Wilkinson功率分配器的仿真

实验一Wilkinson功率分配器的仿真2013级电信2班20131305047王庭哲一、实验目的1.掌握功分器的原理及基本设计方法2.学会使用仿真软件HFSS对功分器进行仿真3.掌握功分器的实际制作和测试方法，提高动手能力力二、实验原理在微波电路中，为了将功率按一定比例分成两路或多路，通常使用功率分配器。图1即为一个典型的带有负载是一分二微带型功率分配器电路图。图1微带功分器电路图当信号从端口1输入时，功率从端口2和端口3输出，只要设计恰当，输出可按一定比例分配，并保持电压同相，电阻R上无电流，不吸收功率。若端口2或端口3稍有失配，则有功率反射回来，为电阻所吸收。从而保证两输出端有良好的隔离，并改善输出端的匹配。设端口3和端口2的输出功率比为k2，即同时由于端口1到端口2与端口1到端口3的线长度相等，故端口2的电压V2与端口3的电压V3相等，即V2=V3。又因为端口2和端口3的输出功率与电压的关系为将式(2)代入式(1)中，得式中：Z2和Z3为端口2和端口3的输出阻抗，若选择可满足式(3)，为了保证端口1匹配，应有同时，考虑到则所以为了端口2与端口3隔离，即端口2或端口3的反射波不会进入端口3或端口2，可选在实际情况下，输出端口的阻抗也是Z0，因此，采用四分之一波长阻抗变换器，在端口2和端口3各加一段传输线，特性阻抗分别为如果是等功率分配器，则P2=P3，k=1，于是有三、实验步骤（一）HFSS建模过程1.新建工程powerdivider并设立参数2.绘出底板参数如图3.绘出地板4.在底板上添加微带线5.添加隔离电阻隔离电阻参数6.添加端口7.添加空气盒子盒子参数（二）边界条件设置及仿真设置隔离电阻微带线地板空气盒子端口（从上至下分别为1,2,3）仿真设置四、实验结果及分析1.由一图可以看出曲线S(2,1)接近3dB，即S（2,1）基本满足要求2.由图二可知三个端口的匹配状况S(1,1)S(2,2)S(3,3)在理想状况下反射系数应为0即负无穷dB。而在实际中我们可以认为3条线都小于-23dB既可看做符合要求。此时可以看出此功分器的工作频率约为2.29GHz即2.3GHz。3.就隔离度来看，理想状态下S(2,3)=0时为完全隔离，而二图中2.3GHz下S(2,3)小于-23dB可以认为满足要求。