超宽带功分器的设计
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。
一种叉指型超宽带多路功分器的设计和研究
一种叉指型超宽带多路功分器的设计和研究作者：樊永山王朱丹等来源：《现代电子技术》2013年第07期摘要：提出了一款一分三路的超宽带微带功分器，适用于通信频段3.1～10.7 GHz。
为增强耦合强度，该功分器采用了叉指型微带三线耦合结构。
结果表明，在尺寸接近的情况下，叉指型耦合可以获得更大的带宽。
利用电磁仿真软件分析了该功分器性能，并给出了仿真和实物加工图，有效地验证了该设计方法。
整个功分器的面积为32.7 mm×30 mm，由于采用表面印刷结构，使得功分器成本低廉、易于批量生产。
关键词：超宽带功分器；叉指型微带三线耦合结构；电磁仿真软件；印刷结构中图分类号： TN92⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）07⁃0080⁃030 引言近年来，微波技术的不断发展使得毫米波频段的开发受到越来越多的关注。
在毫米波通信、雷达、电子对抗系统中，无源微波器件已得到广泛的应用。
特别是其小型化、低剖面、易于和微波电路集成的优点已经获得国内外学者广泛关注[1⁃2]。
自2002年美国联邦通信委员会（FCC）将3.1～10.6 GHz之间的频段解禁并允许将其应用于超宽带设备中[3]以来，学术界和工业界呈现了一股超宽带（Ultra⁃wideband，UWB）技术的研究热潮。
功分器作为超宽带系统中的核心器件，其超宽带特性的研究也成为学者们关注的焦点。
早在1960年，Wilkinson就提出了等幅同相输出的功分器的拓扑结构，该方法目前已经在微波电路设计中得到了很好的应用。
近年来，一些学者通过各种方式对传统Wilkinson功分器设计进行了改进[4]。
实际应用显示，一分二的功分器已经满足不了当前的需求，多路功分器的研究显得格外重要。
本文根据Wilkinson功分器理论提出了一类应用微带三线耦合结构的平面超宽带功分器。
利用叉指型耦合实现宽带特性，该功分器具有设计简单，结构紧凑的优势。
通过仿真分析可以看出，该功分器有很好的阻抗特性、较高的隔离度和低的传输损耗，同时该功分器有较好的相位特性。
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。
1-3ghz超宽带一分四威尔金森功分器设计的
1-3ghz超宽带一分四威尔金森功分器设计的英文版Design of a 1-3 GHz Ultra-Wideband 1-to-4 Wilkinson Power DividerIn the realm of microwave and millimeter-wave systems, the Wilkinson power divider is a crucial component that enables the efficient distribution of power among multiple ports. This article presents the design of a 1-to-4 Wilkinson power divider operating within the ultra-wideband frequency range of 1-3 GHz.Design Considerations:Bandwidth: The design must exhibit a wideband performance, covering frequencies from 1 GHz to 3 GHz.Isolation: High isolation between output ports is essential to minimize cross-talk and maximize power transfer efficiency.Insertion Loss: Minimizing insertion loss is crucial to maintain high power handling capability.Matching: Good impedance matching is necessary to avoid reflections and maximize power transfer.Design Approach:The Wilkinson power divider is based on the concept of quarter-wavelength transformers, which are used to match impedances and provide isolation between ports. The design involves careful consideration of the transformer's impedance, physical dimensions, and material selection.The transformer's impedance is chosen to match the characteristic impedance of the transmission line, ensuring maximum power transfer. The