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
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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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
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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
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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
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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。
宽带功分器设计
功分器设计步骤： 1、选好基片： FR-4，介电常数4.6，厚度0.8mm, 铜箔厚0.018mm
2、建立电路模型
90
0
2’、设计向导建立电路模型
仿真计算
m2 freq=1.800GHz dB(S(1,1))=-21.023
0 -10
dB(S(3,1)) dB(S(2,1)) dB(S(1,1))
4、印制板设计
5、测试和调试
1、注意正确装配； 2、重点调试输入输出端口的驻波； 3、注意适当改变输入输出端口的阻抗。
6、分析总结
1、设计结果与测试结果的差异； 2、分析主要原因；
3、提出改进意见。
3、功分器的应用： 相控阵雷达中、中继通信、信号检测等
4、功分器的基本要求
1）频率不变，按一定比例进行功率分配；
2）各输出端口要相互隔离； 3）各输入输出端口要完全匹配。
两等分功分器
单节两等分功分器
Z 50 Z1 2 Z 0
RAB 100
功分器技术指标
1、工作频率：1.5~2.5GHz 2、插损 ≤ 1 dB 3、隔离度≥ 20dB 4、幅度不平度≤ 1dB 5、相位不平度≤3° 6、输入输出驻波 ≤ 1.5 7、接头:SMA-50-K
m1 freq=2.000GHz dB(S(2,1))=-3.056 m1 m3 freq=2.200GHz dB(S(1,1))=-20.490 m3 m2
-20 -30 -40 -50 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
freq, GHz
优化仿真
3、电磁场仿真
题目二、宽带功分器设计
1、功分器：将某一输入功率按一定比例 分配到各支路中的微波器件。
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。
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。
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。
利用ADS对功分器的设计制作与调试的实例共42页
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——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
利用ADS对功分器的设计制作与调试 的实例
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
一种微带一分八Wilkinson功分器的设计与实现
一种微带一分八Wilkinson功分器的设计与实现微带一分八Wilkinson功分器是一种用于将输入功率平均分配到八个输出端口的微带功分器。
本文将介绍该功分器的设计与实现。
1.设计要求设计一个工作频率为f的微带一分八Wilkinson功分器，其特点如下：-输入端口和输出端口的阻抗为Z0(通常为50Ω)。
-输入功率分配到八个输出端口时的功率分配误差不超过±0.5dB。
-高频信号的传输损耗尽量小，以确保功分器的高频性能。
2.设计步骤2.1确定微带线宽度和阻抗首先，根据设计频率f和介质常数，可以计算出微带线的宽度W和介质常数εr。
使用商用PCB设计软件，比如EAGLE或Altium Designer，可以根据W和εr计算出微带线的阻抗Z0。
2.2确定功分器的尺寸接下来，根据所选的微带线宽度W和长度L，可以计算出微带线的特性阻抗Z0。
