功分器的设计制作与调试
功分器的设计制作与调试42页PPT
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
42
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
功分器的设计制作与调试
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
实验2功分器的设计制作与调试
未来发展趋势预测
1 2
高性能需求
随着无线通信技术的不断发展，对功分器等射频 器件的性能要求将不断提高，如更低的插入损耗、 更高的隔离度等。
集成化与小型化
为了满足现代通信设备对体积和重量的要求，功 分器将朝着集成化和小型化的方向发展。
3
多功能融合
未来功分器可能不仅具备功率分配功能，还将融 合其他射频处理功能，如滤波、放大等，实现多 功能一体化。
03 设计制作步骤
设计方案选择
定向耦合器型功分器
采用定向耦合器结构，实现输入信号的等分或不等分分配，具有 较宽的带宽和良好的幅度、相位平衡性能。
威尔金森功分器
基于四分之一波长变换器和隔离电阻的威尔金森功分器，实现输入 信号的等分分配，具有较高的端口隔离度和回波损耗。
Gysel功分器
采用带状线或微带线结构，实现输入信号的等分或不等分分配，具 有良好的宽带性能和较高的功率容量。
问题2ห้องสมุดไป่ตู้
功分器输出相位偏差较大。
解决方案
检查功分器的传输线长度和布局，确保传输线对称且长 度一致。如有需要，可微调传输线长度以减小相位偏差 。
问题3
功分器插入损耗较大。
解决方案
检查功分器的接口和连接线缆，确保连接紧固且接触良 好。如有需要，可更换低损耗的连接线缆以减小插入损 耗。
05 测试与结果分析
测试方案制定
测试目的
验证功分器的性能参数是否满足 设计要求，包括输入/输出阻抗、 插入损耗、分配损耗、隔离度等。
测试设备
网络分析仪、信号源、负载、同轴 电缆等。
测试步骤
搭建测试系统，连接信号源、功分 器和负载；设置网络分析仪参数， 进行S参数测量；记录并分析测试结 果。
功分器的设计制作与调试
（六） 功分器电路的调试
对照设计的版图检查、测量加工好的电路板上各段微带线 的实际尺寸，并作记录。 将电阻焊到电路板上，并把电路板安装到测试架上。 按下面的测试框图用网络分析仪（型号为Agilent 8714ES） 对功分器的各项指标进行测试（网络分析仪的使用参照仪 器说明书）。功分器有三个端口，当任意两个端口接网络 分析仪时，第三个端口要接匹配负载。
功分器两边的引出线是特性阻抗为50欧姆的微带 线，它的宽度W可由微带线计算工具得到。 填入50 Ohm可以算出微带线的线宽1.52 mm。 填入70.7 Ohm和90 deg可以算出微带线的线宽 0.79 mm和长度42.9 mm(四分之一波长)。
设置微带器件的参数
双击每个微带线设置参数，W、L分别设为相 应的变量或常量，单位mm，注意上下两臂的 对称性。
版图的仿真（续）
为了进行S参数仿真还要在功分器两侧添加两个端 口，做法是点击工具栏上的Port 按钮，弹出port 设置窗口，点击OK关闭该窗口，在滤波器两边要加 端口的地方分别点击加上两个port。 电阻要替换成薄膜电阻 ，在 中选取，否则无法用矩量法进行仿真，注意薄膜电 阻的宽度要和连接的微带线一致，不要忘记在 substrate中的metallization layers中加入薄膜电阻 所在的层。
实验二 功分器的设计 制作与调试
（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） 实验内容
了解功分器的工作原理。 使用ADS软件设计一个功分器，并对其 参数进行优化、仿真。 根据软件设计的结果绘制电路版图，并 加工成电路板。 对加工好的电路进行调试，使其满足设 计要求。
ADS功分器的设计和调试
资料仅供参考
微带线计算工具
功分器两边的引出线是特性阻抗为50欧姆的微带 线，它的宽度W可由微带线计算工具得到。 填入50 Ohm可以算出微带线的线宽1.52 mm。 填入70.7 Ohm和90 deg可以算出微带线的线宽 0.79 mm和长度42.9 mm(四分之一波长)。
资料仅供参考
设置微带器件的参数
这里总共设置了四个优化目标，由于 电路的对称性，S31和S33不用设置优 化。S11和S22分别用来设定输入输出 端口的反射系数，S21用来设定功分 器通带内的衰减情况，S23用来设定 两个输出端口的隔离度。
资料仅供参考
优化目标的设置（续）
资料仅供参考
进行参数优化
