全带宽波导功分器的研究与设计
波导功分器
波导功分器波导功分器是一种用于无线通信系统中的无源器件，它可以将输入的电磁波功率平均分配到多个输出端口上。
波导功分器常用于天线系统、雷达系统、卫星通信系统等领域，起到了重要的功分作用。
波导功分器的工作原理是基于波导结构中的电磁波传输特性。
波导是一种由金属壳体包裹的空心管道，能够将电磁波限制在管道内传播。
波导功分器通常由多个分支波导和一个主波导组成。
输入电磁波信号通过主波导传输到分支波导上，然后再平均分配到各个输出端口上。
波导功分器的设计需要考虑多个因素，如频率范围、功分比、插入损耗、驻波比等参数。
频率范围是指波导功分器能够工作的频率范围，通常由所选材料和波导尺寸决定。
功分比是指输入功率在各个输出端口上的分配比例，常见的功分比有平均功分和非平均功分两种。
插入损耗是指功分器在信号传输过程中引入的能量损耗，应尽量降低以确保信号质量。
驻波比是指波导功分器在工作频率下的驻波情况，应尽量保持在较低水平，以减少信号反射和损耗。
波导功分器的制造过程需要采用精密的加工工艺和材料选择。
一般来说，波导功分器的制造分为金属加工和组装两个阶段。
金属加工主要包括波导管的切割、焊接和打磨等工艺，以及金属壳体的制作。
组装阶段则是将各个部件进行组装，并进行测试和调整，确保波导功分器的性能符合设计要求。
波导功分器在无线通信系统中具有广泛的应用。
在天线系统中，波导功分器可以将输入的射频信号平均分配到多个天线上，提高无线信号的覆盖范围。
在雷达系统中，波导功分器可以将雷达发射的脉冲信号分配到多个接收通道上，实现多目标的同时检测。
在卫星通信系统中，波导功分器可以将卫星发射的信号分配到不同的地面站，提高通信系统的容量和可靠性。
总结起来，波导功分器是一种重要的无源器件，可以将输入的电磁波功率平均分配到多个输出端口上。
它在无线通信系统中具有广泛的应用，起到了功分的作用。
波导功分器的设计和制造需要考虑多个参数和工艺，以确保其性能符合要求。
通过合理的选择和使用，波导功分器能够有效地提高无线通信系统的性能和可靠性。
功分器的设计制作与调试
功分器的设计制作与调试一、设计制作功分器的原理功分器，也称为功率分配器，是一种用来分配输入功率到多个输出端口的无源器件。
在无源器件中，当我们需要将输入功率按照一定比例分配到多个输出端口时，功分器就可以起到很好的作用。
标准的功分器是一个三端口元件，包括一个输入端口和两个输出端口。
功分器的输入功率将被均匀地分配到两个输出端口上，且输出端口之间相互隔离，不会有能量交流。
设计制作功分器的步骤如下：1.确定功分器的工作频率范围：功分器的设计需要根据具体的应用需求来确定工作频率范围。
功分器的频率范围可以从几百兆赫兹到几十吉赫兹不等。
2.选择功分器的阻抗：功分器的阻抗需要与输入输出系统的阻抗相匹配，通常选用50欧姆。
3.设计功分器的结构：功分器的结构大致可以分为两种，一是二分支结构，二是平衡树状结构。
a.二分支结构是指将输入驻波器通过阻抗转换，分为两个并行的输出通路，使得输入功率均匀地分配到两个输出端口。
b.平衡树状结构则是通过铁氧体等元件来实现功分，具有更高的功分精度和更宽的工作频率范围。
4.确定工艺流程：根据功分器的结构和应用需求，确定制作工艺，如集成电路制作技术或者微带线技术等。
5.制作功分器：根据确定的工艺流程，进行制作。
制作功分器的材料通常采用高频电路工艺中的常见材料，如铝、金、铜等。
6.调试功分器：将制作好的功分器与测试仪器连接，通过测试仪器测量功分器的性能指标，如功分精度、输入输出阻抗等。
调试功分器的步骤如下：1.通过测试仪器测量功分器的插入损耗：将功分器的输入和输出端口连接到测试仪器上，通过测试仪器测量功分器的插入损耗，即输入功率与输出功率之间的损耗。
2.测量功分器的测量精度：通过测试仪器测量功分器的功分精度，即两个输出端口之间的功分误差。
3.测量功分器的输入输出阻抗：通过测试仪器测量功分器的输入输出阻抗，保证功分器的阻抗与输入输出系统的阻抗相匹配。
4.优化功分器的性能：根据测试结果，对功分器的结构和参数进行优化，以提高功分器的性能指标。
超宽带微波功分器的研制
超宽带微波功分器的研制超宽带微波功分器是一种关键的微波器件，主要用于超宽带信号的分配和传输。
由于超宽带信号具有宽带宽、高速度和低延迟等特点，因此在通信、雷达、电子对抗等领域具有广泛的应用前景。
本文将围绕超宽带微波功分器的研制展开讨论，介绍相关的理论知识和技术，并探讨实验设计和数据分析。
超宽带微波功分器的基本原理和相关技术超宽带微波功分器的主要原理是利用微波传输线、微波元件和波导等元件，将输入的超宽带信号分成多个输出信号，并对输出信号进行相位和振幅的调整，以保证输出信号的质量和稳定性。
超宽带微波功分器的主要技术包括微波理论、功率谱密度分析、计算机辅助设计等。
微波理论是研究超宽带微波功分器的基础，通过对微波传输线、微波元件和波导等元件的电磁场分布和传输特性进行研究，可以更好地了解超宽带微波功分器的性能。
功率谱密度分析技术则可以对超宽带信号的频谱分布进行分析，以便更好地了解信号的特性和进行信号处理。
计算机辅助设计技术可以借助计算机软件对超宽带微波功分器进行设计和优化，提高设计效率和准确性。
超宽带微波功分器的实验设计与数据分析实验设计：确定实验目标：本实验主要目标是研制一款超宽带微波功分器，要求其具有宽带宽、高功率、低损耗等优点，并能够实现多种输出信号形式的灵活转换。
选择实验材料：根据实验目标，选用合适的微波传输线、微波元件和波导等元件，并借助计算机辅助设计软件进行设计和优化。
设计实验方案：根据实验目标，制定详细的实验方案，包括实验步骤、操作流程和数据采集与分析方法等。
同时，对实验过程中可能出现的各种问题进行预测和解决方案的制定。
数据分析：数据处理：对实验过程中采集到的各种数据进行处理和分析，包括数据的清洗、整理、归纳和可视化等，以便更好地了解超宽带微波功分器的性能和特性。
结果分析：根据处理后的数据，对超宽带微波功分器的性能进行评估和分析，包括相位精度、振幅稳定性、频率带宽、插入损耗等方面的评估。
同时，对实验过程中出现的问题进行分析和总结，提出改进措施和方案。
功分器设计
摘要摘要功率分配器简称功分器，在被用于功率分配时，一路输入信号被分成两路或多路较小的功率信号。
功率合成器与功率分配器属于互易结构，利用功率分配器与功率合成器可以进行功率合成。
功分器在相控阵雷达，大功率器件等微波射频电路中有着广泛的应用。
现在射频和微波系统的设计越来越复杂，对电路的指标要求也越来越高，电路的功能也越来越多，电路的尺寸越来越小，而设计周期越来越短，传统的设计方案已经不能满足微波电路设计的需求，使用微波软件工具进行微波系统的设计已经成为微波电路设计的必然趋势。
