微波工程威尔金森功率分配器.ppt

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1、ANovelTri-BandWilkinsonPowerDividerforMultibandWirelessApplications多波段无线应用的新型三波段威尔金森功率分配器目录CONTENTS一.实现功能二.器件设计三.仿真结果四.结论01实现功能原理图如图所示，三个Z0分别是一个输入端口，两个输出端口要实现在1.5、1.9、2.35GHZ三个频率点上的功率等分功能。即：使S21、S31=3DB1.以二端口为例，他的传播参数S21应该如图所示，在1.5/1.9。2.35GHZ的三个频点上分别都能实现接受到的功率为一端口输入功率的一半，即S21=3db，2.且有每个工作频率点上都要有较大的

2、带宽。3.两个输出端口之间有较高隔离度。期望结果02器件设计由功率分配器和滤波器组成一个宽频带的和一个新型的基于QWOS的三频带带通滤波器由威尔金森1提出的匹配的对称双功率分频器，是用于相同的幅值/相位功率划分的拓扑结构之一。威尔金森提出了匹配的双向功率分配器的基本配置，即三个特性阻抗需满足关系1：1.414：2:1，同时在两个输出端口之间引入一个电阻，从而增强了它们之间的隔离。由于威尔金森的分频器利用一个四分之一波长的变压器来将分割线与输入端口相匹配，变压器的尺寸——特别是低频应用——的尺寸是无法接受的。使用传统的方法将这种分频器的操作扩展到双/三波段，单/双阻抗变压器需要。因此，双/三带的

3、功率分器占据了更多的空间，增加了电路/芯片的面积，特别是在使用低介电常数基板的设计时。威尔金森功率分配器问题：因为1/4入传输线结构会使得电路尺寸过大一.三波段功率分配器设计解决办法：采用慢波结构，结构如图所示，慢波结构依赖于一种周期性的微型化的传输线路，它可以降低传播波的相速度;因此，更小的物理尺寸就可以达到同样的电尺寸，从而减小了电路尺寸。设计参量：d、Cp、l据其他论文研究分析：一个单级的功率分配器足以提供在1.25到2.6GHZ之间的带宽的。参数设计周期长度d：为了避免开路支节之间的耦合，周期长度的“d”应该足够大。事实上，周期长度应该大于3h，其中“h”是截止底板的厚度。N为周期结构

4、数目，选择N=6。负载电容Cp和开路支节长度lstub：设计结果慢波结构的电路参数如图所示，与传统线路相比，通过慢波结构的这种应用设计，使传输线路长度减少了近24.1%二.基于QWOS的三波段带通滤波器并发的三波段带通滤波器原理图如图所示，由三个QWOS结构组成，分别用来匹配三个工作频率。QWOS：1/4入开路支节，根据设计需要可计算出准确位置，在所需的三个频段表现为高阻抗并且在不同的频段之间频率点上引入了0传输从而起到了隔离频带的效果。为了使电路设计紧凑，应达到匹配，故当传输线特性阻抗为50欧姆时，此处设计Zi的特性阻抗为100欧姆，QWOS的尺寸设计为相应通带频率点的入gi/4,而QWOS

5、结构的位置沿着主传输线依次排开，精确位置由以下公式得出：另：L1=入g1/4设计结果经计算以及调试后的电路尺寸如图所示，该设计达到了良好的性能，获得了宽频带和低回波损耗的性能。如左图所示，可以看出，在1.5、1.9、2.35GHZ的三个中心频率上均有宽频带，低损耗，插入损耗分别为0.009、0.25、0.38db。03仿真结果如图所示：在1.5/1.9。2.35GHZ的三个频点上分别都能实现接受到的功率为一端口输入功率的一半，即S21=3db，且每个工作频率都有较大带宽。在两个输出端口之间有大于15dB的隔离度。仿真结果输入端口、输出端口的回波损耗在三个频带内都优于13dB。04结论慢波结构通

6、过减小相位速度从而减小了增加了电尺寸从而减小了电路尺寸；基于QWOS的滤波器获得了三个工作频带。通过使三个滤波器根据所需频率放置在经过精确计算的50欧姆传输线上的不同位置，来准确获得了三个通频带，同时具有低插入损耗。与其他现有研究相比较，除了有轻微的电路面积增加以外，具有了40%、10.5%、17.9%的更宽的相对带宽。THANKYOU