设置完优化目标后最好先把原理图存储一下，然后就可 以进行参数优化了。 点击工具栏中的Simulate 按钮就开始进行优化仿真 了。在优化过程中会打开一个状态窗口显示优化的结果 (见下页图)，其中的CurrentEF表示与优化目标的偏差， 数值越小表示越接近优化目标，0表示达到了优化目标， 下面还列出了各优化变量的值，当优化结束时还会打开 图形显示窗口。 在一次优化完成后，要点击原理图窗口菜单中的 Simulate -> Update Optimization Values保存优化后的 变量值(在VAR控件上可以看到变量的当前值)，否则优化 后的值将不保存。
创建新的工程文件（续）
同时原理图设计窗口打开
资料仅供参考
功分器的设计
下图是一个等功率分配器，它由两段不同特性阻 抗的微带线组成，两臂是对称的。我们以这种结 构的功分器为例，介绍一下设计的过程。
2
1
3
资料仅供参考
功分器的设计（续）
设计指标：通带0.9－1.1GHz，功分比为1：1， 带内各端口反射系数小于-20dB ，两输出端隔 离度小于-25dB，传输损耗小于3.1dB。 在进行设计时，主要是以功分器的S参数作为 优化目标进行优化仿真。S21、 S31是传输参数， 反映传输损耗；S11、 S22、 S33分别是输入输 出端口的反射系数。S23反供参考
Wilkinson功率分配器的设计、仿真、加工、和测试
Wilkinson功率分配器的设计、仿真、加工、和测试一.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ADS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.实验内容:1设计一中心频率为1Ghz,工作频带0.9Ghz--1.1GHZ的3dB单节Wilkinson 功分器;2 指标要求:带内匹配S11≤-15dB, 功分-3.5dB≤S21≤-2.5Db, 隔离S23≤-15dB;3 微带线基板的相对节点常数ε=2.65,微带线基板的厚度h=3mm,损耗角正切0.003三.实验仪器微波无源试验箱一台,矢量网络分析仪一台,TXLine2001,ADS软件;四.实验过程Ⅰ.原理图设计a、根据实验的指标要求计算微带的尺寸,计算得50Ω的微带线宽度为8.195mm,四分之一波长为50.748mm。
b、打开ADS软件,创建项目,在元件库选择元器件MSUB、V AR、MLIN、MTEE、MSOBND和电阻R=100Ω。
搭建如下图所示的原理图并输入参数:Ⅱ.功分器仿真:a、选择S参数仿真元件面板,设置参数,起始频率0.6GHZ,频率扫描终止值1.4GHZ,步长为0.005GHZ。
b、插入优化控件Optim和4个目标控件Goal,修改其参数如图1;c、进行仿真,单击Simulate图标,进行仿真,在数据显示窗用矩形表示S 参数曲线图表示,如下图d、生成版图,先将原理图中的TERM、电阻和接地以及优化控件去掉,生成版图后按其实际的大小打印,如下图:Ⅳ.实物制作将打印的功分器版图贴在铜箔上,用刀切割铜箔,切割完成后,将铜箔粘到实验板上,如下图1.粘贴铜箔时要整齐,可先用粘性不太大的胶带粘在刚切好的铜箔上,让后再贴在实验板上;2.粘贴铜箔时要平整,在用万用表的欧姆档进行验证。
有响声表示短路则说明连接好了;Ⅴ. 实物测试及结果。
威尔金森功分器设计与仿真
威尔金森功分器设计与仿真威尔金森功分器（Wilkinson Power Divider）是一种常用的微波功分器，广泛应用于无线通信和雷达系统中。
它能将输入信号均匀地分配到两个输出端口，并且具有较宽的工作频率范围和较低的插入损耗。
本文将介绍威尔金森功分器的设计原理和仿真方法。
1.威尔金森功分器的设计原理```┌─Z1─┐RF in ─┤ ├─ Z2 ─ RF out1├─Z0─┤└─Z3─┘RF out2```其中，RF in为输入端口，RF out1和RF out2为输出端口，Z0为特征阻抗，Z1和Z2为等效阻抗，Z3为耦合阻抗。
在设计过程中，首先需要确定特征阻抗Z0的数值，一般为50欧姆。
然后，根据所需的功分比例，计算等效阻抗Z1和Z2的数值。
最后，选择合适的耦合阻抗Z3，使得整个电路达到最佳的工作性能。
2.威尔金森功分器的仿真方法首先，打开ADS软件并创建一个新的工程。
然后，在工程中添加一个新的设计，选择“Schematic”类型。
在Schematic设计界面中，依次添加所需的元件，包括传输线、阻抗匹配器和耦合器。
其中，传输线用于连接输入端口和输出端口，阻抗匹配器用于实现输入和输出的阻抗匹配，耦合器用于实现信号的均匀分配。
接下来，设置传输线的特性阻抗和长度，以及阻抗匹配器和耦合器的阻抗数值。
通过调整这些参数，可以实现所需的功分比例和工作频率范围。
完成电路设计后，可以进行仿真和优化。
选择“Simulation”菜单，设置仿真参数，如频率范围和步长。
然后，运行仿真并得到结果。
根据仿真结果，可以评估电路的性能，并进行优化。
如果需要改变功分比例或工作频率范围，可以调整各个元件的数值，并重新运行仿真。
最后，完成电路设计和优化后，可以进行PCB布局和封装设计。
