基于ADS的功分器的设计与仿真开题报告
2021-08-08 02:40:42
全文总字数:6168字
1. 研究目的与意义
人类进入二十世纪以来,随着现代电子或通信技术的飞速发展,信息交流越发频繁,各种各样的电子电气设备已经大大影响到各个邻域企业及家庭。无论哪个频段工作的电子设备,都需要各种功能的元器件,既有如电容、电阻、电感、功分器等无源器件,以实现信号匹配、分配、滤波等;又有有源器件共同作用。微波系统无不例外地有各种无源、有源器件,它们的功能是对微波信号进行必要的处理或变换。现代无源器件中,微带功分器从质量及重量上都日显重要。
2. 国内外研究现状分析
自从20世纪40年代mit辐射实验室发明和塑造了种类繁多的波导型功分器和耦合器后,在20世纪50年代中期和60年代又发明了多种采用带状线或微带技术的耦合器。其分析设计方法到六十年代中期为止,都主要以手工计算为基础。对特定的微波网络模型,逐步从数学上来阐明其性质,但是由于没有微波网络的分析模型来完成,整个过程漫长复杂。20世纪七十年代开始计算机的普及和仿真软件的出现,是的模型的设计可有专门的厂家和设计公司完成。这样,在预估计电路性能方面,即使只是基本熟悉计算机使用的工厂技术人员也可以准确而迅速得获得微博电路的优化设计参数,这却是那些只熟悉电路理论而不懂得借助于计算机进行试验设计的人员办不到的。
我国微带功分器方面的技术研究报道还比较少,钟哲夫曾在空间合成高功率微波方面做了一些深入探讨,提出每支常规大功率管子供给一个输出喇叭,多支喇叭组成阵列,使辐射场在空间合成高功率微波束,重点研究了各种馈源输出喇叭阵列合成性能。汪海洋曾对高功率合成的关键技术,如锁相源,高功率移相器,功率合成器进行了讨论分析。并结合实验室实际情况,提出了以三端口输出相对论磁控管作为相干高功率微波源进行高功率合成技术研究方案。理论计算和三维电磁场仿真软件hfss结合,设计了一种高功率微波介质移相器和波导型功率合成器,给出了具体设计参数。国内其他学者对功率合成技术也进行了相关研究。
近年来随着我国国民经济和科学技术的发展,电子信息尤其是无线通信日新月异,3g还没普及,4g已经崭露头角,功率分配器不仅应用在射频功率的分配和合成,在超宽带短脉冲电磁场应用中,采用阵列天线的技术是提高探测距离较为理想的选择,阵列天线的关键技术功分器的研制就相当重要。无线电发射设备中,为了保障足够远的传输距离,待传输信号须经过一系列的功率放大直至获得足够大的功率再送至发送天线。采用功率合成技术将多路固态器件输出功率进行同向叠加,是获得更高输出功率的有效途径之一。
3. 研究的基本内容与计划
功率分配器可以等效地将输入功率分成相等或不相等的几路输出功率的一种多端口的微波网络。在理想情况下,功率分配器各输出端口的输出功率之和等于输入端口功率。但实际上,由于功率分配器存在损耗,各个输出端口输出信号的相位不可能完全一致,这就造成输出各路功率比理想情况要小,也就是说输出端口的功率之和小于输入端口的输入功率。因此,再设计功率分配器时一定要做到各输出端口输出信号幅度和相位一致性高,损耗小;并且各端口间应当具有足够的隔离作用,使得各路互不影响。
功分器的功能就是将输入信号等分或不等分地分配到各个输出端口,并保持相同的输出相位。通过功分器的学习,利用ads仿真软件,设计一个功分器,并仿真得到其各端口的s参数。
功分器设计主要技术指标:
频率范围:0.9-1.1ghz
4. 研究创新点
我将设计的是等分微带功分器,设计功分器时尽量做到各输出端口输出信号幅度和相位一致性高,使得损耗变小,并且保证各个端口间具有足够的隔离作用,使得各路互不影响。
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