威尔金森功分器阻抗计算
微波工程威尔金森功率分配器
仿真结果
输入端口、输出端口的回波损耗在 三个频带内都优于13dB。
04
结论
慢波结构通过减小相位速度从而减小了 增加了电尺寸从而减小了电路尺寸；基 于QWOS的滤波器获得了三个工作频带。 通过使三个滤波器根据所需频率放置在 经过精确计算的50欧姆传输线上的不同 位置，来准确获得了三个通频带，同时 具有低插入损耗。与其他现有研究相比 较，除了有轻微的电路面积增加以外， 具有了40%、10.5%、17.9%的更宽的 相对带宽。
• 一个宽频带的和一个新型的基于QW OS的三频带带通滤波器
威尔金森功率分配器
由威尔金森1提出的匹配的对称双功率分 频器，是用于相同的幅值/相位功率划分 的拓扑结构之一。威尔金森提出了匹配的 双向功率分配器的基本配置，即 三个特性阻抗需满足关系1：1.414：2:1 ，同时在两个输出端口之间引入一个电阻， 从而增强了它们之间的隔离。由于威尔金 森的分频器利用一个四分之一波长的变压 器来将分割线与输入端口相匹配，变压器 的尺寸——特别是低频应用—— 的尺寸是无法接受的。使用传统的方法将 这种分频器的操作扩展到双/三波段，单/ 双阻抗变压器需要。因此，双/三带的功率 分器占据了更多的空间，增加了电路/芯片 的面积，特别是在使用低介电常数基板的
设计结果
经计算以及调试后的电路尺寸如图 所示，该设计达到了良好的性能， 获得了宽频带和低回波损耗的性能。
如左图所示，可以看出，在1.5、1.9、 2.35GHZ的三个中心频率上均有宽频 带，低损耗，插入损耗分别为0.009、 0.25、0.38db。
03
仿真结果
如图所示： 在1.5/1.9。2.35GHZ的三个频点上分别都 能实现接受到的功率为一端口输入功率的一 半，即S21=3db，且每个工作频率都有较 大带宽。在两个输出端口之间有大于15dB 的隔离度。
一个具有1-6功分比的威尔金森功率分配器的设计
(---------------翻译的外文文献——作业------------------)
姓名：罗泰尔
学号：20089010
班级：0510801
摘要
现在人们提出了制造一个于1:6功率分配比的威尔金森功率分配器的建议。提出的1:6功分比的功率分配器有特性阻抗 的微带线通过一个简单的矩形陷地结构（DGS）。取而代之的是以前的河曲形DGS，建议的矩形形DGS生产的传输线有高得多的特性阻抗，因为下降了其等效电容以及增加了其电感。 特性阻抗微带线的分析验证程序。测得的结果表明提出的1:6功分比威尔金森分频器有一个好的协议与预测的优异性能。
图-3 DGS线测得的S参数。
图-3显示“DGS线”S参数的测量，如图-2所示。DGS线的有效长度被选定在中心频率1.5GHz( )为四分之一波长。为了得到 的参数 必须在频率 处对-1.01dB。
图-4简化的模型，以确定DGS线的特性阻抗（ ）。
由图-4和式（1）〜（3）可确切地证明 微带线的核查程序。图-4简化的模型，以确定DGS线的特性阻抗（ ）。当 时，反射系数（ ）的幅度为最大的，且其值可以从 使用公式（1）来计算。一旦 是已知的，用公式（2）可以计算出 。最后， ，DGS线的特性阻抗值计算出为
II.具有高于 的高阻抗DGS微带线
图-1是具有两个端口的威尔金森功率分配器的原理图。如果功分比为 ， 应该是一个非常高的阻抗。对于微带线的情况下而言，高阻抗有时几乎是实现不了的。
表-1给出了以N = 1到n = 6时 的要求。当N等于6，需要具有 的微带线。
图-1具有1：N功分比的威尔金森功率分配器原理图。
(a)理想的S参数(ADS)
(b) EM仿真(HFSS)
一个的威尔金森功一分四功分器精选全文
⼀个1.1~1.6GHz的威尔⾦森功⼀分四功分器设计威尔⾦森功分器设计的理论知识如下：其中k为端⼝2与端⼝3的功率分配⽐，⼀般使⽤的情况，都是2，3端⼝功率相等。