根据实际需求，选择合适的材料和尺寸，并进行布局和封装设计。
总结：本文介绍了威尔金森功分器的设计原理和仿真方法。
通过合理选择和调整各个元件的数值，可以实现所需的功分比例和工作频率范围。
实验2功分器的设计制作与调试
观察仿真曲线
优化完成后必须关掉优化控件，才能观察仿真的曲线。方 法是点击原理图工具栏中的 按钮，然后点击优化控件 OPTIM，则控件上打了红叉表示已经被关掉。 要想使控件重新开启，只需点击工具栏中的 按钮，然 后点击要开启的控件，则控件上的红叉消失，功能也重新 恢复了。 对于原理图上其他的部件，如果想使其关 闭或开启，也可以采取同样的方法。 点击工具栏中的Simulate 按钮进行仿真， 仿真结束后会出现图形显示窗口。
实验二 功分器的设计 制作与调试
（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） 实验内容
了解功分器的工作原理。 使用ADS软件设计一个功分器，并对其 参数进行优化、仿真。 根据软件设计的结果绘制电路版图，并 加工成电路板。 对加工好的电路进行调试，使其满足设 计要求。
（五） 电路版图的绘制
仿真完成后要根据结果用Protel软件绘制电路版图， 绘制版图时要注意以下几点
所用电路板是普通的双层板，上层用来绘制电路，下 层整个作为接地。 在绘制版图时受加工工艺的限制，尺寸精度到0.01mm 即可，线宽和线间缝隙要大于0.2mm。 考虑到加工电路板时的侧向腐蚀问题，微带线的宽度 和长度要适当增加。 版图的大小要符合规定尺寸，功分器的两个输出端口 的间距要符合规定值，以便于安装在测试架上。
观察仿真曲线（续）
点击图形显示窗口左侧工具栏中的 按钮，放置 一个方框到图形窗口中，这时会弹出一个设置窗口 (见下页图)，在窗口左侧的列表里选择S(1,1)即S11 参数，点击Add按钮会弹出一个窗口设置单位(这里 选择dB)，点击两次OK后，图形窗口中显示出S11随 频率变化的曲线。 用同样的方法依次加入S22，S21，S23的曲线。 为了准确读出曲线上的值，可以添加Marker，方法 是点击菜单中的Marker -> New，出现Instert Marker的窗口，接着点击要添加Marker的曲线，曲 线上出现一个倒三角标志，点击拖动此标志，可以 看到曲线上各点的数值。
功分器的设计制作与调试
1
3
功分器的设计（续）
设计指标：通带0.9－1.1GHz，功分比为1：1， 带内各端口反射系数小于-20dB ，两输出端隔 离度小于-25dB，传输损耗小于3.1dB。 在进行设计时，主要是以功分器的S参数作为 优化目标进行优化仿真。S21、 S31是传输参数， 反映传输损耗；S11、 S22、 S33分别是输入输 出端口的反射系数。S23反映了两个输出端口 之间的隔离度。
观察仿真曲线（续）
点击图形显示窗口左侧工具栏中的 按钮，放置 一个方框到图形窗口中，这时会弹出一个设置窗口 (见下页图)，在窗口左侧的列表里选择S(1,1)即S11 参数，点击Add按钮会弹出一个窗口设置单位(这里 选择dB)，点击两次OK后，图形窗口中显示出S11随 频率变化的曲线。 用同样的方法依次加入S22，S21，S23的曲线。 为了准确读出曲线上的值，可以添加Marker，方法 是点击菜单中的Marker -> New，出现Instert Marker的窗口，接着点击要添加Marker的曲线，曲 线上出现一个倒三角标志，点击拖动此标志，可以 看到曲线上各点的数值。
观察仿真曲线
版图的仿真
如果版图仿真得到的曲线不满足指标要求， 那么要重新回到原理图窗口进行优化仿真， 可以改变优化变量的初值，也可根据曲线与 指标的差别情况适当调整优化目标的参数， 重新进行优化。 在返回原理图重新优化时，要先使刚才打红 上叉的部件恢复有效，然后才能进行优化， 之后重复前面所述的过程，直到版图仿真的 结果达到要求为止。
版图的仿真（续）
为了进行S参数仿真还要在功分器两侧添加两个端 口，做法是点击工具栏上的Port 按钮，弹出port 设置窗口，点击OK关闭该窗口，在滤波器两边要加 端口的地方分别点击加上两个port。 电阻要替换成薄膜电阻 ，在 中选取，否则无法用矩量法进行仿真，注意薄膜电 阻的宽度要和连接的微带线一致，不要忘记在 substrate中的metallization layers中加入薄膜电阻 所在的层。
教你自制功分器(有图)
4、按照 下图连接 （多功分 器原理一 样）4 w5 b( Z* _: L7 B' a& \
5、把电 视信号分 配器（现 在应该是 卫星信号 功分器 了）的盖 改上，用 胶封闭3 U6 L# x)
x3 L. V"
@% f
6、大功 告成
功分器 DIY教程 (图文)
缺点： 普通的双 本振高频 头只能所 有的接收 机都接收 同一个极 化的信号 。
四、步骤
太简 单，没有 什么步 骤，买元 件焊上就 可以了， 。，自己 动手DIY 一个吧!