physical dimensions of the transformer are optimized for the desired frequency range, ensuring broadband performance. The selection of high-quality microwave materials, such as low-loss dielectrics and conductors, is essential to minimize insertion loss and maximize power handling.Results:The designed 1-to-4 Wilkinson power divider exhibits excellent performance within the 1-3 GHz frequency range. It demonstrates high isolation between output ports, low insertion loss, and good impedance matching. This design is suitable for use in microwave and millimeter-wave systems requiring efficient power distribution over a wideband frequency range.中文版1-3 GHz超宽带一分四威尔金森功分器设计在微波和毫米波系统中，威尔金森功分器是一个关键组件，它能够将功率有效地分配给多个端口。
小型化超宽带滤波器和功分器设计的开题报告
小型化超宽带滤波器和功分器设计的开题报告一、选题背景与意义超宽带技术是信息与通信技术领域的一个重要分支，具有传输速率快、通信质量高、抗干扰性强等特性，被广泛应用于军事、民用通信、医疗、自动化控制等领域。
超宽带信号的传输要求使用滤波器和功分器对信号进行处理，因此超宽带滤波器和功分器的设计与优化是超宽带技术电路设计的重要内容。
本课题旨在研究超宽带滤波器和功分器的小型化设计方法，并以此为基础，进一步探究超宽带技术电路设计的优化方向和研究应用。
二、研究内容1. 超宽带滤波器的设计：超宽带滤波器是超宽带技术中重要的组成部分，其主要任务是实现对信号频谱的选择性衰减与传递，因此其设计需要考虑到频率响应、滤波范围、工作电压等因素。
本课题将基于超宽带技术，采用微带滤波器设计方法，研究并设计一个小型超宽带滤波器，分析其性能优化和实现可行性。
2. 超宽带功分器的设计：超宽带功分器是超宽带技术中对信号进行分配和传输的重要设备，其设计需要满足带宽宽、相位准确、损耗小等性能指标。
本课题将研究超宽带功分器的基本原理和设计方法，采用微带功分器设计方法，设计一个小型超宽带功分器，并分析其性能指标和可行性。
3. 超宽带电路的封装和集成设计：超宽带电路常常需要复杂的封装及集成设计，因此需要针对不同的封装方式和集成设计方法进行研究。
本课题将探究常用的超宽带电路封装方式，并通过实验研究不同封装方式对超宽带电路性能的影响，并研究其封装设计的优化方向。
三、研究技术路线1.超宽带滤波器的设计1.1 超宽带技术基础理论和分析方法1.2 超宽带微带滤波器设计原理，参数特性分析1.3 超宽带微带滤波器模拟器设计与建模技术1.4 超宽带微带滤波器PCB设计技术1.5 超宽带滤波器性能测试与评估2.超宽带功分器的设计2.1 超宽带功分器基础理论和分析方法2.2 超宽带微带功分器设计原理，参数特性分析2.3 超宽带微带功分器模拟器设计与建模技术2.4 超宽带微带功分器PCB设计技术2.5 超宽带功分器性能测试与评估3.超宽带电路的封装和集成设计3.1 超宽带电路封装和集成设计原理与技术3.2 常见超宽带电路封装方式的分析和测试评估方法3.3 超宽带电路集成设计的优化方向与实现技术四、预期成果1. 设计出一种小型的超宽带滤波器和功分器，并在不同条件下对其进行性能测试，并分析其优点和缺点2. 针对超宽带电路的不同封装方式和集成设计方法，提出一系列新的集成设计和封装方案，实现超宽带电路的小型化与工程应用。
一种超宽带功分器的设计
SOFTWARE 软 件2021第42卷 第2期2021年Vol. 42, No.21 原理分析目前的宽带功分器通常采用微带线结构和带状线结构，带状线结构的功分器损耗小，各路信号的一致性好和可靠性高，但是对设计、加工精度和装配精度都有较微带线结构进行设计。
图1 Wilkinson 功分器Fig.1 Wilkinson power divider微带功分器的具体结构形式很多，功分器常用的电路形式主要有三种：Ratrace 型、Vranchline 型和Wilkinson 型，常使用的是Wilkinson 功分器，它是在简单功分器的基础上，其输出端口增加隔离电阻R，变成有耗的三端口网络，从而实现各端口间的匹配以及作者简介：杨晶晶（1986—），女，江苏海门人，硕士，工程师，研究方向：微波电路设计。
一种超宽带功分器的设计杨晶晶 雒寒冰 张红英 沈晓唯 沈亚飞设计研究与应用杨晶晶 雒寒冰 张红英等：一种超宽带功分器的设计输出端口间的隔离，进而改善功分器的性能[3]。
基本的微带Wilkinson功分器的示意图见图1。
由图1所示，输入与输出微带线的特征阻抗是系统阻抗Z0，输入信号从端口1进入，各路分支线的长度均为λ/4，两路信号所经过的电长度是相等的，所以到达端口2和3的输出信号是同电位的，因此，通过隔离电阻的电流为0，隔离电阻上无功率损耗。
