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1、《现代电子技术》2006年第20期总第235期þ新型元器件ü微带型Wilkinson功分器设计与实现程敏锋,刘学观(苏州大学电子信息学院江苏苏州215021)摘要:小型低功耗器件是射频电路设计的研究热点,而微带技术具有小型化低功耗的优点,为此在介绍微带型Wilkin2son功分器工作原理的基础上,使用基于矩量法的ADS软件设计、仿真和优化计算相关数据参数,并制作了一个微带功分器实例,最后对加工的样品进行实测,获得与仿真值吻合较好的预期结果。关键词:功分器;微带线;矩量法;ADS中图分类号:TN772
2、文献标识码:B文章编号:1004373X(2006)2002502DesignandRealizationofMicrostripWilkinsonPowerDividerCHENGMinfeng,LIUXueguan(CollegeofElectronicandInformationEngineering,SoochowUniversity,Suzhou,215021,China)Abstract:Lowpowercomsuptionandminiaturecomponentisastudyhot
3、spotindesignofRFcircuit,andmicrostriptech2nologyhassuchcharacteristics.ThepaperfirstlyintroducestheprincipleofmicrostripWilkinsonpowerdivider,usingADSbasedonthemomentmethodtodosomedesigns,simulationsandoptimizationsaboutrelativeparameterscomputation.Fi
4、nal2ly,throughthetestofartifactitioussample,thegoodresultsimilartothevalueofsimulationisacquired.Keywords:powerdivider;microstripline;methodofmoment;ADS随着无线通信技术的快速发展,各种通讯系统的载波111+=Zin2Zin3Z0频率不断提高,小型化低功耗的高频电子器件及电路设计21U2使微带技术发挥了优势。在射频电路和测量系统中,如混·2R21(1)
5、频器、功率放大器电路中的功率分配与耦合元件[1]的性能2=21U3k·将影响整个系统的通讯质量。文献[2]介绍了各种主要形2R3式的功分器,随着技术的进步,目前已有双频功分器问世,U2=U3由传输线理论有:文献[3,4]中介绍了双频Wilkinson功分器设计。本文介绍2Zin2·R2=Z02一种3dBWilkinson功分器,在进行原理推导的基础上说明(2)2Zin3·R3=Z03其工作方式,接着利用Agilent公司的ADS软件设计并仿设R2=kZ0,则Z02,Z03,R3的计算公式为:真,根据
6、得到的数据制作实验板,最后使用AgilentE5071B2Z02=Z0k(1+k)网络分析仪实测,获得的结果与仿真数据比较吻合。Z2)/k3(3)03=Z0(1+k1功分器工作原理R3=Z0/k[5]取k=1,即得到3dBWilkinson功分器的各参数值传输线结构的功率分配器如图1(a)所示,输入端口特性阻抗为Z0,两段分支微带线电长度为λ/4,特性阻抗为:R2=R3=Z0,Z02=Z03=2Z0,为了增加隔离度在分别为Z02和Z03,终端分别接负载R2和R3。Port2,3之间添加了一个电阻R=
7、2Z0,其结构如图1(b)首先做以下3条假设:所示。通过上述分析得到3dBWilkinson功分器的所有(1)Port1无反射;元件的参数值,接着就可以进行设计了。(2)Port2,3输出电压相等且同相;2Wilkinson功分器的设计2(3)Port2,3输出功率比值为任意指定值1/k。根据上面3条可得:本文使用Agilent公司的ADS软件进行功分器的设计、仿真和优化获得参数性能较好的尺寸结构,通过Pro2收稿日期:20060412tel软件画出PCB图并制作实验板用于测试,最后制作的25©19
8、94-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net元器件与应用程敏锋等:微带型Wilkinson功分器设计与实现功分器结构如图2所示。和优化,最后得到W2=1.8mm,L=42.35mm,仿真得到S11,S21,S23的值分别如图3中的实线所示。图3仿真图2.3测试结果图1传输线结构的功分器功分器各性能指标的测量采用Agilent公司的E5