一、准备 材料
1.一个有 线电视用 的分配 盒，带五 个F座
2.二极管4 个，型号 可以用 RU2、 FR107、 1N5817 等，找不 到的话 1N4007也 可以
3.电容4个 可用 0.01uF， 如果你用 1N4007的 话，不用 这个电容 也能用， 但是效果 不好。 二、电路 图
三、原理
教你自制 功分器 （有图）
其实自制 的功分器 也是很好 用的，效 果不比名 牌功分器 差
1、买有 线电视信 号分配 器，1分2 的2元，1 分4的3元 （不需要 买贵的， 因为只要 它的壳）
2、买 07和 IN4004都 可以,二极 管和 100PF磁 片电容， 二极管1 毛一个， 电容1分1 个
二极管 的单向导 通可以起 到隔离和 送电的作 用，避免 各接收机 输出的直 流电压互 相影响， 电容的作 用是让高 频头输出 的中频信 号传输到 各个接收 机。有烧 友反应使 用RU2型 号的彩电 开关电源 用的快恢 复二极管 效果不 错，甚至 比专门卖 的厂家做 的还要好 用。
优点： 简单易 做，成功 率高
实验三功分器的设计制作与调试
确定设计指标要求→选择合适的传输线结构→计算传输线尺寸→设计输入/输出 端口→优化设计参数→完成设计。
设计工具与软件
设计工具
常用的设计工具包括电磁仿真软件（如HFSS、CST等）和CAD绘图软件（如 AutoCAD、SolidWorks等）。这些工具可以辅助设计师进行精确的电磁仿真和 结构绘图。
调试结果分析与改进
结果分析
根据测试数据和观察到的现象，分析三功分器的性能表现，找出可能存在的问题。
改进措施
针对分析结果，采取相应的措施进行改进，如调整电路参数、优化电路结构等，以提高三功分器的性 能。
05 实验总结与展望
CHAPTER
实验收获与体会
深入理解了功分器的设计 原理
通过本次实验，我深入了解了功分器的设计 原理，包括信号的分离、传输和合成等。
选择合适的元件值
根据设计要求选择适当的电阻、 电容、电感值，以满足信号分配 和传输要求。
调试与测试技巧
使用合适的信号源和示波器，准 确测量信号参数，及时发现问题 并进行调整。
注意事项
保持工作台整洁，避免静电和灰 尘的影响；遵循安全操作规程， 避免烫伤和火灾等事故发生。
04 实验三功分器调试
CHAPTER
可靠性高
实验三功分器采用高品质的材料和成熟的工艺制作，具有较高的稳 定性和可靠性，能够保证长期使用的性能和寿命。
实验三功分器的应用场景
通信系统
01
实验三功分器可用于通信系统的功率分配和功率合成，如微波
通信、卫星通信等。
雷达系统
02
实验三功分器可用于雷达系统的发射和接收部分，实现信号的
分配和合成，提高雷达的探测能力和精度。
优化方法
为了提高三功分器的性能，可以采用多种优化方法，如遗传 算法、粒子群算法、模拟退火算法等。这些算法可以通过迭 代搜索最优解，找到最优的设计参数组合，提高三功分器的 性能指标。
功分器的设计制作与调试共42页文档
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
Wilkinson功分器设计与仿真
Wilkinson功分器设计与仿真Wilkinson功分器是一种常用的微波功分器，广泛应用于射频和微波领域。
它可以将一个输入信号分成两个相等的输出信号，同时提供良好的功率分配和隔离性能。
在本文中，将对Wilkinson功分器的设计和仿真进行详细讨论。
首先，我们需要了解Wilkinson功分器的基本原理。
它由三个端口构成：一个输入端口和两个输出端口。
输入信号通过一个负载阻抗为Z0的电阻网络分成两个输出信号。
这个电阻网络由两个相等的阻抗为Z0/2的电阻和一个相等于Z0/√2的电容组成。
通过适当的设计和匹配，可以实现功率分配和隔离性能的最佳效果。
接下来，我们将讨论Wilkinson功分器的设计步骤。
首先，确定输入和输出的工作频率范围。
