Wilkinson LeistungsteilerEs handelt sich um eine Leistungsteilerschaltung. Bei angepassten Anschlüssen kann eine galvanische Trennung zwischen den beiden Ausgängen realisiert werden. Obwohl der Wilkinson-Leistungsteiler für beliebige Leistungsaufteilungen ausgelegt werden kann (siehe z. B. Pozar [1]), wird in diesem Beispiel der Fall einer gleichmäßigen Aufteilung (3 dB) untersucht. Die Streuparameter des Bauelements werden mittels FDTD ermittelt.
Wilkinson LeistungsteilerAnaloge Einstellungen
Die Strukturgruppe „Leiterbahn und Last“ wird in der FDTD-Simulationsdatei „Wilkinson_Leistungsteiler“ verwendet. Die physikalischen und elektrischen Parameter des Wilkinson-Leistungsteilers werden in fsp erstellt und festgelegt. Die Mikrostreifenleitung wird als zweidimensionale, ideal leitfähige (PEC) rechteckige Platte auf einem 1,59 mm dicken Substrat mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 2,2 modelliert. Die erforderliche Breite jedes Leitungsabschnitts wird mithilfe der Gleichung 3,195 und 3,197 in Pozar [1] (siehe Skriptdatei microstrip.lms im Mikrostreifenbeispiel) berechnet. Diese Werte entsprechen 4,9 mm (Z0 = 50 Ω) bzw. 2,804 mm (√2Z0 = 70,7 Ω). Die Viertelwellenlängen-Leitung wird aus zweidimensionalen Polygonen konstruiert, die einen Ring bilden. 3.194 in Pozar [1] ist λ g/4=55,5 mm。 Der Widerstand wird durch eine 2D rechteckige Platte modelliert, die ein Material mit R=100 Ohm spezifiziert.
Die Ports werden an den Ein- und Ausgangsleitungen platziert, um den Übertragungsleitungsmodus im Frequenzbereich von 0,5 bis 1,5 GHz einzuspeisen und die Streuparameter des Geräts zu berechnen. Weitere Informationen zu den Einstellungen finden Sie auf der Seite „Ports“. Wie unten beschrieben, wird der Quellport manuell geändert, um jeweils einen Port anzusteuern.
Der Netzabdeckungsbereich wird auf jeder Leiterbahn platziert, um deren Länge und Breite zu bestimmen. Aufgrund der Krümmungs- und Winkeleigenschaften der Abzweigleiterbahn muss die Gitterweite in x- und y-Richtung gleich sein (dx = dy). Dies gilt nicht für die Zufuhr- und Abzweigleiterbahnen, die entlang der Koordinatenachse ausgerichtet sind. Eine Kopie des für die Abzweigverfolgung verwendeten Netzabdeckungsbereichs wird rechts neben der Abzweigleiterbahn platziert, um ein symmetrisches Netz zu gewährleisten.
Die PML-Absorptionsrandbedingung umschließt den gesamten Simulationsbereich, mit Ausnahme der z-Minimum-Randbedingung, die als Metallrandbedingung zur Simulation der Erdungsebene der Mikrostreifenleitung bezeichnet wird.
Wilkinson Leistungsteiler Ergebnisse und Analyse
Die obige Abbildung zeigt den Frequenzgang der Streuparameter, die für die Isolations- und Transmissionssimulation verwendet wurden, sowie die elektrische Feldverteilung bei 1 GHz. Diese Werte werden vom Skript nach Abschluss der Simulation generiert. Es ist zu beachten, dass diese Ergebnisse entlang der Trajektorie auch mit feineren Netzen als den in der Simulationsdatei angegebenen erzielt werden können.
Das AnalogeWilkinson LeistungsteilerDie Anpassung an den Ein- (S11 = -40 dB, f = 1,0 GHz) und Ausgängen (S22 = -32 dB, f = 1 GHz) ist gut, die Isolation ist gut (S32 = -43 dB, f = 1 GHz) und die Mittenfrequenz beträgt 1,01 GHz, was innerhalb von 1 % der Auslegungsfrequenz von 1 GHz liegt. Darüber hinaus wurde eine 3-dB-Leistungsverteilung (S31 = -3 dB bei f = 1 GHz) mit einer Änderung von weniger als 10 % im analogen Frequenzband beobachtet.
Si Chuan Keenlion Microwave bietet eine große Auswahl an Schmalband- und Breitbandkonfigurationen für Frequenzen von 0,5 bis 50 GHz. Sie sind für Eingangsleistungen von 10 bis 30 Watt in einem 50-Ohm-Übertragungssystem ausgelegt. Es werden Mikrostreifen- oder Streifenleitungsdesigns verwendet, die für optimale Leistung optimiert sind.
Wir können den Leistungsverteiler auch an Ihre Anforderungen anpassen. Sie können die folgenden Angaben eingeben:Anpassungsseite zur Angabe der benötigten Spezifikationen.
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Veröffentlichungszeit: 06.12.2022