所以k⼀般都为1.在实际使⽤中，⼀般端⼝都是取50欧姆。
所以为50欧姆， R2，R3也为50欧姆；⽽ , 为端⼝的分路并最终接地，所以他们为100欧姆。
则威尔⾦森功分器的关键的技术只是1/4波长传输线的阻抗变换技术。
因为已知 , 和R2,R3，所以,便可以根据公式计算出来为70.7欧姆。
然后隔离电阻R，可以计算得到为100欧姆。
另外⼀般在会在端⼝2，端⼝3引出⼀截适当长度的50欧姆微带线，⽤于焊接⽅便。
所以⼀般的功分器结构会是下图这样：设计步骤：1.选择相应的pcb，得到其厚度，介电常数，正切损耗⾓等参数。
2.使⽤ADS的line-cal软件，计算中⼼频率1.414GHz的50欧姆阻抗时，70.7欧姆阻抗时的宽度W1, 和W2 。
以及计算70.7欧姆，电⽓长度为90度（1/4波长）时对应的微带线长度。
这样使⽤这些数据便可以设计相应的⼀分⼆功分器了。
⼀分四功分器则在原来⼀分⼆的功分器基础上复制到输出端即可。
另外在布线的时候，需要注意线条的间距，不宜过近导致发⽣耦合问题。
建议每条微带线间应有2倍线宽或2倍板⼦厚度及以上的距离。
最后得到PCB图形如下：其性能在4个输出端⼝是⼀样的，所以这⾥只展⽰2端⼝如下：可以看出其每个端⼝的回损都有在-10以下，隔离度都在在-15dB以下。
传输损耗S21为6.6 。
性能说不好很好，但也能⽤。
另外其每个端⼝相位平衡度都重合，其⽤作合路器的时候，性能还算ok。
威尔金森是怎么设计出威尔金森功分器的？
威尔金森是怎么设计出威尔金森功分器的？威尔金森功分器是个好东西，在射频领域里面应用很广泛。
第一次认识它是在教科书上，书上介绍了他的原理，自己也琢磨了很久，也理解了奇偶模分析的方法和隔离电阻的作用。
但是一直想知道威尔金森是怎么设计出来的？我们是否也可以按照一定的思路设计功分器呢？下面就去找这个思路，最终找到的这个思路可以方便的设计各种各样的功分器，俺的同事已经实践了哈，大家看完也可以试验一把。
首先明确一下这个功分器的要求：1.在微波射频领域，能量是非常宝贵的，所以设计的功分器不能够额外损失能量，如果分为两路的话就是每一路损耗3dB，即︱S21︱=︱S31︱=0.7072.各端口均50欧姆匹配，且两个输出口的完全隔离，即︱S11︱=︱S22︱=︱S33︱=︱S32︱=︱S23︱= 0图2根据以上的要求，我们设计一个对称的功分器，这样就可以只考虑一个端口，上面条件的一半就可以了，即︱S21︱=0.707，︱S11︱=︱S22︱=︱S32︱=0。
如图2所示，从中间把这个我们要设计的功分器分开，两边的的电压都是一模一样的，处处都是开路点。
1．由于端口1匹配，所以输入阻抗为50欧姆。
从1端口输入的能量分为对称的两路，那么每一路的阻抗都是100欧姆。
这个功分器第一个任务的就要用开路线左边的部分把端口2的50欧姆变换到100欧姆，且无损耗。
2．根据微波网络的理论，如果我们使用的都是电容，电感，传输线，电阻这些互易原件，那么整个功分器也就是互易的（关于对这个理论的理解后面文章会给出解释）。
即︱S2 1︱=︱S12︱=0.707。
也就是从端口2到端口1的能量为一半，那另外一半呢？又不能反射回去，又不能泄漏到端口3。
所以这个功分器的第二个任务就是要有一个电阻来吸收端口2入射过来的一半能量。
这个需求太抽象了，还要细化分解，下面利用奇偶模的方法来分析一下。
如下图所示，从端口2输入一个电压幅度为1的波，分解为奇偶模式，偶模式就是1端口输入情况下功率分配的逆过程，端口2、3均无反射波，有一半的能量从端口1输出，那么奇模的能量必须都要消耗到电阻上，不能有反射波回来。
微波射频学习笔记11.Wilkinson功率分配器
