基于ADS與HFSS的帶狀線功分器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

        微波功分器是無源微波器件。用于功率分配或功率合成 在微波系統(tǒng)中，需要將輸入功率按一定的比例分配到各輸出端口，如微波信號(hào)分離、陣列天線饋電等，在微波系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。它的性能直接影響到整個(gè)系統(tǒng)功率分配和合成效率。自從1960年Wilkinson首次提出Ⅳ路耦合的功率分配器后．功分器得到了廣泛的研究，并越來越為人們所重視，成為高頻電路中使用最為廣泛的微波器件之一，在微波功率傳感器、混頻、相位檢測(cè)等電路中均有應(yīng)用。
        功分器為通信系統(tǒng)中最常用的無源器件之一，功分器主要有同軸腔體功分器、微帶線功分器與帶狀線功分器。其中微帶功分器的優(yōu)點(diǎn)是體積小、隔離度大，但同時(shí)也存在功率容量小、插入損耗大的缺點(diǎn) ；同軸腔體功分器的優(yōu)點(diǎn)是功率容量大、插入損耗小，其缺點(diǎn)是體積大、隔離度小。因此在對(duì)功率容量與隔離度都有要求的情況下同軸腔體功分器與微帶線功分器就難以滿足要求，而帶狀線功分器則可以同時(shí)滿足較大的功率容量與隔離度。
        在眾多的仿真軟件中，ADS為基于矩量法的2.5D電磁仿真軟件，其在設(shè)計(jì)平面結(jié)構(gòu)器件時(shí)有較大的優(yōu)勢(shì)，而在帶狀線功分器設(shè)計(jì)過程中，單獨(dú)采用ADS仿真則存在仿真精度不高的缺點(diǎn)，導(dǎo)致ADS仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果有較大的出入，但ADS具有仿真優(yōu)化速度快的優(yōu)點(diǎn)，并可實(shí)時(shí)觀察結(jié)構(gòu)參數(shù)變化引起的性能參數(shù)的變化趨勢(shì)。HFSS為基于有限元的3D電磁仿真軟件，其對(duì)分析仿真任意三維無源結(jié)構(gòu)的高頻電磁場(chǎng)仿真優(yōu)化精度較高，但由于軟件算法本身原因，存在計(jì)算量較大仿真優(yōu)化速度較慢的缺點(diǎn)。因此將ADS與HFSS結(jié)合使
用．可先用ADS仿真快速得到優(yōu)化結(jié)果，然后將ADS仿真結(jié)果輸入HFSS中進(jìn)行二次仿真優(yōu)化，以提高仿真精度與設(shè)計(jì)效率。
        教程中闡述了一種新穎的仿真方法用于設(shè)計(jì)帶狀線功分器，該方法將ADS與HFSS聯(lián)合使用，并以一款帶狀線功分器的設(shè)計(jì)為例，在較短時(shí)間成功制備出工作頻率700～2 700 MHz，回波損耗小于一22 dB，插入損耗為3．1 dB(舍分配比)，帶內(nèi)波動(dòng)小于0.1 dB。隔離度大于20 dB的高質(zhì)量帶狀線功分器。通過比較仿真和測(cè)試結(jié)果，兩者基本一致，這表明該仿真方法可大大提高仿真效率，縮短研發(fā)周期。

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