Wilkinson-vermogensverdeleris een vermogensverdelercircuit. Wanneer alle poorten op elkaar zijn afgestemd, kan het isolatie tussen twee uitgangspoorten realiseren. Hoewel de Wilkinson-vermogensverdeler kan worden ontworpen om elke vermogensdeling te realiseren (zie bijvoorbeeld Pozar [1]), zal dit voorbeeld het geval van gelijke deling (3 dB) bestuderen. FDTD zal worden gebruikt om de verstrooiingsparameters van het apparaat te verkrijgen.
Wilkinson-vermogensverdelerAnaloge instellingen
De structuurgroep "trace and load" wordt gebruikt in het FDTD-simulatiebestand Wilkinson_power_divider. De fysieke en elektrische parameters van de Wilkinson-vermogensverdeler worden opgebouwd en ingesteld in fsp. De microstrip-transmissielijn wordt gemodelleerd met behulp van een tweedimensionale perfecte elektrische geleider (PEC) rechthoekige plaat geplaatst op een 1,59 mm dik substraat met een relatieve diëlektrische constante van 2,2. De vereiste breedte van elk transmissielijnsegment wordt berekend met behulp van vergelijking 3.195 en 3.197 in Pozar [1] (zie het scriptbestand microstrip.lms in het microstrip-voorbeeld) zijn respectievelijk 4,9 mm (Z0=50 ohm) en 2,804 mm (√2Z0=70,7 ohm). De kwartgolflengte-transmissielijn wordt geconstrueerd met behulp van 2D-polygonen die een ring vormen. 3.194 in Pozar [1] is λ g/4=55,5 mm. De weerstand wordt gemodelleerd met behulp van een 2D rechthoekige plaat die een materiaal met R=100 ohm specificeert.
De poorten zijn geplaatst op de in- en uitgangssporen om de transmissielijnmodus in het frequentiebereik van 0,5 – 1,5 GHz te injecteren en de verstrooiingsparameters van de apparatuur te berekenen. Zie de pagina 'Poorten' voor meer informatie over de instellingen. Zoals hieronder beschreven, wordt de bronpoort handmatig gewijzigd om telkens één poort te activeren.
Het rasterdekkingsgebied wordt op elk spoor geplaatst om de lengte en breedte ervan te bepalen. De buig- en hoekeigenschappen van het aftakkingsspoor vereisen dat de rastergrootte in de x- en y-richting gelijk is (dx=dy). Dit is geen beperking voor de invoer- en uitvoersporen die zijn uitgelijnd met de coördinatenassen. Een kopie van het rasterdekkingsgebied dat wordt gebruikt voor het volgen van de aftakkingen wordt rechts van het uitvoerspoor geplaatst om een symmetrisch raster te behouden.
De PML-absorptierandvoorwaarde omringt het gehele simulatiegebied, met uitzondering van de z-minimumgrens, die is aangewezen als de metalen randvoorwaarde die het aardingsvlak van de microstrip-transmissielijn simuleert.
Wilkinson-vermogensverdeler Resultaten en analyse
De bovenstaande afbeelding toont de frequentierespons van de verstrooiingsparameters die gebruikt zijn voor de isolatie- en transmissiesimulatie, evenals de elektrische veldverdeling bij 1 GHz. Deze waarden worden gegenereerd door het script nadat de simulatie is voltooid. Het is belangrijk op te merken dat deze resultaten ook verkregen kunnen worden met fijnere meshes dan die gespecificeerd in het simulatiebestand.
Het analogeWilkinson-vermogensverdelerDe ingangspoort (S11=-40dB, f=1,0GHz) en de uitgangspoort (S22=-32dB, f=1GHz) zijn goed op elkaar afgestemd, de isolatie is goed (S32=-43dB, f=1GHz) en de middenfrequentie is 1,01GHz, wat binnen 1% van de ontwerpfrequentie van 1GHz ligt. Bovendien hebben we een gelijkmatige vermogensdeling van 3 dB (S31=-3dB bij f=1GHz) waargenomen met een verandering van minder dan 10% in de analoge frequentieband.
Si Chuan Keenlion Microwave biedt een ruime keuze aan smalband- en breedbandconfiguraties, met frequenties van 0,5 tot 50 GHz. De microgolven zijn ontworpen voor een ingangsvermogen van 10 tot 30 watt in een 50-ohm transmissiesysteem. Er wordt gebruikgemaakt van microstrip- of stripline-ontwerpen, geoptimaliseerd voor de beste prestaties.
We kunnen de vermogensverdeler ook aanpassen aan uw wensen. U kunt de volgende gegevens invoeren:Gebruik de aanpassingspagina om de gewenste specificaties op te geven.
Sichuan Keenlion Microwave Technology Co., Ltd.
E-mail:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com
Geplaatst op: 06-12-2022