小型低功耗器件是射频电路设计的研究热点，而微带技术具有小型化低功耗的优点，为此我学习了功分器的基本原理，结合当下的实际情况，设计了一个Wilkinson 功分器，并使用基于矩量法的ADS 软件设计、仿真和优化计算相关数据参数，进行参数的优化，并制作了一个性能良好的Wilkinson功分器。
关键词：功分器，ADS，优化参数IABSTRACTABSTRACTPower divider is referred to as power divider, in which the input signal is divided into two (or more) smaller power signals when the power distribution is used.Power synthesizer,and a power divider is reciprocity structure, power synthesis can be carried out using the power splitter and combiner.Power divider is widely used in phased array radar,high power devices and other microwave circuits.Now the design of RF and microwave system is more and more complex, the circuit requirements are also getting higher and higher,more and more functions of the circuit，the circuit size is getting smaller and smaller and design cycle becoming shorter and shorter, the traditional design scheme has been unable to meet the demand of microwave circuit design，using microwave software tools for the design of microwave system has become the inevitable trend of the microwave circuit design.small size and low power consumption devices is the focus of the research on the RF circuit design，and microstrip technology has the advantages of miniaturization and low power consumption. Therefore,I learned the basic principle of power divider, combined with the current actual situation,the design of the a Wilkinson power divider, and use based on method of moments of the ADS software to design,simulation and optimization calculation parameters,parameter optimization, and produced a good performance of Wilkinson power divider.Key words: power divider,ADS,optimization parametersII目录目录第1章引言 (1)1.1 功分器的发展概况 (1)第2章研究理论基础 (2)2.1 功分器的理论基础 (2)2.2 功分器技术基础 (4)2.2.1 什么是功分器 (4)2.2.2 功分器的重要性 (4)2.2.3 Wilkinson功分器的优点 (4)2.3 wilkinson基本工作原理： (5)2.4 Wilkinson功率功分器的基本指标 (6)2.4.1.输入端口的回波损耗 (6)2.4.2插入损耗 (7)2.4.3输入端口间的隔离度 (7)2.4.4功分比 (7)2.4.5相位平衡度 (7)第3章ADS的介绍 (8)3.1 ADS趋势 (8)3.2线性分析 (9)3.3电磁反正分析 (10)3.4仿真向导 (10)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)4.2.1 建立工程 (12)4.2.2 设计原理图： (13)4.2.3 基板参数设置 (16)4.2.4 基板参数输入 (18)4.2.5 插入V AR (19)I I I目录4.2.6 V AR参数设置 (19)4.2.7 V AR微带线 (19)4.3 功分器原理图优化仿真 (21)4.4 功分器优化版图生成 (24)4.5 功分器优化 (24)4.6 功分器的版图生成与仿真 (31)第5章结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)外文资料原文 (39)译文 (41)I V第1章引言第1章引言1.1 功分器的发展概况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，多路中继通信机等大功率器件等微波射频电路中。
功分器的研究
功分器的研究电子信息工程专业杨海波指导老师李俊生摘要：在微波电路中，为了将功率按一定的比例分成两路或者多路，需要使用功率分配器。
而功率分配器反过来使用就是功率合成器，所以通常功率分配/合成器简称为功分器。
在近代微波大功率固态发射源的功率放大器中广泛地使用着功率分配器，而且功率分配器常是成对的使用，先将功率分成若干份，然后分别放大，再合成输出。
本论文的工作主要是对功分器的相关组件及其原理进行研究和分析。
对比了几种常见的微带功分器，并着重利用奇偶模分析法对Wilkinson N路功率分配器进行分析阐述。
最后我们设计仿真了一个功分器，并且达到了我们设计制作的要求。
关键词：功分器，功率合成，MO软件，设计与仿真1 引言1.1研究的背景与意义[1]人类进入二十世纪以来，随着现代电子和通信技术的飞速发展，信息交流越发频繁，各种各样的电子电汽设备已经大大影响到各个领域企业及家庭。
无论哪个频段工作的电子设备，都需要各种功能的元器件，既有如电容、电感、电阻、功分器等无源器件，以实现信号匹配、分配、滤波等；又有有源器件共同作用。
微波系统不例外地有各种无源、有源器件，它们的功能是对微波信号进行必要的处理或变换。
现代无源器件中，微带功分器从质量及重量上都日显重要。
