HFSS双频Wilkinson功分器研究与设计
文章利用耦合线对输出端口进行扩展的方法，设计了一个双频Wilkinson功分器，其能够在两个任意不同的频率点上实现功率的分配，并利用奇偶模分析法推算出相关参量的解析公式。随后文章采用射频仿真软件HFSS设计仿真了一个工作频率为1 GHz和2 GHz的双频功分器，仿真结果表明，该功分器具有良好的一致性，在所设计的两个频率点处的功率传输衰减小于3.1 dB，回波损耗和隔离度均优于32 dB。
关键词 双频 Wilkinson功分器 耦合线 奇偶模分析
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Design of a Dual-Band Power Divider
Abstract
With the development in modern wireless communication technology, the power pider, as one of the most important components，is widely and deeply researched. But the conventional power pider work frequency is single. It is not satisfied the demand of multi-band in modern communication and radar systems.
The paper use the coupled line to extend the output port and design a dual-band Wilkinson power pider which can pide power at two arbitrary frequencies. The power pider parameter design formulas are obtained on the basis of even-odd mode analysis. Then a 1GHz/2GHz dual-band power pider is designed and simulated by radio frequency software HFSS. The results of the simulation show that the power pider has a good consistency, the transmission coefficients at the two operating frequencies are less than 3.1dB, return loss greater and port isolation both greater than 32dB.
Keywords dual-band； Wilkinson Power Divider； coupled line；even-odd mode analysis
目 录
1 引言 1
1.1 课题的研究背景和意义 1
1.2 国内外的研究现状 2
1.3 课题的主要内容 2
2 微波的基础理论知识 3
2.1 长线理论 3
2.2 耦合线理论 7
2.3 微波网络与散射参量[S] 10
2.4 本章小结 12
3 双频功分器的分析与设计 13
3.1 双频功分器的结构模型 13
3.2 双频功分器的原理分析 14
3.2.1 偶模分析 14
3.2.2 奇模分析 15
3.2.3 双频分析 17
3.3 本章小结 20
4 双频功分器的设计仿真 21
4.1 功分器参数的设计 21
4.2 HFSS仿真模型 21
4.3 仿真结果 22
4.4 本章小结 25
结论 26
致谢 28
参考文献 29
1 引言
1.1 课题的研究背景和意义
功率分配器是一种微波无源器件，是通信和雷达系统的重要组成部件之一，其主要作用是完成功率的合成与分配。图1.1（a）为功率合成的示意图，是将多路功率较小的信号合成一路功率较大的信号；图1.1（b）为功率分配示意图，是将一路功率较大的信号分解成多路功率较小的信号。
图1.1 (a) 功率合成 (b) 功率分配
构成功分器的微波传输线有很多种，如同轴腔体、带状线和微带线等。这些传输线构成的功分器各具优缺点，同轴腔体的优点是其插入损耗相对较小，可以承受较大的功率，其缺点是输出端口隔离度较差，且有较大的驻波比，其尺寸大，较为笨重，不易于加工和移动，其诸多缺点限制了其应用范围；微带线的优点是结构紧凑、性能稳定、成本低、相较于同轴腔体，其尺寸较小，易于小型化和集成化且易于兼容其他电路元件，其缺点是插入损耗较大。由于微波电路向着低成本小型化的方向发展，因此微带线在微波领域仍然有着广泛的运用，本文设计的双频功分器就是采用微带线结构。