威爾金森功率分配器是一個功率分配器電路。當所有連接埠匹配時,它可以實現兩個輸出連接埠之間的隔離。雖然威爾金森功率分配器可以設計成實現任意功率分配(例如,請參閱Pozar [1]),但本例將研究等分(3dB)的情況。我們將使用時域有限差分(FDTD)來取得裝置的散射參數。

威爾金森功率分配器模擬設定
FDTD模擬檔Wilkinson_power_divider中使用結構組「trace and load」。 Wilkinson功率分配器的物理和電氣參數在fsp中建立並設定。微帶傳輸線採用二維理想電導體(PEC)矩形板建模,該矩形板放置在厚度為1.59毫米、相對介電常數為2.2的基板上。每段傳輸線所需的寬度使用公式計算。 Pozar [1]中的公式3.195和3.197(請參閱微帶範例中的microstrip.lms腳本檔案)分別為4.9毫米(Z0=50歐姆)和2.804毫米(√2Z0=70.7歐姆)。四分之一波長傳輸線採用二維多邊形構成環形結構。 3.194 在 Pozar [1] 中為 λ g/4=55.5 mm。電阻器使用二維矩形板建模,指定材料 R=100 歐姆。
連接埠放置在輸入和輸出走線上,用於注入 0.5 – 1.5 GHz 頻率範圍內的傳輸線模式,並計算裝置的散射參數。有關其設定的更多詳細信息,請參閱連接埠頁面。如下所述,來源連接埠將手動變更為一次觸發一個連接埠。
網格覆蓋區域放置在每條軌道上,以解析其長度和寬度。分支軌道的彎曲和角度特性要求 x 和 y 方向上的網格大小相等 (dx=dy)。這不會對與座標軸對齊的進給軌道和輸出軌道產生約束。用於分支軌道的網格覆蓋區域的副本放置在輸出軌道的右側,以保持網格對稱。
PML 吸收邊界條件環繞整個模擬區域,除 z 最小邊界外,該邊界被指定為模擬微帶傳輸線接地平面的金屬邊界條件。
威爾金森功率分配器 結果與分析


上圖顯示了用於隔離和傳輸模擬的散射參數的頻率響應以及1GHz下的電場分佈。這些數字是在仿真完成後由腳本產生的。需要注意的是,這些結果可以在軌跡上使用比模擬檔案中指定的更細的網格來獲得。
模擬威爾金森功率分配器其輸入(S11=- 40dB,f=1.0GHz)和輸出(S22=- 32dB,f=1GHz)連接埠匹配良好,隔離度良好(S32=- 43dB,f=1GHz),中心頻率為1.01GHz,與設計工作頻率1GHz的誤差在1%以內。此外,我們觀察到3dB等功率分配(S31=- 3dB,f=1GHz),類比頻帶內變化小於10%。
四川建聯微波提供豐富的窄頻和寬頻配置選擇,頻率範圍涵蓋0.5至50 GHz。它們設計用於在50歐姆傳輸系統中處理10至30瓦的輸入功率。採用微帶線或帶狀線設計,並經過最佳化以實現最佳性能。
我們還可以根據您的需求客製化功率分配器。您可以輸入客製化頁面提供您所需的規格。
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發佈時間:2022年12月6日