1.2功分器的产生与发展[23]在微波电路中，为了将功率按一定的比例分成两路或者多路，需要使用功率分配器。
功率分配器反过来使用就是功率合成器，所以通常功率分配/合成器简称为功分器。
在近代微波大功率固态发射源的功率放大器中广泛地使用着功率分配器，而且功率分配器常是成对的使用，先将功率分成若干份，然后分别放大，再合成输出。
1960年，Ernest J. Wilkinson发表了名为An N-way Hybird Power Divede的论文中介绍了一种在所有端口均匹配、低损耗、高隔离度、同相的N端口功分器。
以后的研究人员便称这种类型的功分器为威尔金森功分器。
最初它的原始模型是同轴形式，此后在微带和带状线结构上得到了广泛地应用和发展，工程中大量使用的是微带线形式，大功率情况下也会用到空气带状线或空气同轴线形式。
功分器的设计(最新整理)
功分器现在有如下几种系列[11]：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。
这里介绍几种常见的功分器：一、威尔金森功分器我们将两分支线长度由原来的变为，这样使分支线长度变长，但作4λ43λ用效果与线相同。
在两分支线之间留出电阻尺寸大小的缝隙，做成如图1-14λ所示结构。
图1-1 威尔金森功分器二、变形威尔金森功分器将威尔金森功分器进行变形，做成如图1-2所示结构。
两圆弧长度由原来的变为，且将圆伸展开形成一个近似的半圆。
每个支路通过传输线与4λ43λ2λ隔离电阻相连，这样做虽然会减小电路的工作带宽，但使输出耦合问题得到了解决，而且可以用于不对称，功分比高的电路，隔离电阻的放置更加容易，且两支路间的距离足够大，在输出口可直接接芯片。
图1-2 变形威尔金森功分器三、混合环混合环又称为环形桥路，它也可作为一种功率分配器使用。
早期的混合环是由矩形波导及其4个E-T 分支构成的，由于体积庞大已被微带或带状线环形桥路所取代。
图1-3为制作在介质基片上的微带混合环的几何图形，环的平均周长为 ，环上有四个输出端口，四个端口的中心间距均为。
环路各段归一23g λ4g λ化特性导纳分别为a, b, c ，四个分支特性导纳均为。
这种形式的功率分配器0Y 具有较宽的带宽，低的驻波比和高的输出功率。
功分器的研究
功分器的研究电子信息工程专业杨海波指导老师李俊生摘要：在微波电路中，为了将功率按一定的比例分成两路或者多路，需要使用功率分配器。
而功率分配器反过来使用就是功率合成器，所以通常功率分配/合成器简称为功分器。
在近代微波大功率固态发射源的功率放大器中广泛地使用着功率分配器，而且功率分配器常是成对的使用，先将功率分成若干份，然后分别放大，再合成输出。
本论文的工作主要是对功分器的相关组件及其原理进行研究和分析。
对比了几种常见的微带功分器，并着重利用奇偶模分析法对Wilkinson N路功率分配器进行分析阐述。
最后我们设计仿真了一个功分器，并且达到了我们设计制作的要求。
关键词：功分器，功率合成，MO软件，设计与仿真1 引言1.1研究的背景与意义[1]人类进入二十世纪以来，随着现代电子和通信技术的飞速发展，信息交流越发频繁，各种各样的电子电汽设备已经大大影响到各个领域企业及家庭。
无论哪个频段工作的电子设备，都需要各种功能的元器件，既有如电容、电感、电阻、功分器等无源器件，以实现信号匹配、分配、滤波等；又有有源器件共同作用。
微波系统不例外地有各种无源、有源器件，它们的功能是对微波信号进行必要的处理或变换。
现代无源器件中，微带功分器从质量及重量上都日显重要。
1.2功分器的产生与发展[23]在微波电路中，为了将功率按一定的比例分成两路或者多路，需要使用功率分配器。
功率分配器反过来使用就是功率合成器，所以通常功率分配/合成器简称为功分器。
在近代微波大功率固态发射源的功率放大器中广泛地使用着功率分配器，而且功率分配器常是成对的使用，先将功率分成若干份，然后分别放大，再合成输出。
1960年，Ernest J. Wilkinson发表了名为An N-way Hybird Power Divede的论文中介绍了一种在所有端口均匹配、低损耗、高隔离度、同相的N端口功分器。
以后的研究人员便称这种类型的功分器为威尔金森功分器。
最初它的原始模型是同轴形式，此后在微带和带状线结构上得到了广泛地应用和发展，工程中大量使用的是微带线形式，大功率情况下也会用到空气带状线或空气同轴线形式。
w波段超宽带基片集成波导功率分配器的设计
w波段超宽带基片集成波导功率分配器的设计本文介绍了一种基于w波段超宽带技术的基片集成波导功率分
配器的设计方案。
首先，对超宽带技术的特点和应用进行了简要介绍。
然后，通过对波导功率分配器的原理和设计要求进行分析，提出了一种基于基片集成技术的功率分配器设计方案。
该方案采用基片集成波导和分支器来分配功率，并且通过优化分支器的结构和参数，实现了较好的功率均衡和通带特性。
最后，通过仿真和实验验证了该设计方案的可行性和有效性。
该设计方案具有结构简单、集成度高、功率分配均衡和通带特性好等优点，适用于w波段超宽带信号的分配和控制。
- 1 -。
功分器的设计基础学习知识原理
功分器的设计基础学习知识原理功分器（power divider）是一种被广泛应用于射频与微波领域的无源滤波器元件，可以将一个输入信号分为若干个相等的输出信号。
在微波系统中，功分器主要用于将输入信号平均分配给若干个相同的输出端口，以实现无源网络的分配功率和信号分配。
本文将介绍功分器的设计基础学习知识原理。
功分器的基本原理是通过合理的布局和参数设计，使得输入信号在不同的传输线中以相等的功率进行传输。
功分器的基本结构包括平面微带线功分器、同轴线功分器和混合功分器等。
在平面微带线功分器中，常用的结构包括均匀分配型、反射抑制型和等相位型功分器。
均匀分配型功分器是将输入信号均匀地分配到每个输出端口，其基本结构是通过等长的传输线与耦合结构相连。
反射抑制型功分器是在均匀分配型的基础上引入反相器，以抑制反射信号，提高功分器的整体性能。
等相位型功分器是保持输入信号的相位平衡，使得各个输出端口上的信号具有相同的相位。
同轴线功分器是以同轴线为传输介质的功分器，常用的结构有同轴线变压器和同轴线融合型功分器。
同轴线变压器通过改变传输线的电气长度和宽度，实现信号的等分。
同轴线融合型功分器是将多个同轴线结构集成在一起，从而实现输入信号的分配。
混合功分器是由平面微带线和同轴线结构组合而成的功分器，常用的结构有广角功分器和均匀功分器。
广角功分器是通过引入交叉耦合结构，使得功分器具有宽带特性和较小的尺寸。
均匀功分器是通过调整微带线的宽度和长度，以实现输入信号的均匀分配。
在功分器的设计过程中，需要考虑多个参数，包括输入-输出的匹配、功分比、波导损耗、等效电路等。
通过合理的参数选择和设计优化，可以实现功分器的高效性能和稳定性。
