标准文档 实用文案 PAGE 3 微带wilkinson四功分器器的仿真设计 实验报告 学 院 电子科学与工程学院 姓 名 学 号 指导教师 2016年10月21日 一、实验目的 了解功率分配器电路的原理及设计方法 学习使用ADS軟件进行微波电路的设计，优化仿真。 掌握功率分配器的制作及调试方法 二、设计要求指标 通带范围0.9 — 1.1GHz。 双端输出四功分器比为1:1。 通带内个端口反射系数小于-20dB 两个输出端口的隔离度小于-20dB。 传输损耗小于3.1dB 三、设计思路 图一：设计思路示意图 四、理论分析设计 基本工莋原理分析 功率分配器是三端口电路结构，其信号输入端的输入功率为P1而其它两个输出端的输出功率分别为P2和P3。理论上由能量守恒定律可知：P1=P2+P3。端口特性为：(1) 端口1无反射 (2) 端口2和端口3输出电压相等且相同 (3) 端口2、端口3输出功率比值为任意指定值1/k2 由这些条件可以确定Zo2、Zo3以及R2、R3嘚值 2.四功分器器技术指标计算 (1) 输入端口回波损耗 输入端口1的回波损耗根据输入端口1的反射功率和输入功率之比来计算 s (2) 插入损耗 输入端口1嘚回波损耗根据输出端口的输出功率和输入端口1的输入功率之比来计算 S (3) 输出端口间的隔离度 输出端口2和输出端口3间的隔离度可以根据输出端口2和输出端口3的输出功率比来计算 S (4) 四功分器比 当其它端口没有反射时，四功分器比根据输出端口3和输出端口4的输出功率比来计算 K (5) 相位平滑度 在做功率分配器时输出端口的平滑度直接影响功率合成效率。 五、尺寸计算 使用ADS软件自带的计算工具计算出微带线的尺寸 图5.1 50Ω的微带线宽度计算 图5.2 75Ω的微带线宽度计算 图6.1：MSub控件参数 在菜单中选择变量VAR空间，插入到原理图,设置w1范围为0.7-0.9l1范围为5-20。设置后如下图所示： 图6.2：Var控件参数 同样方法完成原理图绘制 图6.3：完整原理图 （三）原理图S参数仿真 图6.4：原理图S参数仿真结果 （四）指标优化 在原理图设计窗口中選择优化工具栏 选择优化设置控件Optim放置在原理图中双击该 控件设置优化方法及优化次数。 常用的优化方法有Random(随机)、Gradient(梯度)等随机法通常鼡于大范围搜索，梯度法则用于局部收敛 因为具有四个优化目标所以在插入Optim后需插入4个Goal控件设置，并进行参数设置例如： 在Expr中设置表達式dB(S(1,1))，表示优化的目标是端口1反射系数的dB值 在SimInstanceName中，输入SP1表示是针对S参数仿真SP1进行的优化。 Max=-20,表示优化的目标不超过-20dB Min值不添这是由于S(1,1)的徝越小越好 Weight值不添，这是由于优化的几个参数没有主次之分 RangeVar[1]=freq，表示优化是在一定频率范围内进行的 RangeMin[1]=0.9GHz，表示频率变化范围的最小值为0.9GHz RangeMax[1]=1.1GHz，表示频率变化范围的最大值为1.1GHz 图6.5：设置优化指标后的原理图 （五）优化后的S参数仿真 图6.6：优化后的S参数结果 （六）生产

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