根据Wilkinson功分器的设计原理，输入端口和输出端口的微带线长度应为L/4，耦合器的长度应为L/2、通过调整L的值，可以得到所需的阻抗Z0。
2.3设计耦合器根据Wilkinson功分器的原理，耦合器的长度应为L/2、通过调整耦合器的宽度，可以控制功分器的功分比。
通常，通过微带线的宽度Wc和长度Lc来控制耦合器的宽度。
通过调整Wc和Lc的值，可以得到所需的功分比。
2.4设计阻抗变换器为了将输入阻抗Z0变换到耦合器的阻抗Zc，需要在输入端口和耦合器之间添加一个阻抗变换器。
阻抗变换器可以由微带线和补偿电容或电感组成。
通过调整阻抗变换器的参数，可以使输入阻抗匹配到耦合器的阻抗。
2.5仿真和调整完成设计后，使用商用EM仿真软件，如Ansoft HFSS或CST Microwave Studio，对功分器进行全波仿真。
通过仿真结果，可以评估功分器的性能，并进行必要的调整，以满足设计要求。
3.实现完成设计和仿真后，可以将功分器制作成实际的PCB。
根据设计要求，选择合适的材料和加工工艺，并使用PCB加工设备制作PCB板。
利用ADS对功分器的设计制作与调试的实例PPT共42页
已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
利用ADS对功分器的设计制 作与调试的实例
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
利用ADS对功分器的设计制作与调试的实例42页PPT
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
END
ห้องสมุดไป่ตู้
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
功分器的设计范文
功分器的设计范文功分器是一种常见的无线通信电路元件，用于将输入信号分配到多个输出端口上，常用于天线阵列、无线信号接收和传输系统中。
功分器的设计需要结合具体的应用需求和性能指标，本文将从功分器的基本原理、设计流程和优化方法等方面进行详细探讨。
1.功分器的基本原理：功分器的基本原理是将输入信号经过特定的网络分配到多个输出端口上，使得每个输出端口上的功率尽可能相等。
常见的功分器有微带功分器和负荷耦合功分器两种类型。
微带功分器由微带线和阻抗变换网络组成，通过微带线上的特定尺寸和形状来实现不同端口的功率分配。
负荷耦合功分器则是通过负荷和相应的耦合元件来实现功率的分配。
2.功分器的设计流程：(1)确定应用需求：首先需要明确功分器的工作频率范围、输入和输出阻抗、功率分配比等参数，以确定功分器的基本设计要求。
(2)选择功分器类型：根据应用需求和性能指标选择合适的功分器类型，如微带功分器或负荷耦合功分器。
(3)设计网络参数：根据所选功分器类型，设计微带线或耦合元件的尺寸和参数。
(4)优化设计：通过仿真和实验等方法对功分器进行优化设计，使得功率分配更加均匀，并满足其他性能要求。
(5)制作和测试：根据设计完成PCB板的制作，并进行实测，验证设计的性能指标和工作频率范围。
3.功分器的优化方法：(1)耦合元件的优化：负荷耦合功分器中，耦合元件的参数对功率分配有较大影响，可以通过仿真和试错法来得到较优的耦合元件参数。
(2)反馈网络的设计：通过添加适当的反馈网络，可以改善功分器的频率响应和工作稳定性。
(3)多级结构的设计：将多个功分器级联，可以实现更细致的功率分配和增强功分器的带宽性能。
(4) 调控电路的设计：通过添加可调控的电路结构，如 PIN diode 或变容二极管等，可以实现功分器的可调功分功能。
(5)高精度制作工艺：利用先进的微加工技术和高精度制作工艺，如光刻和无线电频率电子束均匀在生长环境的真空中被扫描的实验技术（EBL），可以提高功分器的性能和稳定性。
威尔金森功分器的设计
综合课程设计实验报告课程名称：综合课程设计（微波组）实验名称：威尔金森功分器的设计院（系）：信息科学与工程学院2020 年6月12 日一、实验目的1. 了解功分器电路的原理和设计方法；2. 学习使用Microwave office 软件进行微波电路的设计、优化、仿真；3. 掌握功率分配器的制作及调试方法。
二、实验原理Wilkinson 功率分配器根据微波网络理论，对于三端口网络，匹配、互易、无耗三者中，只能有两个同时满足。
Wilkinson 功率分配器是一个有耗的三端口网络（如图1.1所示），它通过在输出端之间引入特性阻抗为2Z 0的电阻，实现了理想的功率分配与功率合成。
用于功率分配时，端口1是输入端，端口2和端口3是输出端；用于功率合成时，端口2和端口3是输入端，端口1是输出端。
可以制成任意功率分配比的Wilkinson 功率分配器，本实验只考虑等分（3dB ）的情况，其结构如图1.2所示。
由两段微带线与输出端之间的电阻构成，两段微带线是对称的，其特性阻抗为02Z ，长度为/4g ，并联电阻值为2Z 0。