总之，功分器的设计基础学习知识原理主要涉及功分器的基本结构和参数设计，以实现输入信号的均匀分配和相位平衡。
通过不同的结构和设计方法，可以实现功分器的特定要求和性能优化。
一种宽带波导功分器[实用新型专利]
![一种宽带波导功分器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/02d3d4f7650e52ea54189879.png)
专利名称：一种宽带波导功分器
专利类型：实用新型专利
发明人：孙立杰,秦光远,袁朝晖,张博,孙焕金,李振生,阮云国申请号：CN202021554632.X
申请日：20200731
公开号：CN212625998U
公开日：
20210226
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种宽带波导功分器，属于波导技术领域。
其公共波导为空心矩形直波导段，第一分支波导和第二分支波导处于公共波导的宽边平面上，第一、第二分支波导为阶梯阻抗变换矩形波导段，且两者的阶梯台阶上升方向相反，中心波导叠层由上下两层弯折方向相反的弯波导直接叠合而成。
本实用新型具有驻波比带宽宽、功分比带宽宽、相位一致性带宽宽的特点，且结构简单，易于加工。
本实用新型解决了天线宽带馈电网络系统功率分配和合成问题，能够适应大部分站型天线对等分或不等分波导的需求。
申请人：中国电子科技集团公司第五十四研究所
地址：050081 河北省石家庄市中山西路589号中国电子科技集团公司第五十四研究所天伺部国籍：CN
代理机构：河北东尚律师事务所
代理人：王文庆
更多信息请下载全文后查看。
一种宽带功分器的设计
●
■
…
■
口
Ｆｒｕｑｕ￣ ￣‘ｑ 岫
图 ４：原理 图仿真结 果图
Ｚ０３＝ｚ０（（１＋ｋ２）／ｋ３） 由于 ｕ，与 ｕ 等 幅 ，同相 ，在 ②端 口和
③端 口间跨接 一只 电阻 ｒ，并不影响功分 器的 性 能。当② 、③端 口外接负载不等于 和 时 ，
第一节传 输线的特性 阻抗 Ｚ ＝５９．９９Ｄ，并
取 Ｒ２＝ｋＺ０，则 Ｒ３＝Ｚ 。
不论是 隔离度 还是输入驻波 比都将变差 ，故功 联 的隔离 电阻 Ｒ１＝２６５．８１５Ｑ
由 条件 （２）， 即① 端 口无 反 射， 所 以 分器 的工作 带宽比较 窄。为 了增宽频带可采用
第二节传 输线的特性 阻抗 Ｚ２＝８３．３５ｆ２，并
要 求 由 ｚ砬与 ｚ 并联 而 成 的 总 输入 阻抗 等 多节功分器相级联 。
联的隔离 电阻 Ｒ２＝９３．２１５Ｑ
于 Ｚ０。 由于 在 中 心频 率 ０－－￣／２，Ｚ。ｌｌ２＝Ｚ０２２ ，
以上是理论 分析，下 面介绍 用 ＭｗＯ伍ｃｅ
选择 Ｒ１＝２７０￣，Ｒ２＝１００Ｑ
ｚ ＝ｚ０３ ／Ｉ 为纯 电阻，则
ｚ ｎ２＝ＲＪＺｏ２＝．Ｚｏ３２／Ｒ３＝Ｉ／ｋ２
驻波 ＜１．３。
由 以上 二式可解 得 ｚ０２＝ （ｋ（１＋ｋ２）） ，
输入输 出端 口传 输线的特性阻抗 Ｚｏ＝５０１２
＜＜下转 ９４页
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 电子技术与软件工程 ·９３
功分器设计报告(1)
功率分配器的设计与仿真学院：物理与电子工程学院专业：通信工程功分器设计实验报告一、实验目的通过设计功分器结构，了解功率分配器电路的原理及设计方法，学习使用软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，功分比1:1.。
通带内个端口反射系数小于-20dB。
俩个输出端口隔离度小于-20dB。
传输损耗小于3.1dB.三：功分器的基本原理：一分为二功分器是三端口网络结构，如图9-1所示。
信号输入端的功率为P1，而其他两个端口的功率分别为P2和P3。
由能量守恒定律可知：P1=P2+P3。
如果P2(dBm)=P3(dBm),三端口功率间的关系可写成：P2(dBm)=P3(dBm)=(dBm)-3dB。
当然，并不一定要等于P3，只是相等的情况在实际电路中最常用。
因此，功分器可分为等分型（P2=P3）和比例型(P2=kP3)两种类型。
功分器的主要技术指标包括频率范围、承受功率、主路到支路的分配损耗、I/O间的插入损耗、支路端口间的隔离带、每个端口的电压驻波比等。
1）频率范围：这是各种射频/微波电路的工作前提，功分器的设计结构与工作频率密切相关。
必须首先明确功分器的工作频率，才能进行下面的设计。
2）承受功率：在功分器/合成器中，电路元件所能承受的最大功率是核心指标，它决定了采用什么形式的传输线才能实现设计任务。
一股地，传输线承受功率由小到大的次序是微带线、带状线、同轴线、空气带状线、空气同轴线，要根据设计任务来选择用何种传输线。
3〕分配损耗：主路到支路的分配损耗实质上与功分器的主路分配比，Ad有关。
其定义为，式子中：Pin=kPout，例如：两等分功分器的分配损耗是3dB，四等分功分器的分配损耗是6dB。
4）插入损耗：1/0间的插入损耗是由于传输线（如微带线）的介质或导体不理想等因素产生的。
考虑输入端的驻波比所带来的损耗，插入损耗，Ai定义为：Ai=A-Ad。
功分器的设计制作与调试原
功分器的设计制作与调试原功分器是一种用于分配输入功率到多个输出端口的无源器件。
它广泛应用于无线通信系统、雷达系统、卫星通信系统等领域。
1.需求分析：初步确定功分器的频率范围、输入功率和输出端口数目等参数。
根据实际需求，选择合适的设计方案。
2.设计理论：根据功分器的工作原理，通过理论计算和仿真，确定功分器的主要设计参数，如输入阻抗、输出阻抗、功分比等。
3.组件选取：根据设计理论确定的参数，选取合适的器件和元件，如功分器结构中的耦合器、衰减器、隔离器等。
4.布局设计：根据选取的器件和元件规格，进行功分器的布局设计。
在设计过程中要考虑排布的紧凑性、尽量减小端口之间的串扰和互相影响。
5.制作工艺：将布局设计图转化为PCB板图，并进行PCB板的制作。
在制作过程中，要保证板厚、质量符合要求，并注意PCB板的阻抗匹配和分布电容等问题。
6.组件安装：将设计好的器件和元件按照布局图的要求进行精确安装。
安装过程中要注意焊接质量和对器件的保护。
7.调试测试：完成功分器的制作后，需要进行调试测试。
通过网络分析仪等测试仪器，检测功分器的各个指标是否符合设计要求，如S参数、功率分配准确性、隔离度等。
8.故障排除：如果在调试测试中发现功分器存在问题，需要对问题进行分析和定位，进一步调整和优化。
可以采取改变元件参数、考虑布局优化或增加衰减器等措施。
9.性能评估：最后对完成的功分器进行性能评估，比较实际测试结果与设计指标的偏差，评估功分器的性能优劣。
需要注意的是，功分器的设计制作和调试是一个复杂的过程，需要掌握电磁场理论、微波传输线理论、PCB设计和封装、RF测试等知识和技能。
此外，对于高频、高功率的功分器设计，还需要特别注意功率损耗、温度和稳定性等问题，以保证功分器的可靠性和稳定性。
