功分器的设计与仿真

分类号：TN73UDC：D10621-408-（2015）0544-0密级：公开编号：2011022006成都信息工程大学学位论文宽带Wilkinson功分器的设计论文作者姓名：叶建梅申请学位专业：电子信息科学与技术申请学位类别：工学学士指导教师姓名（职称）：夏运强论文提交日期：2015年5月22日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得成都信息工程大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：2015年5月29日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解成都信息工程大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权成都信息工程大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：日期：2015年5月29日I宽带Wilkinson功分器的设计摘要在微波电路中，功分器是将一路功率按照比例分为两路或多路分支，这种器件叫功分器。传统的Wilkinson功分器带宽很窄，常常满足不了宽带系统的应用。为了改善上述问题，本文对宽频带功分器进行设计。本文首先对功分器的相关组件及工作原理进行研究分析，介绍了宽带功分器的奇偶模分析法；然后设计一个具有0.8~2.5GHz的宽频带Wilkinson功分器，该功分器要求其插损小于1dB,隔离度大于20dB,电压驻波比（VSWR）小于1.5。本文着重讲述了功分器设计中的参数计算和优化过程，利用ADS软件原理图仿真和HFSS电磁仿真获得调试参数，然后在CAD中制成印制板并加工成实物。从仿真结果和实物的测试结果图表明：设计出的功分器达到了指标要求。由于课题要求的工作频率处于ISM频段内，所以可用于无线局域网、蓝牙、ZigBee等无线网络中。关键词：宽带,Wilkinson功分器,奇偶模，仿真IITheDesignoftheBroadbandWilkinsonPowerDividersABSTRACTPowerdividerdivideonepowerintotwoormultiplebranches.TraditionalWilkinsonpowerdividerbandwidthisverynarrow,andoftencannotmeettheapplicationbroadbandsystems.Inordertoimprovetheaboveproblems,thearticledescribewidebandpowerdivider’sdesign.Thisarticleaimstoresearchandanalysisrelatedcomponentsandworkingprincipleofpowerdividers.Itdescribestheuseofodd-modeanalysismethodofaWilkinsonN-waypowerdivider.ThisWilkinsonpowerdivider’sdesignhaveawidebandof0.8~2.5GHz.Thepowerdividerrequiresitsinsertionlosslessthan1dB,isolationgreaterthan20dBandthevoltagestandingwaveratio(VSWR)lessthan1.5.Itfocusesonthepowerdivider’sdesignparameterscalculationandoptimizationprocess.ThenusingADSsoftwareprincipleandHFSSsimulationofelectromagneticobtaineddebuggingparameters,finallymadethePCBinCADandprocessedintoakind.Intermsofsoftwaresimulationresultsunderidealconditionsonthetestresultsorphysicaldesigndiagramshowthepowerdividermetthetargetrequirements.SincetherequiredoperatingfrequencyiswithinISMband,itcanbeusedforwirelessLAN,Bluetooth,ZigBeeandotherwirelessnetworks.Keywords:wideband,Wilkinsondivider,odd-even,simulationIII目录第一章绪论.....................................................................................................................11.1背景和意义...............................................................................................................11.2功分器的产生和发展...............................................................................................21.3国内外的研究进展...................................................................................................21.4本文的主要任务及结构...........................................................................................2第二章功分器理论.........................................................................................................42.1功分器的技术指标...................................................................................................42.2功率分配器的原理...................................................................................................52.2.1二功分器的端口示意图...................................................................................52.2.2二等分功分器...................................................................................................52.2.3宽频带等分功分器...........................................................................................82.3功率分配器的分类.................................................................................................13第三章功分器的设计与仿真.......................................................................................153.1功分器的设计要求.................................................................................................153.2功分器的设计方案.................................................................................................153.3功分器的ADS设计...............................................................................................153.3.1参数计算.........................................................................................................153.3.2原理图的绘制.................................................................................................163.3.3手动调谐.........................................................................................................193.3.4仿真结果.........................................................................................................203.4功分器的HFSS设计..............................................................................................213.4.1软件介绍.........................................................................................................213.4.2端口激励和隔离电阻设置.............................................................................21IV3.4.3仿真及结果.....................................................................................................22第四章加工图与测试结果...........................................................................................254.1功分器的加工图.....................................................................................................254.2测试结果及分析..........................................