威尔金森功分器一、3dB功分器的结构组成3dB即等分一分二功分器；其电路结构如下图：①输入线，阻抗Z0；②两路阻抗√2*Z0的1/4波长阻抗变换线；③2*Z0隔离电阻；④两路输出线，阻抗Z0。
（3dB代表功率降低一半，参考前面博客内容）比如阻抗Z0=50Ω：1.输入输出阻抗Z0均为50Ω，与外接设备均匹配；2.1/4波长变换线阻抗70.7Ω；3.隔离电阻R=100Ω；4.从输出端口往输入端口看，依然是匹配的，所以此功分可作为合路器使用。
注：为什么1/4波长线阻抗√2*Z0?为什么隔离电阻2*Z0，为什么有隔离电阻？搜奇偶模分析，朕看不懂，遂pass。
只知道：①输出匹配时，没有功率消耗在电阻上（隔离电阻两端信号等幅等相，无压差，不过信号）；②输出匹配时，输出端口反射的功率会消耗在电阻上，所以输出端口是相互隔离的。
总结：Wilkinson功分器多为微带线和带状线结构，它解决了T型结功分器不能全端口匹配和没有隔离的缺点，但是因为隔离电阻承受功率受限；同时单节功分器带宽不宽，一般采用多节结构。
二、不等分2路功分器若输入端口功率为P1，输出端口功率分别为P2、P3，设P3/P2=K2。
Z3 = Z0*√（（1+K2）/K3）Z2 = K2*Z3 = Z0*√K（1+K2）R=Z0（K+1/K）三、多路Wilkinson功分器当N≥3时，隔离电阻需要跨接，制作比较困难，如下图：①所以一般多路功分器是在一分二的基础上在分二等等...②另外一分三，可以在不等分一分二的基础上，在等分二；③还有当所需路数为奇数时，也可以选择偶数路然后负载堵上一路，懂我意思吧?...四、多节Wilkinson二功分器根据通带起始频率f1和终止频率f2，查表得各节阻抗和隔离电阻值，如下：将上图翻译成人话，就是这个：二等分多节功分器阻抗值和隔离电阻值表其中，特征阻抗值和隔离电阻值为解除归一化处理的实际值，取到小数点后两位；隔离电阻值取整数，因为贴片电阻值都有固定值，所以仿真时，需要就近选择，市面上不需要定制的阻值如下：1 , 1.1 , 1.2 , 1.3 , 1.5 , 1.6 ，1.8 ，2，2.2 ，2.4，2.7 ，3，3.3，3.6，3.9，4.3，4.7，5.1，5.6，6.2，6.8，7.5，8.2，9.1。
一种Wilkinson和Gysel结合的不等分功分器设计
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｕｎｅｑｕａｌ；Ｄｉｖｉｄｅｒ；Ｗ ｉｌｋｉｎｓｏｎ；Ｇｙｓｅｌ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ
引 言
功分 器 在 雷 达 通 信 系 统 中 是 非 常 重 要 的 元 器 件 。在众 多功分器 种类 中 ，Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分 器￣ｌＧｙｓｅｌ 功分 器是 最常用 的两种 结构 ［１。】。威尔金 森功分 器具 有 带宽 宽 ，匹配 、隔离性 能好 等 优势 。 Ｇｙｓｅｌ功分 器在 大 功率微 波合 成技 术领 域得 到 了广泛 的应 用 ， 其 结构对 称 ，可 外接 隔离 负载 ，结构 容易 实现 。同 时相对 于威 尔金森 功 分器具 有 更强 的功 率容量 的特 点 。但是 一般Ｇｙｓｅｌ功分器 相对于 威尔金森 功分器 ， 带 宽上存在 一定 的劣势 。
—
—
Ｙ２＋ｊ（Ｇ１＋ｊＹ３ｔａｎ（０））ｔａｎ（Ｏ）
为 了 得 到 良 好 的 匹 配 ， 中 心 频 率 电 长 度
０＝９０。，端 口２偶模激励下 的Ｙｅ 等于Ｙ０２ｏ
由
Ｙｅｖｅ ＝蔫＝Ｙ０２ （５）
ｚ１＝厢 ，ｚ ＝√警 （６）
图２功分器等效 电路
对 于不 等分 功分 器 的难 题 ，将 １端 口等 效为 图２