在实际的设计制作和调试过程中，还需要结合实际情况灵活调整，并进行各种验证和验证。
该过程需要良好的设计能力、实践经验和耐心。
一种波导功分器的研制
责任编辑：毛烁 2019.10一种波导功分器的研制Develpment of a wareguide Power divider张志鸿，卫 明（中国电子科技集团公司第三十六研究所，浙江 嘉兴 100048）摘 要：功率分配器是决定功率放大器合成效率最关键的器件之一。
本文设计的功率分配器采用3 dB多枝节耦合器形式实现, 该器件结构简单，在14 GHz~16 GHz频段范围内具有低插损、高隔离等优点。
通过仿真软件HFSS对该器件进行了建模仿真，并加工出实物，实际测得该功分器输入端的回波损耗小于-19 dB，两输出端口间隔离度大于15 dB。
实测数据和仿真数据吻合度较高，性能良好。
关键词：功分器；定向耦合器；Ku波段0 引言功率分配器是一个重要的微波无源器件，广泛应用于通信、雷达以及电子战等电子系统中。
近年来，在系统需要的牵引下，功率分配器正朝着宽频带、低插损以及高功率方向发展。
传统的微带传输线功分器(如威尔金森、分支线电桥、环形电桥等)，Q 值低，易实现宽带，但具有损耗大、功率容量小等缺点。
基于波导传输结构的功率分配器(如H 面T 分支、E 面T 分支、魔T 等)损耗小于普通的平面传输线，具有功率容量大等特点，因而广泛应用于高功率场合[1]。
它们都是通过在波导内加上额外的匹配元件来抵消波导不连续性所带来的影响，从而实现匹配的。
但HT 和ET 由于是三端口器件，无法做到完全匹配，实现较高的端口隔离度较难[2]，魔T 则由于空间限制，对于某些有空间要求的电路并不适用。
本文介绍了一种结构简单容易实现的多枝节波导耦合器结构用作功分器，并给出了其在HFSS 中的仿真结果和实物测试结果。
1 工作原理本设计中的3 dB 多枝节波导定向耦合器模型如图1所示，其中，1端口是输入端；2端口是输出端口；3端口是耦合端口；4端口是隔离端口。
由于耦合度为3dB ，因此当信号从1端口输入时，2端口和3端口的输出信号幅度是一样的，4端口没有信号输出，从而实现了功分器的功能。
微波器件特性的研究宽带一分三功分器设计-电子信息工程毕业设计.doc
xx建筑大学毕业设计 (论文)课题微波器件特性的研究-宽带一分三功分器设计专业电子信息工程班级11城建电子2班学生姓名 xxx学号xxx指导教师xxx2015 年 06 月 08 日摘要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：特性阻抗为50Ω工作在0.8GHz～3.2GHz 内反射损耗大于13dB，相邻端口的隔离度大于18dB选择合适的微波电路形式，综合出功率分配器的具体结构形式;借助于微波专业软件（ADS）进行仿真，根据分析结果修正设计参数；设计出符合要求的功率分配器。
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ABSTRACTIn this paper a power dividers quintiles Wilkinson is simulated, and analyses the basic principle of power divider, introduces the basics of using ADS software, and the choice of the frequency range: characteristic impedance is 50 ohms in 0.8ghz to 3.2ghz reflection loss of 13dB, adjacent port isolation degree is larger than 18db choose the proper form of microwave circuit and integrated the actual structure of power divider; are simulation by means of microwave professional software (ads), according to the results of the analysis correction parameter design; design conforms to the requirements of the power divider. First Wilkinson power divider is schematic design, using ADS software for simulation schematic, concluded the theoretical calculation results as a power divider parameters, power divider and did not reach the required design index and so on power divider parameters were optimized. After the optimization, the best data is saved and the simulation of the power divider is kept, and the basic requirements of the design are basically achieved..Key words：Simulation Wilkinson Power dividers ADS optimization目录1 引言 (1)1.1 微波技术 (1)1.1.1 微波的概念 (1)1.1.2 微波的特点 (2)1.1.3微波的发展 (2)1.1.4微波的应用 (3)1.2 功分器的发展概述 (4)1.3本次设计的主要工作 (6)2 功分器的技术基础 (7)2.1基本工作原理 (7)2.1.1功分器的基本组成 (7)2.1.2 Wilkinson功分器 (7)2.2 功分器的技术指标 (9)2.2.2 功分器的设计 (10)3 ADS介绍 (11)3.1 ADS发展概述 (11)3.2 ADS 的仿真设计方法 (12)3.2.1.高频SPICE分析和卷积分析 (12)3．2.2.线性分析 (12)3．2.3.射频电路分析 (12)3.2.4.电磁仿真分析（Momentum） (13)3.3 ADS的辅助设计功能 (13)3.3.1.设计指南(Design Guide) (13)3.3.2.仿真向导（Simulation Wizard） (13)3.3.3.