功分器全称功率分配器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时可也称为合路器。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。功分器的主要技术参数有功率损耗（包括插入损耗、分配损耗和反射损耗）、各端口的电压驻波比，功率分配端口间的隔离度、功率容量和频带宽度等。　　功分器通常是成对使用，先将功率分成若干份，然后分别放大，再合成输出。广泛应用于射频微波大功率固态发射源的功率放大器中。
1功分器种类
　　种类：功分器一般有二功分、三功分和四功分3种。　　功分器从结构上分一般分为：微带和腔体2种。腔体功分器内部是一条直径由粗到细程多个阶梯递减的铜杆构成,从而实现阻抗的变换,二微带的则是几条微带线和几个电阻组成,从而实现阻抗变换。2功分器主要指标
　　主要指标：包括分配损耗、插入损耗、隔离度、输入输出驻波比、功率容限、频率范围和带内平坦度。　　1、分配损耗：指的是信号功率经过理想功率分配后和原输入信号相比所减小的量。此值是理论值，比如二功分3dB，三功分是4.8dB,四功分是6dB。（因功分器输出端阻抗不同，应使用端口阻抗匹配的网络分析仪能够测得与理论值接近的分配损耗）　　2、插入损耗：指的是信号功率通过实际功分器后输出的功率和原输入信号相比所减小的量再减去分配损耗的实际值，（也有的地方指的是信号功率通过实际功分器后输出的功率和原输入信号相比所减小的量）。插入损耗的取值范围一般腔体是：0.1dB以下；微带的则根据二、三、四功分器不同而不同约为：0.4~0.2dB、0.5~0.3dB、0.7~0.4dB。　　插损的计算方法：通过网络分析仪可以测出输入端A到输出端B、C、D的损耗，假设3功分是5.3dB,那么，插损＝实际损耗－理论分配损耗＝5.3dB-4.8dB=0.5dB.　　微带功分器的插损略大于腔体功分器,一般为0.5dB左右,腔体的一般为0.1dB左右。由于插损不能使用网络分析仪直接测出，所以一般都以整个路径上的损耗来表示（即分配损耗＋插损）：3.5dB/5.5dB/6.5dB等来表示二/三/四功分器的插损。　　3、隔离度：指的是功分器输出各端口之间的隔离，通常也会根据二、三、四功分器不同而不同约为：18～22dB、19～23dB、20～25dB。　　隔离度可通过网络分析仪测，直接测出各个输出端口之间的损耗，如上图淡蓝色曲线所示，BC间，及 CD间的损耗。　　4、输入/输出驻波比：指的是输入/输出端口的匹配情况，由于腔体功分器的输出端口不是50欧姆，所有对于腔体功分器没有输出端口的驻波要求，输入端口要求则一般为：1.3~1.4 甚至有1.15的；微带功分器则每个端口都有要求，一般范围为输入：1.2~1.3 输出：1.3~1.4。　　5、功率容限：指的是可以在此功分器上长期（不损坏的）通过的最大工作功率容限，一般微带功分器为：30～70W平均功率，腔体的则为：100～500W平均功率。　　6、频率范围：一般标称都是写800～2200MHz，实际上要求的频段是：824－960MHz加上MHz，中间频段不可用。有些功分器还存在800～2000MHz和800～2500MHz频段　　7、带内平坦度：指的是在整个可用频段内插损含分配损耗的最大值和最小值之间的差值，一般为：0.2~0.5dB。3功分器系列
　　1、400MHz-500MHz频率段二、三功分器，应用于常规无线电通讯、铁路通信以及450MHz无线本地环路系统。　　2、800MHz-2500MHz频率段二、三、四微带系列功分器，应用于GSM/CDMA/PHS/WLAN室内覆盖工程。　　3、800MHz-2500MHz频率段二、三、四腔体系列功分器，应用于GSM/CDMA/PHS/WLAN室内覆盖工程。　　4、1700MHz-2500MHz频率段二、三、四腔体系列功分器，应用于PHS/WLAN室内覆盖工程。　　5、800MHz-1200MHz/1600MHz-2000MHz频率段小体积设备内使用的微带二、三功分器。
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All Rights Reserved 版权所有功分器在雷达通信系统中是非常重要的元器件。在众多功分器种类中,Wilkinson功分器和Gysel功分器是最常用的两种结构[1-2]。威尔金森功分器具有带宽宽,匹配、隔离性能好等优势。Gysel功分器在大功率微波合成技术领域得到了广泛的应用,其结构对称,可外接隔离负载,结构容易实现。同时相对于威尔金森功分器具有更强的功率容量的特点。但是一般Gysel功分器相对于威尔金森功分器,带宽上存在一定的劣势。
本文设计了一种威尔金森功分器和Gysel功分器相结合的不等分功分器。利用奇偶模分析法对电路结构进行了分析,并利用ADS仿真软件设计了一个微带线功分器,其结果展示了良好的匹配、隔离、功率传输等性能。
1 设计和分析
一分二不等分功分器的结构如图1所示,三端口结构包括分支线(Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6),三个隔离电阻/负载。所有的传输线电长度均为θ,端口阻抗均为Z0=50Ω,端口2与端口3的功率分配比为k2(P2/P...
