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1、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
2、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(1)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V ay1&4将式(2)代入式(1)中，得4=2(3)式中：Z2和Z3为端口 2和端口 3的输出阻抗，若选择(4)可满足式（3）,为了保证端口 1匹配，应有同时，考虑到所以为了端口2,可选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,
3、 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power divider并设立参数2.绘出底板参数如图15CommandNameValueUnitEdluted Va.Description1CommandCreateBoxCoordinate .GlobalPosition-13.56 P-4.2 ,&Bmm-13.56mm PXSize27.12mm27 J 2 mmVSIm24.2mm24.2mmZSizeo.emm0.8mm Show Hidden3 .绘出地板4 .在底板上添加微带线
4、5.添加隔离电阻隔离电阻参数CommandNameValueUnitEdluted Va.Description1CommandCreateRectangleCoordinate .GlobalPosition1.1 .14,985 .0mm1,1mm , 14.9,WkZXSize-W2-2.2mmYSize1.1mm1.1mm Show Hidden6 .添加端口7 .添加空气盒子Pro-fwrtiesz pcwer divider - HFSSe5tgn2 - ModelerX Command |Name |ValuUnit Evaluated Va.J Description)1 iC
5、om mandCr eate B oxCoordinate . Global!PositiDn7fi.6 r-79.2 r-0,Bmm 73_6mm -7-.XSize-1572mm -1572mm/VSize174.2mm 174.2mmZSize75.8mm75 9 mm7 Show Hidden噫 |取iiS（二）边界条件设置及仿真设置隔离电阻地板空气盒子B而加MitfiEUE加8M需渐四、实验结果及分析MX1 期6|o.oaXY Plot 3HFSSD0sign2 舄门Curve Info-IQ M -15.00 -20.00 am崛-25.00*：i5附nwi!d0(S(lJB Se
6、tup 1 : Swep口或汜用Setup 1 Sw?p笫划 Seliipl Swee*p审同)Setup 1 : Swep dB(S(3&HSetup 1 3wwp-35.00 一1i 11.752W225Freq GHzj-30.00 1 .由一图可以看出曲线S(2,1法近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dBo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。