仿真结果显示模板（Simulation & Data Display Template） (14)3.4 ADS与其他EDA软件和测试设备间的连接 (14)3.4.1.SPICE电路转换器（SPICE Netlist Translator） (14)3.4.2电路与布局文件格式转换器(IFF Schematic and Layout Translator) . 143.5 ADS应用结论 (15)4 功分器的原理图设计、仿真与优化 (16)4.1等分威尔金森功分器的设计指标 (16)4.2建立工程与设计原理图 (16)4.2.1建立工程 (16)4.2.2设计原理图 (17)4.3基本参数设置 (20)4.4功分器原理图仿真 (23)5 功分器版图的生成与仿真 (25)5.1功分器版图的生成 (25)5.2功分器版图的仿真 (27)6 结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)微波器件特性的研究——宽带一分三功分器的设计电子与信息工程学院电子信息工程专业11城建电子2班汪邦鸣指导老师吴东升1 引言1.1 微波技术1.1.1 微波的概念近年来,在无线电通信等应用中,不断使用越来越短的电磁波,如长波、中波、短波、超短波、微波、亚毫米波直到光波。
全带宽波导功分器的研究与设计
学位授予单位和日期 答辩委员会主席 评阅人
电子科技大学
注 1：注明《国际十进分类法 UDC》的类号。
RESEARCH AND DESIGN OF THE FULLBAND WAVEGUIDE POWER DIVIDERS
A Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China
III
目录
目 录
第一章 绪论..................................................................................................................... 1 1.1 课题的研究背景及其意义................................................................................. 1 1.2 国内外发展动态................................................................................................. 1 1.3 本论文的主要研究工作及结构安排................................................................. 7 第二章 宽带功分器设计的理论基础............................................................................. 8 2.1 微波功分器的简介.............................................................................................. 8 2.1.1 功分器的基本网络分析............................................................................ 9 2.1.2 四端口网络的性质................................................................................. 10 2.2 Wilkinson 功分器原理.......................................................................................12 2.2.1 宽带微带二等分功分器......................................................................... 15 2.3 宽带功分器理论............................................................................................... 16 2.3.1 阻抗变换器的原理和应用...................................................................... 16 2.3.2 脊波导原理及应用.................................................................................. 18 2.4 本章小结............................................................................................................ 22 第三章 宽带波导功分器的研究................................................................................... 23 3.1 波导 E-T 和 H-T 分支...................................................................................... 23 3.2 宽带波导二路功分器设计实例....................................................................... 25 3.3 新型 H-E 面波导功分器的设计和测试...........................................................29 3.3.1 H-E 面波导功分器的仿真优化...............................................................29 3.3.2 H-E 面波导功分器的加工测试...............................................................32 3.4 本章小结........................................................................................................... 34 第四章 新型全带宽 E-H 面波导功分器的设计...........................................................36 