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等分威尔金森功分器的设计论文.doc 全文-在线文档 63页
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本文对一个等分威尔金森功分器进行了仿真，分析了功分器的基本原理，介绍了ADS软件基本使用方法，并选择了频率范围：0.9～1.1GHz，频带内输入端口的回波损耗：C11&20dB，频带内的插入损耗：C21&3.1dB,C31&3.1dB，两个输出端口间的隔离度：C23&25dB为设计指标的等分威尔金森功分器。先进行威尔金森功分器原理图的设计，再用ADS软件进行原理图仿真，得出的结论采用理论计算的结果作为功分器参数时，功分器并没有达到所需设计的指标，所以要对功分器的各个参数进行优化。优化后所得到的最佳数据保存以后再进行功分器版图的仿真，各项指标基本达到设计所需的要求。
关键词：仿真，威尔金森功分器，ADS，优化
In this paper a power dividers quintiles Wilkinson is simulated, and analyzes the basic principle of power dividers, introduces the basic use ADS software method, and choose the frequency range: 0.9～GHz, frequency band 1.1 input ports C11 & 20dB return loss:, frequency band insertion loss: C21 & 3.1 dB, C31 & 3.1 dB, between the two output port C23 & 25dB isolation ratio: for the design index equal power dividers Wilkinson. First conducts the power dividers Wilkinson schematic design, reoccupy ADS software simulation principle diagram, the conclusion of the theoretical calculation result as parameters when power dividers power dividers did not reach the required design to index, so the power dividers various parameters were optimized. After optimization of the best data preserves received after power dividers again, and all the indexes of simulation territory to meet the design requirements of basic required.
Key words：Simulation
Wilkinson Power dividers
optimization
第1章 引言 1
1.1 功分器的发展概述 1
1.2本次设计的主要工作 3
第2章 功分器的技术基础 4
2.1基本工作原理 4
2.2 功分器的技术指标 6
第3章 ADS介绍 8
3.1 ADS发展概述 8
3.2 ADS 的仿真设计方法 9
3.3 ADS的辅助设计功能 10
3.4 ADS与其他EDA软件和测试设备间的连接 11
3.5 ADS应用结论 11
第4章 功分器的原理图设计、仿真与优化 12
4.1等分威尔金森功分器的设计指标 12
4.2建立工程与设计原理图 12
4.3基本参数设置 16
4.4功分器原理图仿真 19
4.5功分器的电路参数的优化 22
第5章 功分器版图的生成与仿真 28
5.1功分器版图的生成 28
5.2功分器版图的仿真 30
第6章 结论 33
参考文献 34
外文资料原文 36
主要符号表
1端口的输入功率
2端口的输出功率
3端口的输出功率
输入端口特性阻抗
分支微带线的特性阻抗
分支微带线的特性阻抗
2端口接的负载电阻
3端口接的负载电阻
2端口输入电压
3端口输入电压
2端口输入阻抗
3端口输入阻抗
端口2匹配时，端口1的反射系数
端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数
端口3匹配时，端口1到端口3的正向传输系数
第1章 引言
1.1 功分器的发展概述
功率分配器是将输入信号功率分成相等或不相等的几路输出的一种多端口的微波网络，广泛应用于雷达、多路中
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威尔金森功分器
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