实验三_射频微波功率分配器合成器设计.ppt

MW Opti. Commu. Lab, XJTU 实验三 射频功率分配/合成器设计、仿真与测试 一、基本理论 1.1 集总参数功率分配器 二、威尔金森功分器的设计与仿真 三、功分器的测量 双击控件“Optim”，弹出如下对话框，设置Optimization Type为Radom，Number of iterations为50. 双击控件“Goal”，弹出如下对话框，根据功分器设计指标，对其各个参数进行设置，每项参数设置以后，按Apply按钮，最后单击OK。 S11目标设置 S21目标设置 S22目标设置 S23目标设置 （8）优化仿真 设完优化目标后先单击【保存】按钮保存原理图，然后单击工具栏中的仿真按钮进行优化仿真。 在一次优化完成后，需要执行菜单命令[Simulate]-[Update Optimization Values],以保存优化后的变量值。 在工具栏单击“Deactive or Active”控件 ，然后单击Optim控件和Goal控件，然后再进行仿真，此时即为优化后结构的仿真结果。 （9）功分器的版图生成 在工具栏单击“Deactive or Active”控件 ，然后单击Optim控件、4个Goal控件3个“地”、三个“Term”，“SP”控件，使它们失效。失效后在原理图生成时，它们就不会出现在所生成的版图中。 执行菜单命令【Layout】-【Generate/Update Layout】，弹出一个设置对话框，这里应用其默认设置，直接单击OK。 * * 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。 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）的介质或导体不理想等因素,考虑输入端的驻波比所带来的损耗 隔离度：支路端口间的隔离程度 驻波比：每个端口的电压驻波比 1. 电阻式（等功率） △形和Y形电阻式功率分配器 Z0：电路特性阻抗 用ADS仿真： 优点：频宽大, 布线面积小, 设计简单 缺点：功率衰减较大 2. L-C式 集总L-C式低通型和高通型功率分配器 例：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。 1.2 分布参数功率分配器 威尔金森功分器 设计指标： 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, S31-3.1dB 隔离度：S32-25dB 微带板材参数： H:基板厚度(0.8 mm) 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+33 mm) T:金属层厚度(0.03 mm) TanD:损耗角正切(1e-4) Roungh:表面粗糙度(0 mm) (1) 启动ADS (2) 创建新的工程文件。点击File-New Project设置工程文件名称（本例中为divider）及存储路径，Length Unit设置长度单位为毫米。 （3）生成功分器的原理图 在原理图设计窗口中选择微带电路的工具栏 选择微带线控件 分别放置在绘图区中，并用线连接。 F5移动文字 Ctrl+r旋转器件 （4）设置微带电路的基本参数 双击图上的控件MSUB设置微带线参数 H:基板厚度(0.8 mm) 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+33 mm) T:金属层厚度(0.03 mm) TanD:损耗角正切(1e-4) Roungh:表面粗糙度(0 mm) （5）利用微带线计算工具计算微带线参数 在原理图窗口执行【tools】-【lineCalc】-【Start LineCalc】 如下图所示，在Substrate Parameters栏中填入微带线的参数，在Component Parameters栏中Freq填入频率。在Electrical栏Z0项填入50 Ohm，然后单击 按钮就可以算出微带线的线宽1.52 mm。 如下图所示，在Electrical栏Z0项填入70.7 Ohm，在E_Eff中输入90deg（对应四分之一波长），然后单击 按钮就可以算出微带线的线宽0.7889 mm，线长为42.8971mm。 （6）设置优化变量 计算出功分器各段微带线的理论尺寸后，为便于参数优化的