基于HFSS的宽带功分器设计+文献综述(2)
1.2 功分器的产生及发展
功率分配器在结构上是一种多端口的微波网络，它能够将输人功率分成相等或者指定比例的几路输出功率。1960年，威尔金森提出了一种在所有端口均匹配、高隔离度、低损耗并且同相的N端口功分器。所以我们就把这种结构的功分器称为威尔金森功分器。威尔金森功分器最开始采用的是同轴线结构，但是在后来微带线形式的威尔金森功分器在工程上得到了广泛的应用，现在同轴线形式的微带线主要应用于大功率的场合。如今功分器在微波通讯系统中有着重要的作用，是功率合成，混频器，天线阵列等微波电路设计的必要组成部分，也是一些发射器件的重要环节，如相控雷达。功分器性能的好坏直接影响着系统的性能。这对功分器的一些指标提出了较高的要求，比如匹配度，隔离度，插入损耗等指标。
如今腔体结构和微带线结构的功分器是微波系统中功分器的主要形式。两者工作方式相似。但是腔体波导功分器插入损耗更小、但是端口隔离度差。制作工艺上，微带线功分器相对于腔体功分器来说比较简单。
1.3 功分器在我国的发展
在微波功分器这方面，我国目前做出的研究报告还比较少。理论上的相关研究主要有钟哲夫在空间合成高功率微波方面进行的一些研究讨论、汪海洋对高功率合成的一些关键技术，如高功率移相器、功率合成器进行的分析研究。
关于国内功率分配器的产业发展这方面，现在有两家主要的生产厂商亚光厂和泰格微电子研究所。其中亚光厂在这方面发展较好，拥有比较齐全完备的产品线。产品的规格和结构主要采用国外主流标准。由于国内功分器需求不大厂商的生产形式主要还是根据客户的要求进行定制，这就造成了行业标准不完善，产品可靠性低等情况，这都是急需解决的问题。
1.4 本文研究内容
本文的主要内容是利用微带线设计一个宽带威尔金森功分器，频带展宽的方法利用的是阻抗变换线。设计完成后还利用了电磁仿真软件HFSS进行了建模仿真，并以此为依据来验证功分器频带展宽方案的可行性和实用性。
1.5 本文章节安排
第一章为引言部分，主要介绍了功分器的发展过程以及在我国的发展前景。还有文章的研究内容和背景。
第二章是原理介绍，分别介绍了功分器的种类、结构及原理。还对功分器宽带展宽的方法进行了讨论分析，确定了宽带功分器的设计思路。
第三章是设计方案的确定和HFSS的仿真设计。根据微波公式计算出目标功分器的规格参数，并接着利用HFSS进行建模仿真。
第四章是结果的查看与分析。在HFSS下分别查看所设计功分器的隔离度、分配度、插入损耗和驻波比等并进行分析。
2 功分器原理
2.1 功分器的结构型式
功分器就是在微波系统中将传输功率分几路传送到不同负载中去的端口元器件。功分器还可以反过来将几路输入功率合成为一路功率，以获得更大的功率。此时便需要三端口功率分配/合成元件。对这种元件的基本要求是损耗小，驻波比小，频带宽[1]。功分器从结构形式上可以分成两大类，无源功分器和有源功分器。
无源功分器是由电阻、电容 、电感以及磁芯等一些无源器件组成的。它的结构简单，稳定性高，传输信号失真小。但是插入损耗大，分支愈多，损耗愈大。故一般只用二功分器，四功分器等。有源功分器是在无源功分器的基础上添加了微波低噪声放大器件组成的。放大器在一定程度上可以抵消一些插损。本文主要讨论工作稳定，结构简单的无源功分器[7]。