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【摘要】本文介紹了一種通過wilkinson功分器進(jìn)行衛(wèi)星通信用多路寬帶功分器的設(shè)計(jì)方法，通過ADS軟件仿真，實(shí)物加工調(diào)試測試以及用戶的最終試用，符合設(shè)計(jì)指標(biāo)需求，滿足系統(tǒng)應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】功分器；多路；寬帶

在衛(wèi)星通信中測試中或者系統(tǒng)應(yīng)用中，經(jīng)常會出現(xiàn)一個(gè)射頻前端與多路終端主機(jī)連接的情況，在這些應(yīng)用中，為了成本和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化考慮，需要用到信號一分多路設(shè)備和信號多路合一路的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)多個(gè)終端共用一個(gè)射頻通道。這個(gè)時(shí)候需要用到功分器進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。功分器它是一種將一路輸入信號分成多路信號輸出或者多路信號輸入合成一路輸出的器件。由于系統(tǒng)應(yīng)用頻率950MHz～2150MHz跨越了一個(gè)倍頻程，設(shè)計(jì)中使用的一分二功分電路采用了三階功分電路級聯(lián)的形式，使用ADS軟件進(jìn)行電路仿真及優(yōu)化，采用Diclad880板材進(jìn)行實(shí)物制作。其參數(shù)如下：厚度H=0.508mm；介電常數(shù)Er=2.2。

一、設(shè)計(jì)與仿真

1.1用戶指標(biāo)需求：工作頻率：950MHz～2150MHz；插入損耗：0.6dB；駐波：≤1.2；輸入輸出阻抗：50歐姆；隔離度：≤25dB。1.2功分器分析一分二的等功分器是三端口網(wǎng)絡(luò)，且由于其為無源器件，又可互易工作，所以反向使用時(shí)，又可稱作為合路器。其分析如下：理想情況下，在作為等功分器進(jìn)行使用時(shí)，輸入功率P1=P2+P3，P1、P2、P3以dBm進(jìn)行表示。但是實(shí)際制作時(shí)，由于微帶電路以及連接器本身所帶來的損耗，所以功率會有一定的損耗，也就是上面指標(biāo)里所提到的插損指標(biāo)，所以基本是P1>P2+P3。在作為等合路器使用時(shí)，P2+P3=P1，P1、P2、P3以dBm進(jìn)行表示。同樣的由于微帶電路以及連接器本身帶來的損耗，實(shí)際輸出有一定的損耗，所以基本是P2+P3>P1。為了盡量的減小損耗，所以對仿真和電路板的加工都有一定的要求。仿真需結(jié)合實(shí)際的加工工藝進(jìn)行計(jì)算。微帶wilkinson功分器的電路圖結(jié)構(gòu)如下圖2所示：在圖2中，單級等功分器的微帶線輸入輸出端口Z0阻抗均為50歐姆，輸入輸出端口之間的微帶線Z1阻抗為2Z0，Z1微帶線：L=λg/4，是為了滿足對（1）端口的無反射條件。端口（2）源端口（3）之間的電阻值為100歐姆，起到兩個(gè)端口之間的隔離作用。在實(shí)際設(shè)計(jì)建模過程中，λg/4線可以選作中心頻率的波長進(jìn)行計(jì)算。由于本產(chǎn)品要求的工作頻率范圍超過一個(gè)倍頻程工作，所以單節(jié)的λg/4阻抗變換器滿足不了設(shè)計(jì)需求，需要用多階阻抗變換器實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。一般情況下，選擇的階數(shù)多，頻帶擴(kuò)展的寬，但是實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要綜合損耗、加工成本、體積等方面的要求，選擇適合產(chǎn)品的階數(shù)就可以進(jìn)行設(shè)計(jì)。本產(chǎn)品由于跨越了一個(gè)倍頻程，選擇了三階進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.3設(shè)計(jì)與仿真根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用指標(biāo)需求，及多路輸入輸出的特性，采用wilkinson電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于要求多路輸出且頻帶超過了一個(gè)倍頻程，采用了一分二級聯(lián)三次的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，一分二功分采用了三階功分電路，滿足寬帶設(shè)計(jì)的需要。電路示意圖如下：在上路圖中，有三種隔離電阻，第一級電阻值100歐姆，第二級電阻值220歐姆，第三級電阻400歐姆。根據(jù)電路示意形式，在ADS軟件里進(jìn)行電路分析仿真，得到仿真結(jié)果，在工作頻帶內(nèi)插損小于0.2dB、駐波小于1.2、隔離度大于25dB。根據(jù)最終的仿真結(jié)果，進(jìn)行電路板的制作，實(shí)物如圖4所示：最終測試結(jié)果插損在部分頻點(diǎn)接近0.4dB，駐波小于1.1，隔離度均大于25dB。根據(jù)調(diào)試分析，插損值高于仿真的結(jié)果，為接地部分效果不良導(dǎo)致的。

二、結(jié)束語：

通過以上對wilkinson功分器的分析、軟件仿真以及實(shí)物的加工測試，從最終的測試結(jié)果來看，基本能夠符合設(shè)計(jì)預(yù)估，由于受到整體接地、腔體屏蔽以及電路板本身帶來的損耗等方面的因素影響，插損高于實(shí)際仿真結(jié)果，可以通過改進(jìn)電路板材，改善接地效果以及增加屏蔽罩等手段進(jìn)行提升。該功分器的設(shè)計(jì)具有很好的工程應(yīng)用效果，可以節(jié)省調(diào)試時(shí)間，達(dá)到批量生產(chǎn)的目的，目前此功分器已接受了用戶的批量訂貨。

參考文獻(xiàn)

[1]林為干.微波網(wǎng)絡(luò)，國防工業(yè)出版社，1978。

[2]顧繼慧.微波技術(shù)，北京科學(xué)出版社，2004。

[3]周揚(yáng).微波功率合成器設(shè)計(jì)研究.成都電子科技大學(xué)，2007

作者：王厚剛 單位：南京創(chuàng)吉信息科技有限公司