4.1 E-H 面波导功分器的初步设计与探讨.............................................................36 4.2 全带宽 E-H 波导功分器的设计.......................................................................41 4.3 新型全带宽 E-H 面波导功分器的加工与测试...............................................47 4.4 本章小结........................................................................................................... 49 第五章 总结与展望....................................................................................................... 52 致 谢............................................................................................................................... 53 参考文献......................................................................................................................... 54 攻硕期间取得的研究成果............................................................................................. 56
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分类号 UDC 注 1
密级
学位论文
全带宽波导功分器的研究与设计
（题名和副题名）
王昕
（作者姓名）
指导教师
王清源 电子科技大学
教授 成都
（姓名、职称、单位名称）
申请学位级别 硕士 专业学位类别
工程硕士
工程领域名称
电子与通信工程
提交论文日期 2015.04 论文答辩日期
2015.05
学位授予单位和日期 电子科技大学 2015 年 6 月 27 日
电子科技大学
UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA
专业学位硕士学位论文
MASTER THESIS FOR PROFESSIONAL DEGREE
论文题目全带宽波导功分器的研与设计专业学位类别学
号
作者姓名
指导教师
工程硕士 201222040515
The structure of this paper is divided into five chapters, the first chapter is about the research background and development status. In chapter two , we will introduce the theoretical analysis of the characteristics of the power dividers and the odd-even mode analysis method is also presented in this paper. In the end, we will analyze the theoretical of power divider and the broadband transmission theory.In the third chapter,we will simulate two traditional waveguide power dividers, finally put forward and designed a new type of broadband H-E plane waveguide power divider, it can work in ka-band with the relative bandwidth of 36.14%, the phase of the two output ports are same, the product has been processing test. In the fourth chapter,combining the ridge waveguide and multistage impedance matching theory, through to the initial power divider model to explore and improve, finally designed a new full bandwidth E-H plane waveguide power divider. the working range is from 26.4 GHz to 40 GHz ,has realized the full bandwidth transmission. Its insertion loss in passband is lower than -0.25 dB, the phase of the two output ports are difference of 180°, eventually processing power
III
目录
目录
第一章 绪论..................................................................................................................... 1 1.1 课题的研究背景及其意义................................................................................. 1 1.2 国内外发展动态................................................................................................. 1 1.3 本论文的主要研究工作及结构安排................................................................. 7
