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1、鹽城師范學院畢業(yè)論文（設計）功分器的研究電子信息工程專業(yè)楊海波指導老師李俊生摘要：在微波電路中，為了將功率按一定的比例分成兩路或者多路，需要使用功率分配器。而功率分配器反過來使用就是功率合成器，所以通常功率分配/合成器簡稱為功分器。在近代微波大功率固態(tài)發(fā)射源的功率放大器中廣泛地使用著功率分配器，而且功率分配器常是成對的使用，先將功率分成若干份，然后分別放大，再合成輸出。本論文的工作主要是對功分器的相關組件及其原理進行研究和分析。對比了幾種常見的微帶功分器，并著重利用奇偶模分析法對WilkinsonN路功率分配器進行分析闡述
2、。最后我們設計仿真了一個功分器，并且達到了我們設計制作的要求。關鍵詞：功分器，功率合成，MO軟件，設計與仿真1引言1.1研究的背景與意義人類進入二十世紀以來，隨著現(xiàn)代電子和通信技術的飛速發(fā)展，信息交流越發(fā)頻繁，各種各樣的電子電汽設備已經(jīng)大大影響到各個領域企業(yè)及家庭。無論哪個頻段工作的電子設備，都需要各種功能的元器件，既有如電容、電感、電阻、功分器等無源器件，以實現(xiàn)信號匹配、分配、濾波等；又有有源器件共同作用。微波系統(tǒng)不例外地有各種無源、有源器件，它們的功能是對微波信號進行必要的處理或變換?，F(xiàn)代無源器件中，微帶功分器從質(zhì)量及
3、重量上都日顯重要。1.2功分器的產(chǎn)生與發(fā)展在微波電路中，為了將功率按一定的比例分成兩路或第22頁共22頁鹽城師范學院畢業(yè)論文（設計）者多路，需要使用功率分配器。功率分配器反過來使用就是功率合成器，所以通常功率分配/合成器簡稱為功分器。在近代微波大功率固態(tài)發(fā)射源的功率放大器中廣泛地使用著功率分配器，而且功率分配器常是成對的使用，先將功率分成若干份，然后分別放大，再合成輸出。1960年，ErnestJ.Wilkinson發(fā)表了名為AnN-wayHybirdPowerDivede的論文中介紹了一種在所有端口均匹配、低損耗、高隔離
4、度、同相的N端口功分器。以后的研究人員便稱這種類型的功分器為威爾金森功分器。最初它的原始模型是同軸形式，此后在微帶和帶狀線結(jié)構上得到了廣泛地應用和發(fā)展，工程中大量使用的是微帶線形式，大功率情況下也會用到空氣帶狀線或空氣同軸線形式。和其他的微帶電路元件一樣，功率分配器也有一定的頻率特性。當頻帶邊緣頻率之比f1/f2=1.44時，輸入駐波比（VSWR）<1.22時，輸入駐波比（VSWR）下降到1.42，兩端口隔離度只有14.7dB。威爾金森功分器的狹窄帶寬限制了其在寬帶系統(tǒng)中的應用。為了進一步加寬工作帶寬，可以用多節(jié)的寬頻功率
5、分配器，即增加λg/4線段和相應的隔離電阻R的數(shù)目。目前常見的微波功分器是采用微帶線或腔體波導等結(jié)構的分布參數(shù)功分器。腔體波導功分器插損小、平衡度好，但隔離度較差，制作工藝較復雜，微帶功分器制作簡單，但相對帶寬較小。而且以上分布參數(shù)功分器僅限于微波波段的窄頻帶應用，在微波頻段以下，小型化、寬帶功分器的制作比較困難。1.3國內(nèi)研究進展我國對于微帶功分器方面的技術研究報道還比較少，鐘哲夫曾在空間合成高功率微波方面做了一些深入探討，提出每支常規(guī)大功率管子供給一個輸出喇叭、多支喇叭組成陣列,使輻射場在空間合成高功率微波束，重點研究
6、了各種饋源輸出喇叭陣列合成性能。汪海洋曾對高功率合成的關鍵技術，如鎖相源、高功率移相器、功率合成器進行了討論分析。并結(jié)合實驗室實際情況，提出了以三端口輸出相對論磁控管作為相干高功率微波源進行高功率合成技術研究的方案。理論計算和三維電磁仿真軟件HFSS結(jié)合，設計了一種高功率微波介質(zhì)移相器和波導型功率合成器，給出了具體設計參數(shù)。國內(nèi)其他學者對功率合成技術也進行了相關研究。1.4本論文的內(nèi)容和結(jié)構本論文一共由五章組成:第一章是引言部分，首先介紹了本論文的背景及研究意義，然后闡述第22頁共22頁鹽城師范學院畢業(yè)論文（設計）了功分器
7、的發(fā)展過程，以及其在現(xiàn)代電子領域的巨大作用。第二章是軟件介紹部分，主要介紹了MicrowaveOffice軟件的作用及其獨有的功能特色。第三章是理論分析部分，主要介紹了微帶功分器的基本原理，以及對各種不同的功分器的比較。第四章為功分器的設計仿真部分，給出了基于MO軟件的微帶功分器的設計與仿真，同時給出了設計與仿真的結(jié)果。第五章為總結(jié)與展望部分，主要是對本論文的主要工作進行了總結(jié)，指出論文的創(chuàng)新與不足以及需要進一步完善的地方，最后提出了對于該課題進一步研究的個人見解。2軟件介紹2.1MO軟件概述隨著微波、射頻系統(tǒng)設計的復雜化
8、、電路指標的要求的日益提高、電路功能的日益強大、電路尺寸的減小以及設計周期的持續(xù)縮短，傳統(tǒng)的設計方法已經(jīng)遠遠不能滿足微波電路的設計需求。人們逐漸用微波、射頻EDA軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工設計方式。各種微波元器件與系統(tǒng)的設計軟件在射頻領域主要有Agilent公司的ADS軟件、Ansoft公司的HFSS、Desi