当某输出端口如端口3失配时，会有反射波折回：一路经过隔离电阻到达端口2；一路沿分支线到达端口1后再反射回来，沿另一分支线到达端口2。
适当选择电阻以及焊接位置可以使两路信号的相位相差180度，幅度相等，方向相反，相互抵消，从而使输出端口实现隔离[4]。
在二功分器中隔离电阻阻值为2Z0。
Wilkinson功分器具有良好的幅度相位特性而且设计简便，是微波电路设计中常用的部件。
然而单级Wilkinson功分器的带宽较窄，为实现宽频带需求，可使用用多级功分器进行级联，其工作原理与多级阻抗变换类似[5]。
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
一种基于铁氧体的低频超宽带功分器设计
一种基于铁氧体的低频超宽带功分器设计史道玲;水炜【摘要】超宽带技术因其低截获率、高传输速率而被广泛应用于微波系统中,该技术的迅速发展使得低插损、高隔离的功分器需求量不断增加,其设计难度也在不断提升。
针对此问题,选择铁氧体磁环作为射频宽带器件制作了一种低频超宽带大功率一分二功分器。
实物测试结果表明,该功分器在10KHz~15MHz的整个频率区间内驻波比小于1.18,隔离度大于20dB,损耗为0.2dB。
该设计具有设计成本低、频率低、超带宽、可靠性高、性能良好等优点,可以较好地应用于超宽带通信系统中,尤其是短波通信系统。
【期刊名称】《太原学院学报：自然科学版》【年(卷),期】2019(037)001【总页数】4页(P66-69)【关键词】传输线变压器;铁氧体;功分器;无源【作者】史道玲;水炜【作者单位】[1]安徽新华学院,安徽合肥230088;[2]安徽网极信息科技有限公司,安徽合肥230088【正文语种】中文【中图分类】TN7130 引言作为一种新型的无线通信技术,超宽带技术(Ultra Wide Band,简称UWB)以其截获率低、隐蔽性高、复杂度低、传输速率高和制作成本低等优良性能,被广泛应用于通信、雷达和精确定位等微波系统中。
由于UWB技术对频带的要求较高,所以设计和制作射频宽带器件便成为当下的研究重点和热点。
功率分配器也称功分器,属于无源微波器件,是一种将输入功率按需均分为若干份,并传送给不同覆盖区使用的微波系统中的重要组成部件之一,在相控阵雷达和大功率器件等微波射频电路中有着广泛的应用。
功分器常见结构可分为微带线和腔体导波两大种。
微带功分器是通过几条微带线和若干电阻组成的系统实现阻抗变换,制作简单,但带宽较小;腔体功分器是通过一条直径由粗到细呈多个阶梯递减的铜杆构成,并实现阻抗的变换,插损小、平衡度好,但制作复杂且隔离度差。
微波功分器的主要技术指标包括分配损耗、插入损耗、隔离度、输入输出驻波比、功率容限、频率范围和带内平坦度等,指标值的大小将直接影响整个微波系统的性能。
新型小型化超宽带功率分配器的设计
智能智造与信息技新型小型化超宽带功率分配器的设计任健许敏超（中国电子科技集团公司第三十六研究所浙江嘉兴314001）摘要：功率分配器是无线通信系统中的重要微波无源器件。
本次研究将利用1/4波长、双段交叉短路对称耦合微带线、3/4波长折叠微带线并联的结构，来对双枝节传输线每个频率的宽带进行展宽处理，设计一种小型化超宽带功率分配器，利用全波仿真软件对其进行仿真分析，用以验证设计方法的准确性。
通过结果可见，此结构尺寸仅为22.00mm×33.45mm，各项参数均符合设计要求。
关键词：超宽带分配器小型对称耦合功率分配器中图分类号：TN626文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)07(a)-0093-04 Design of a New Miniaturized Ultra Wideband Power DistributorREN Jian XU Minchao(The36th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation,Jiaxing,ZhejiangProvince,314001China)Abstract:The power distributor is an important microwave passive component in wireless communication system.This study will use structure of1/4wavelength,double section cross short-circuit symmetrically coupled microstrip line and three quarter wavelength folded microstrip line in parallel to widen the broadband of each frequency of the double branch transmission line,and design a miniaturized UWB power distributor,the full wave simulation soft-ware is used to simulate and analyze it to verify the accuracy of the design method.The test results show that the size of the structure is only22.00mm×33.45mm,all parameters meet the design requirements.Key Words:UWB distributor;Small;Symmetrical coupling;Power distributor近年来，无线通信技术日新月异，微波通信技术和系统的应用也呈现出飞速发展的态势，进而导致了频率资源日趋进展，微波毫米电路设计逐渐向着高性能、小型化、低成本的方向发展，只有这样，才能够更加有利于微波通信的发展。