答辩委员会主席
评阅人
注 1：注明《国际十进分类法 UDC》的类号。
RESEARCH AND DESIGN OF THE FULLBAND WAVEGUIDE POWER DIVIDERS
A Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China
II
ABSTRACT
divider is compact and the test results are as such as the simulation results.The power divider can be used in the occasion that the input is not in the same plane with the output port. Keywords: Power divider, multistage impedance matching, ridged waveguide ,full bandwidth, compact
Major: Author:
Advisor: School :
Electronic and Communication Engineering Xin Wang
Pro f. Qingyuan Wang School of Physical Electronics
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。
作者签名：
日期： 年 月 日
论文使用授权
本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。
本论文结构上分为五章，第一章对功分器的研究背景和发展现状进行了介绍， 在章节的末尾概括了本论文的主要工作。第二章基于理论对功分器的特性进行分 析，介绍了奇偶模分析方法，详细分析了多级阻抗和脊波导理论。第三章中先对 传统二等分波导功分器进行仿真优化，最后提出并设计了一款新型 宽带 H-E 面波导功分器，该功分器工作在 ka 波段，相对带宽达到 36.14％，输出 端口的相位一致，该产品已经加工测试。第四章在前面的思想上，结合脊波导和 多级阻抗匹配理论，通过对初始功分器模型的探讨和改善，最终设计了一款新型 全带宽 E-H 面波导功分器。该功分器输入端口和输出端口呈 90°分布，在 26.4 GHz-40 GHz 的频率范围内实现了全带宽传输，其通带内的插入损耗为±0.25 dB， 输出端口相位相差 180°，最终加工的功分器结构紧凑，在矢网上测试结果与仿真 结果基本吻合，该功分器可以用于输入和输出端口不在一个平面的场合。
（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）
作者签名：
导师签名： 日期： 年 月 日
摘要
摘要
功分器件是一种重要的微波无源器件，广泛用于相控阵雷达、天线馈线系统 以及功率放大器等微波设备。功分器主要用来对功率进行分配和合成，也可用作 功率调配器和双工器的输入端。功分器可以分为波导腔体和微带两大类，其中波 导腔体功分器波导以其低损耗、高功率容量和较宽的传输带宽等优良特性倍受青 睐，但它有着体积过大，加工成本较高，不便于集成等缺点，现阶段也朝着小型 化方面发展。微带功分器有着成本低廉、小体积、性能稳定易于与其他有源电路 集成的优点，广泛应用在微波系统集成和小型化领域，但传输功率的不足和插入 损耗过大也影响着它的应用。功分器性能好坏区分指标主要包括，功分器输入端 口反射系数、输出端口之间的功率幅度平衡度、插入损耗、隔离度、各输出端口 之间的相位差、器件大小等技术指标。
关键词：功分器，多级阻抗匹配，脊波导，全带宽，紧凑型
I
ABSTRACT
ABSTRACT
Power divider is a kind of significant microwave passive components, which are widely used in microwave equipment, such as phased array radar, antenna feeder system and power amplifier. Although power divider is mainly used for the power distribution and synthesis, it is also used as a power tuner and the input terminal of the duplexer. Power divider can be divided into two major categories of waveguide cavity and microstrip, the waveguide cavity power divider is wide popularity for its low loss, high power capacity and transmission bandwidth and so on, but it also has some shortcomings,including its volume is too large, high cost to process, not easy integration. Microstrip power dividers with low cost, small volume, stable performance, easy to integrate the advantages of other active circuit, widely used in the field of system integration and miniaturization of microwave, but the lack of transmission power and the insertion loss too big also affects its application.The important working parameters of power divider include input port reflection coefficient, the phase between output ports, the insertion loss in work-band, the isolation of ports, the size of device and other technical indicators.At present, the research of waveguide power divider has achieved fruitful results.