图1.1 Wilkinson 功分器示意图图1.2 微带线形式的等分Wilkinson 功分器三、实验内容和设计指标实验内容1. 了解Wilkinson功分器的工作原理；2.根据指标要求，使用Microwave office软件设计一个Wilkinson功分器，并对其参数进行优化、仿真。
设计指标在介电常数为4.5，厚度为1mm的FR4基片上（T取0.036mm，Loss tangent取0.02），设计一个中心频率为f=3.2GHz、带宽为200MHz，用于50欧姆系统阻抗的3dB微带功分器。
要求：工作频带内各端口的反射系数小于-20dB，两输出端口间的隔离度大于25dB，传输损耗小于3.5dB。
功分器的参考结构如1.3图所示。
在设计时要保证两个输出端口之间的距离大于10mm，以便于安装测试接头；同时为了便于焊接电阻，d要为2.54mm左右。
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。
等分威尔金森功分器的设计
等分威尔金森功分器的设计威尔金森功分器（Wilkinson power divider）是一种常用的无源微波分路器，可以将输入信号等分为三个输出信号。
它广泛应用于无线通信系统、天线阵列、雷达系统等领域。
在设计威尔金森功分器时，需要考虑频率响应、插入损耗、功分精度等因素。
```________[3dB]_________输入---威尔金森功分输出1--输出2--________[3dB]________```为了实现等分，威尔金森功分器需要满足以下条件：1.输入和输出之间的相位差为0度，即输入和输出之间的信号相位一致。
2.输入和输出之间的功率比为1：2，即输出1和输出2之间功率比为1：13.输入和输出之间的波阻抗匹配，即输入和输出之间的阻抗一致。
威尔金森功分器的设计可以分为两个主要步骤：计算和布局。
1.计算：根据所需的频率范围，计算威尔金森功分器的参数。
首先，选择合适的传输线类型（如微带线、同轴线等）和介质材料，确定传输线的特性阻抗。
然后，根据所需的频率范围和功分精度，计算传输线的长度和宽度。
最后，根据所选的耦合器类型，计算其特性阻抗和尺寸。
2.布局：根据计算得到的参数，进行电路布局。
首先，绘制输入和输出传输线的布局，保证它们的长度和宽度符合计算结果。
然后，将耦合器和传输线连接起来，确保它们的相互作用符合设计要求。
最后，进行电路的布线和布局优化，减少传输线之间的串扰和损耗。
在威尔金森功分器的设计中，还需要考虑一些其他因素，如插入损耗、功分精度和频率响应等。
为了减小插入损耗，可以选择低损耗的传输线材料和合适的耦合器类型。
为了提高功分精度，可以采用精确的计算方法和优化的布局。
为了获得平坦的频率响应，可以采用宽带的传输线和耦合器。
总之，威尔金森功分器的设计是一个综合考虑多个因素的过程，需要进行计算、布局和优化。
通过合理选择参数和优化布局，可以实现性能良好的威尔金森功分器，满足不同应用的需求。
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。
微纳功分器产品制备
微纳功分器产品制备
一、微纳功分器的原理
微纳功分器是一种用于测量微小功率的仪器，它可以将输入的功率分解成多个分量，并将每个分量的功率值分别测量出来。
它的原理是利用电磁感应原理，将输入的功率分解成多个分量，然后将每个分量的功率值分别测量出来。
二、微纳功分器的制备
1、准备材料：首先，准备好所需的材料，包括电磁感应器、电容器、电阻器、电感器等。
2、组装：将所有的元件组装在一起，按照设计的电路图进行组装，确保每个元件的连接正确。
3、测试：将组装好的微纳功分器连接到测试仪器上，进行功率测试，确保测试结果符合要求。
4、校准：将微纳功分器连接到校准仪器上，进行校准，确保测量结果的准确性。
5、安装：将微纳功分器安装在实际使用的环境中，确保安装的稳定性。
6、调试：将微纳功分器连接到调试仪器上，进行调试，确保调试结果符合要求。
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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。
优化目标的设置（续）
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。
添加变量
单击工具栏上的VAR 图标，把变量控 件VAR放置在原理图上，双击该图标弹 出变量设置窗口，依次添加W，L参数。 中间微带线的长度大约为四分之一波长 (根据中心频率用微带线计算工具算出)， 各个线宽的初始值可以用微带线计算工 具算出，微带线的宽度最窄只能取0.2 mm(最好取0.5 mm以上)。
S参数仿真电路设置
