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基于HFSS的不等功率分配器————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 不等功率分配器一、功分器的设计及原理1、功分器原理功分器全称功率分配器,是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件。在简单功分器中引入隔离电阻,变为有耗的三端口网络,有耗三端口网络可以做到做到完全匹配,且输出端口之间具有隔离。它的主要技术指标包括频率范围、输入输出间的插入损耗、支路端口间的隔离度、回波损耗等。如右图示为功分器原理图,有耗三端口网络可以做到完全匹配,且可以用微带线或带状线来实现。2、技术指标频率范围:-20dB主路到支路的耦合度比为1:2支路端口间的隔离度小于-20dB3、设计参数的确定(图1)如右图2所示,其中输入端口特性阻抗为,分成的两端微带线电长度为,特性阻抗分别是和,终端分别接有电阻。功率分配器的基本要求如下:端口“”无反射。‚端口“‚、ƒ”输出电压相等且同相。ƒ端口“‚、ƒ”输出功率比值为任意指定值,设为1/2()。根据以上三条有:(图2)由传输线理论有:这样共有、、、四个参数而只有三个约束条件,故可任意指定其中的一个参数,设,,于是实际的功率分配器终端负载往往是特性阻抗为的传输线,而不是纯电阻,此时可用阻抗变换器将其变为所需电阻,另一方面、等幅同相,在“‚、ƒ”段跨接电阻,既不影响功率分配器性能,又可增加隔离度。取时,计算出:,,,,,,,根据阻抗的大小可得到各段微带的宽度:的宽度,的宽度,的宽度,的宽度,的宽度,每段微带线的长度都是。通过以上的分析,所需参数值已经确定,接下来就可以进行设计了。二、功分器模型的设计1,打开HFSS,新建工程,修改名称,将其保存。2,打开设计界面,首先画一个BOX,,w=20mm。其参数如图3所示(图3)2、在设置好的BOX上开始画微带线,在菜单栏里Draw里的Rectangle执行指令后在BOX上开始绘制根据已求解得的参数和模型一步一步进行绘制即可。绘制完成后,在属性对话框里对其进行参数的设置。3、创建微带切脚,选择DrawLine在微带线的借口处进行绘制,生成三角形切脚模型。可选择按钮可将微带线进行连接形成一个微带线模型。4、以下就是绘制好的模型(图4)5,,,:在介质基板下添加,绘制一个矩形。调整其大小,:在两路的微带线之间画一个大小合适的矩形,修改其参数,作为载体,在此模型上单击鼠标右键在弹出的AssignBoundaries中的LumpedRLC,在对话框修改其名称,勾选Resistance,输入电阻值,选择NewLine在模型上绘制。如图(5)(图5):选择绘制一个BOX将整个模型包起来,各面距离仿真模型大于等于1/4波长,材料为真空,在value里中将BOX1改为air,:在三个端口绘制矩形平面选中该平面,单击鼠标右键在弹出的菜单中选择AssignExcitation中的LumpPort,弹