然后，选择合适的电阻和电容值，以满足所需的功率分配和隔离性能。
一般来说，电阻的阻值应为Z0/2，而电容的容值应为Z0/√2在设计过程中，需要进行一些计算和优化。
首先，计算输入和输出端口的阻抗匹配。
使用S参数和阻抗转换公式，可以得到所需的电阻和电容值。
然后，使用电磁仿真软件，如ADS或CST，对设计进行仿真和优化。
通过调整电阻和电容的值，可以获得最佳的功分和隔离性能。
在进行仿真时，需要考虑一些关键参数。
首先是功率分配性能，即两个输出端口的功率是否相等。
通常，我们希望它们的功率差异尽可能小。
其次是隔离性能，即两个输出端口之间的信号隔离程度。
我们希望它们之间的隔离尽可能高。
最后是带宽，即功分器在工作频率范围内的性能稳定性。
我们希望功分器在整个频率范围内都能提供稳定的功分和隔离性能。
在完成设计和仿真后，可以进行实际制作和测试。
制作功分器时，需要使用合适的材料和工艺。
常用的材料包括微波陶瓷、FR-4等。
制作完成后，需要使用网络分析仪等测试设备对功分器进行性能测试。
测试中需要关注功率分配、隔离和带宽等参数，以验证设计的正确性。
综上所述，Wilkinson功分器是一种重要的微波功分器，具有良好的功分和隔离性能。
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。
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。
ADS功分器的设计与调试PPT教学课件
• 对于原理图上其他的部件，如果想使其关 闭或开启，也可以采取同样的方法。
• 点击工具栏中的Simulate 按钮进行仿真，
第22页/共39页
观察仿真曲线（续）
• 点击图形显示窗口左侧工具栏中的 按钮，放 置一个方框到图形窗口中，这时会弹出一个设置 窗口(见下页图)，在窗口左侧的列表里选择S(1,1) 即S11参数，点击Add按钮会弹出一个窗口设置单 位(这里选择dB)，点击两次OK后，图形窗口中显 示出S11随频率变化的曲线。
• 对照设计的版图检查、测量加工好的电路板上各段微带 线的实际尺寸，并作记录。
• 将电阻焊到电路板上，并把电路板安装到测试架上。 • 按下面的测试框图用网络分析仪（型号为Agilent
8714ES）对功分器的各项指标进行测试（网络分析仪 的使用参照仪器说明书）。功分器有三个端口，当任意 两个端口接网络分析仪时，第三个端口要接匹配负载。
第29页/共39页
版图的仿真（续）
• 为了进行S参数仿真还要在功分器两侧添加两个 端口，做法是点击工具栏上的Port 按钮，弹 出port设置窗口，点击OK关闭该窗口，在滤波 器两边要加端口的地方分别点击加上两个port。
• 电阻要替换成薄膜电阻 ，在 中选取，否则无法用矩量法进行仿真，注意薄膜 电阻的宽度要和连接的微带线一致，不要忘记在 substrate中的metallization layers中加入薄 膜电阻所在的层。
度。
第36页/共39页
功分器电路的调试（续）
• 观察网络分析仪测量的结果是否达到指标要求并与前面仿真的结果做比较。 • 把实际测量的电路尺寸置于ADS软件中进行仿真，把结果与实际测量结果相比较。 • 如果测试结果与设计要求相差过多，则需对电路进行调整，直至重新进行设计、制版。
- 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)。
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。
通过以上步骤，可以完成功分器的设计制作与调试工作。
总结：功分器是一种用来将输入功率按照一定比例分配到多个输出端
口的无源器件，设计和制作功分器需要确定工作频率范围、选择阻抗、设
计结构、确定工艺流程等步骤。
调试功分器需要通过测试仪器测量功分器
的插入损耗、功分精度、输入输出阻抗等性能指标，并对功分器进行优化，以达到设计要求。