具栏选择Term放置在功分器三个端口上，用来定义端口1、2和3，点击图标，放置三个地，并按照下页图连接好电路。选择S参数扫描控件放置在原理图中，并设置扫描的频率范围和步长，频率范围根据功分器的指标确定。S参数仿真电路设置（续）优化目标的设置在原理图设计窗口中选择优化工具栏选择优化设置控件放置在原理图中，双击该控件设置优化方法及优化次数。常用的优化方法有Random(随机)、Gradient(梯度)等。随机法通常用于大范围搜索，梯度法则用于局部收敛优化目标的设置（续）这里总共设置了四个优化目标，由于电路的对称性，S31和S33不用设置优化。S11和S22分别用

7、来设定输入输出端口的反射系数，S21用来设定功分器通带内的衰减情况，S23用来设定两个输出端口的隔离度。优化目标的设置（续）进行参数优化设置完优化目标后最好先把原理图存储一下，然后就可以进行参数优化了。点击工具栏中的Simulate按钮就开始进行优化仿真了。在优化过程中会打开一个状态窗口显示优化的结果(见下页图)，其中的CurrentEF表示与优化目标的偏差，数值越小表示越接近优化目标，0表示达到了优化目标，下面还列出了各优化变量的值，当优化结束时还会打开图形显示窗口。在一次优化完成后，要点击原理图窗口菜单中的Si