5。3  电磁场仿真软件介绍 25

5。3。1  Agilent ADS软件介绍 25

5。3。2  Ansoft HFSS软件简介 26

5。4  三节二等分宽带功分器设计 26

5。5  一分四组合宽带功分器设计 28

5。6  模型仿真及优化 29

5。6。1  三节二等分宽带功分器仿真 29

5。6。2  一分四组合宽带功分器仿真 31

5。7  本章小结 32

结  论 33

致  谢 34

参 考 文 献 35

1  绪论

1。1  课题研究背景及意义

由于信息时代人们对通信的需求与日俱增，可用微波频段资源的使用越来越密集。为了让现有的频段资源得到更充分有效的利用，研究发展能应用于多频段及宽带的现代通信技术成为当下热点。功率分配器是一种广泛应用于微波领域的，经功率分配器可以把输入信号功率按一定的比例多路相等或不等的输出信号功率配比到各个单元，如图1。1所示。在微波领域的应用中，功率分配器是雷达系统和天线馈电系统重要组成部件，其优异稳定的性能是确保系统能量正常分配的关键。

图1。1 功率分配示意图

基于前人关于功率分配器设计及原理的众多研究成果，T型结构功率分配器及Wilkinson功率分配器设计理论是现阶段比较常见的功率分配器设计基础，在此基础上对其进行改进设计使其性能更加优化，以适应市场对小型化、高稳定性、宽频段功率分配器的需求。Wilkinson功率分配器是微波电路中比较普遍的一种无源器件，其不但具有较好的相位幅度特性，还具有较高的隔离度和可以同时实现各个端口的匹配等优点。Wilkinson功率分配器结构如下图1。2所示。充分利用Wilkinson功率分配器在特性上的优势，同时考虑到单节的Wilkinson功率分配器只能工作在较窄的率范围，提出了一种基于Wilkinson功率分配器的基本原理结合级联结构的宽带功率分配器设计方案具有现实。

图1。2 Wilkinson二等分功率分配器

功率分配器的现实应用广泛，在各种通讯设备都比较常见，研究功率分配器的设计具有实际意义。功率分配器的类型很多，比较常见的有采用设计的功率分配器，采用微带线设计的功率分配器，采用设计的功率分配器，以及采用设计的功率分配器等。

性能优良的功率分配器要求各端口良好，具有较小的传输损耗，可在指定的频率范围内实现按比例功率输出等基本功能。本次课题设计将基于Wilkinson结构的功率分配器进行改进设计，并通过HFSS软件进行仿真优化，使其能实现宽频带并尽可能降低传输损耗。

HFSS三维磁仿真软件是由美国Ansoft公司开发的具有高度、高定性、高速等特性的设计工具，在通信、电子、航空航天等多个领域应用广泛，运用HFSS软件可以高效地完成各种高频、射频结构的设计仿真，从而缩短研发周期节约开发成本。目前，HFSS是在微波、高频无源器件设计中的首选工具。HFSS三维电磁仿真的运用到宽带功率分配器设计，能使设计过程更加简便、灵活。

1。2  功率分配器研究现状

1。3  课题主要工作

本课题的要求是基于Ansoft HFSS电磁仿真软件设计一个宽带功率分配器，以调研国内外微波宽带功分器的发展状况和未来的发展趋势作为参考，深入对功率分配器的原理及设计流程的了解。通过全程参与设计了一个宽带功率分配器模型，巩固了本科学习期间对所学专业知识的综合应用能力。