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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超宽带功分器的设计
作者：朱英超杨青慧张怀武
来源：《电子技术与软件工程》2016年第11期
摘要
首先介绍了宽带功分器的实现方法，然后在Ansoft公司软件HFSS中对功分器建模、仿真，制作出实物：频带范围1-8GHz，尺寸为46.02mm×28mm×10mm，达到了小型化的目的，最后加上隔离电阻，在矢量网络分析仪上进行测试。
测试结果表明：功分器在所需要的频带内具有良好的隔离度以及在各个端口均实现了良好的匹配，可以满足实际需要。
【关键词】宽带功分器小型化矢量网络分析仪隔离度匹配
在现代微波毫米波系统中，功分器扮演着重要的角色，其性能的好坏直接影响着整个系统的指标。
功分器是一种多端口网络，可以将一路功率信号等分或者按一定比例分配成多路信号，例如在相控阵雷达中，通常需要使用功分器将发射机功率按一定比例分配到天线阵列中。
目前的宽带功分器主要采用微带线、带状线两种结构。
带状线结构的功分器具有损耗小、一致性好等优点，但是设计起来比较麻烦。
微带线结构的功分器设计相对方便，焊接调试简单，便于和现代板级微波毫米波电路集成，因此我们采用微带线结构进行设计。
1 原理分析
窄带Wilkinson功分器：Wilkinson功分器是目前最常用的一种功分器类型，可以做到在输出端口完全匹配的情况下，具有一定的隔离度。
通过在输出端口引入隔离电阻，从而变成有耗网络，因此可以做到全部端口匹配。
输入信号从端口1进入，各路分支线的长度是完全相等的，两路信号所经过的电长度是相等的，所以当信号到达端口2和3时，电阻两端是等电位的，没有电流流过电阻，也就不消耗任何功率。
此时假如在端口3发生反射，反射回来的功率分一路通过电阻达端口2，另外一路通过端口1重新分配后到达端口2，合理的选择电阻的位置可以使两路信号的相位相差180度，大小相等，方向相反，相互抵消，从而达到隔离的目的。
根据奇偶模分析，可以得到隔离电阻的取值为：2Z0。
2 仿真设计与加工
一般设计超宽带功分器时首先根据功分器的带宽确定功分器的阶数，然后查表得到每节归一化阻抗换算成微带线的长度跟宽度。
得到初始数据后，在ADS或者CAD中建模导出DXF 文件，带进HFSS里仿真。
本文设计1～8GHz二等分超宽带功分器，采用罗杰斯4003基板，基板的介电常数为
3.55，损耗正切为0.0027，厚度为20mil，微带线采用铜，铜的厚度为0.5盎司，表面采用沉金工艺。
为了减少尺寸，以及寄生效应，功分器的隔离电阻采用0402封装的贴片电阻以及圆弧形微带线结构，如图1。
3 超宽带功分器的测试
依据功分器的实物图。
功分器装配完成后，使用Agilent的矢量网络分析仪对滤波器的指标进行测试。
因为测试时，矢网只有两个端口可以使用，所以测试时功分器输入、出端口在未使用情况下需接入50ohm负载。
需要测试的参数分别为回波损耗S11、S22、S33，隔离度
S23。
在实际过程中，功分器的输出回波损耗会优于输入回波损耗，所以本文仅给出了输入回波损耗图。
图2为实测输入回波损耗图，图3为隔离度的测试图。
从图中看出，回波损耗优于-15dB，隔离度大于19.7dB。
对比测试结果以及仿真结果我们可以发现回波损耗、隔离度均达到预期效果，唯独插损不太理想，相对于仿真值恶化了1dB左右。
具体分析原因可能有下：
（1）非理想电阻的寄生效应以及人工焊接不可避免导致电阻位置与仿真模型有一定的偏差，会导致匹配恶化，反射增加。
（2）微带线结构有一定的色散且传输的不是理想的TEM波，不可避免会出现一些杂波以及高次模。
4 结束语
本文首先介绍了宽带功分器的实现方法，然后用仿真软件HFSS设计了一款1～8GHz超宽带功分器，实际尺寸为46.02mm×28mm，符合小型化要求。
最终的测试结果表明功分器可以满足实际需求。
参考文献
[1]David M.Pozar 微波工程[M].北京：电子工业出版社，2013.
[2]赵兰，廖斌宽带Wilkinson功分器的研制[J].材料导报，2007，21（11A），195-197.
[3]郑琨.基于LTCC的宽带功分器的小型化的设计[D].南京：南京理工大学，2013.
[4]尹震峰.微波毫米波功分器/滤波器设计[D].成都：电子科技大学，2012.
作者简介
朱英超（1991-），山西省运城市人，硕士生，主要从事微波器件及组件设计。
杨青慧（1979-），教授，主要从事液相外延及微波毫米波器件研究。
作者单位
电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室四川省成都市 610054。