实验三 射频微波功率分配器合成器设计.ppt

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1、实验三射频功率分配/合成器设计、仿真与测试了解功率分配器的原理及基本设计方法掌握威尔金森功分器的结构、工作原理及S参量了解利用ADS进行电路优化仿真的基本步骤及方法掌握利用ADS微带线计算工具LinCalc计算、设计微带线了解利用ADS在电路板级进行电路仿真的方法与步骤。一、实验目的将一路微波功率按一定比例分成n路输出的功率元件称为功率分配器。按输出功率比例不同,可分为等功率分配器和不等功率分配器。二、基本理论技术指标：频率范围：分配器的工作频率承受功率：分配器/合成器所能承受的最大功率功率分配比：主路到支路的功率分配比插入损耗：输入输出间由于传输线（如微带线）的介质

2、或导体不理想等因素,考虑输入端的驻波比所带来的损耗驻波比：每个端口的电压驻波比隔离度：支路端口间的隔离程度1.电阻式（等功率）△形和Y形电阻式功率分配器2.1集总参数功率分配器用ADS仿真：△形电阻式功率分配器优点：频宽大,布线面积小,设计简单缺点：功率衰减较大2.集总L-C式低通型和高通型功率分配器用ADS仿真：中心频率为2.4GHz的集总参数L-C式低通型功率分配器，传输线特征阻抗为50欧姆。用ADS仿真：L-C式低通型功率分配器2.2威尔金森功分器频率范围：0.9-1.1GHz频带内输入端口的回波损耗：S11<-20dB频带内插入损耗：S21>-3.1dB,S3

3、1>-3.1dB隔离度：S32<-25dBH: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)设计指标：微带板材参数威尔金森功分器的设计与仿真1.创建新的WorkSpace建立NewSchematic画原理图，选择微带线控件分别放置在绘图区中，并用线连接Ctrl+R旋转F5移动文字3.利用微带线计算工具计算微带线尺寸参数执行菜单命令【Tools】-【LineCalc】-【St

4、artLineCalc】修改参数，然后单击按钮就可以算出微带线的线宽1.52mmZ0项填入70.7Ohm，在E_Eff中输入90deg（对应四分之一波长），然后单击算出微带线的线宽0.7889mm，线长为42.8971mm4.设置优化变量设置优化参数:在原理图中插入“VAR”控件双击“VAR”控件，设置w1、w2、r，L四个变量(此处不设单位)w1=1.52r=100w2=0.79L=16设置微带线宽度W和长度L，具体变量设置如图所示（加SP、端口）5.原理图仿真：分别查看S11、S21、S22、S23频率带宽较差、中心频率有偏移，还需要进一步优化6.参数优化双击，

5、选择w2“Tune/Opt/Start/DOESetup”“Optimization”标签设置L变量（12—24）、r变量(30—120)、w2变量（0.7—0.9）7.设置优化方式和优化目标选择元件库“Optim/Stat/DOE”，将优化设置控件“Optim”和优化目标控件“Goal”（共需四个）插入原理图中优化目标设置优化目标1优化目标2优化目标3优化目标4ExprdB(S(1,1))dB(S(2,2))dB(S(2,1))dB(S(3,2))SimInstanceNameSP1SP1SP1SP1IndepVar[1]freqfreqfreqfreqLimi

6、tType[1]<<>

7、te”设置窗口。【File】【Import】【SubstrateFromSchematic】，选择相对应的原理图，更新板材参数。10.功分器的版图仿真鼠标左键单击选中不需要的导体，再单击右键，弹出【Unmap】，单击之，再点【OK】，去掉该导体等单击工具栏里面的保存按钮修改(检查)参数【Technology】【MaterialDefinitions】或者选中想要修改的材料，然后在右侧修改“Material”的参数10.功分器的版图仿真执行菜单命令【Insert】【Pin】或单击，插入三个端口分别于端口1、端口2、端口3菜单【EM】【Simu