在原理图设计窗口中选择S参数仿真的工具栏
选择Term 放置在功分器三个端口上，用来 定义端口1、2和3，点击 图标，放置三个地， 并按照下页图连接好电路。 选择S参数扫描控件 放置在原理图中，并设 置扫描的频率范围和步长，频率范围根据功分 器的指标确定。
S参数仿真电路设置（续）
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。
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。
（五） 电路版图的绘制
ห้องสมุดไป่ตู้
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。
版图的仿真（续）
点击Momentum -> Simulation -> Sparameter弹出仿真设置窗口，该窗口右侧的 Sweep Type选择Adaptive，起止频率设为与 原理图中相同，采样点数限制取10 (因为仿 真很慢，所以点数不要取得太多)。然后点击 Update按钮，将设置填入左侧列表中，点击 Simulate按钮开始进行仿真。仿真过程中会 出现一个状态窗口显示仿真进程(见下页图)。 仿真运算要进行数分钟，仿真结束后将出现 曲线显示窗口，观察S参数曲线，性能有不同 程度的恶化。
ADS软件的使用
启动ADS进入如下界面
创建新的工程文件
点击File->New Project设置工程文件名 称（本例中为divider）及存储路径 点击Length Unit设置长度单位为毫米
创建新的工程文件（续）
工程文件创建完毕后主窗口变为下图
创建新的工程文件（续）
同时原理图设计窗口打开
功分器的设计
用于生成版图的原理图
版图仿真的窗口
版图的仿真
版图生成后先要设置微带电路的基本参数(即原理图中 MSUB里的参数)，方法是点击版图窗口菜单中的 Momentum -> Substrate -> Update From Schematic从 原理图中获得这些参数，点击Momentum -> Substrate > Create/Modify可 以修改这些参数。
H:基板厚度(0.8 mm) Er:基板相对介电常数(4.3) Mur:磁导率(1) Cond:金属电导率(5.88E+7) Hu:封装高度(1.0e+33 mm) T:金属层厚度(0.03 mm) TanD:损耗角正切(1e-4) Roungh:表面粗糙度(0 mm)
微带线计算工具
功分器电路的调试（续）
需要测试的参数主要有以下几个
S11，S22，S33：输入、输出端口的反射系数 S21，S31：正向传输系数，要测幅度及相位 S23，S32：两输出端口的间隔离度
根据S21，S31的幅度和相位可以得到两个 输出端口的功分比以及相位平衡度。
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。
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。
生成功分器的原理图
在原理图设计窗口中选择微带电路的工具 栏 窗口左侧的工具栏变为右图所示 选择微带线 以及 控件MSUB 分别放置在绘图区中 选择画线工具 将电路连接好， 连接方式见下页图（本图只是提 供参考，还有其它形式可供选择。）
功分器的原理图示例
设置微带电路的基本参数
双击图上的控件MSUB设置微带线参数
（三） 功分器的技术指标
通带内各端口反射系数 通带内两输出端口间的隔离度 通带内传输损耗 通带内功分比 通带内相位平衡度
（四） 用ADS软件设计功分器
本节内容是介绍使用ADS软件设计功分 器的方法：包括原理图绘制，电路参数 的优化、仿真，版图的仿真等。 下面开始按顺序详细介绍ADS软件的使 用方法。
观察仿真曲线（续）
观察仿真曲线（续）
观察S参数曲线是否满足指标要求，如 果已经达到指标要求，就可以进行版 图的仿真了。 版图的仿真是采用矩量法直接对电磁 场进行计算，其结果比在原理图中仿 真要准确，但是它的计算比较复杂， 需要较长的时间，在此作为对原理图 设计的验证。
版图的仿真
首先要由原理图生成版图，生成版图前先要把原理图 中用于S参数仿真的两个Term以及接地去掉，不让他 们出现在生成的原理图中。去掉的方法与前面关掉优 化控件的相同，都是使用 按钮，把这些元件打上 红叉(见下页图)。 然后点击菜单中的Layout -> Generate/Update Layout， 弹出一个设置窗口，直接点OK，又出现一个窗口，再 点OK，完成版图的生成，这时会打开一个显示版图的 窗口，里面有刚生成的版图。
思考题
当这种形式的功分器作为功率合成器使用时，如 何测试各项指标？
如果技术指标难以达到，如何修改电路拓扑结构？ 另外还有哪些电路拓扑形式可以采用？