用 。利用文献口 中奇偶模分析法对该结构进行分析 。
张 玲 等 ：一 种Ｗ ｉｌｋｉｎｓｏｎ和Ｇｙｓｅｌ结 合 的不 等 分 功分 器 设 计
偶 模 激 励 情 况 下 ，其 电路 相 应 的 阻抗 计 算 如
下 ：
Ｚ０ ｐｏｒ
2.4GHz Wilkinson功率分配器设计
关 键 词 ：Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ 功 分 器 ；ＡＤＳ 软 件 ；回 波 损 耗 ；插 入 损 耗 ；隔 离 度 中 图 分 类 号 ：ＴＮ６２６ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：２０９６１９１Ｘ（２０１９）０３００５３０５ 犇犗犐：１０．１４１５２／ｊ．ｃｎｋｉ．２０９６１９１Ｘ．２０１９．０３．０１１
（山西工商学院 计算机信息工程学院，山西 太原 ０３０００６）
摘 要：首先介绍 Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ功分器的基本原理和性能参数，在结构分析中采用奇偶模分 析 法 对功分器电路进行剖析。之后利用 ＡＤＳ 软 件 建 立 了 一 个 频 率 为 ２．４ ＧＨｚ的 参 数 模 型，对 回 波 损 耗、插 入 损 耗 和 隔 离 度 进 行 仿 真。 最 后 绘 制 版 图，对 比 版 图 仿 真 结 果 和 原 理 图 仿 真 结 果，找 出 造 成 性 能 参 数 变 化 的 原 因 ，设 计 出 满 足 要 求 的 功 分 器 。
－４ｄＢ，隔离度 Ｓ２３小于－２０ｄＢ。
２ Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ 功 分 器 的 参 数 设 置
在 原 理 图 中 ，首 先 设 置 微 带 线 的 参 数 如 下 ： 犎 ＝０．８ｍｍ，表示微带线基板厚度为０．８ｍｍ；Ｅｒ＝４．３，表示微带线的相对介电常数为４．３；Ｍｕｒ＝１，表
威尔金森功分器四分之波长阻抗变换器
威尔金森功分器四分之波长阻抗变换器下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!威尔金森功分器四分之波长阻抗变换器：理论与应用概述在微波电路设计中，威尔金森功分器和四分之一波长阻抗变换器是两个常用的组件，它们在无线通信系统和射频电路中扮演着重要的角色。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
威尔金森功分器阻抗计算
威尔金森功分器（WilkinsonPowerDivider）是一种常用的无源微波功分器，常用于将输入信号均匀分配到多个输出端口上，并使每个输出端口之间具有相等的功率。
这种功分器通常由电阻和电容组成，其电路结构简单且易于实现。
威尔金森功分器的阻抗计算可以按照以下步骤进行：
1.首先确定功分器的端口个数，假设为n个。
2.对于每个输出端口，假设其电阻为Zout，输入端口电阻为Zin。
3.根据电路的工作原理，威尔金森功分器的输入电阻应等于输出电阻的平方和加上输入电阻的平方，即：
Zin=(Zout^2+Zout^2+...+Zout^2)+Zin^2
即
Zin=n*Zout^2+Zin^2
将Zin和n代入上式中，即可得到Zout的计算公式。
4.求解Zout，可以使用以下计算公式：
Zout=sqrt(Zin/n)
这里的sqrt表示开方运算，Zout表示每个输出端口的电阻值。
需要注意的是，威尔金森功分器的阻抗计算结果是理论值，
在实际应用中可能会受到一些实际因素的影响，如器件的制造
精度、特性参数的漂移等。
因此，在实际设计中，需要对计算
结果进行合理的修正和调整，以确保性能的实际表现符合要求。