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微带双频wilkinson功分器设计与ADS仿真(3)

时间:2022-04-24 20:39来源:毕业论文
1。2。1 麦克斯韦方程 麦克斯韦方程是在归纳电磁实验定律的基础上得出的,它全面反映了时变 电场与时变磁场、场与源以及场与介质之间的普遍规律。在

1。2。1 麦克斯韦方程

麦克斯韦方程是在归纳电磁实验定律的基础上得出的,它全面反映了时变 电场与时变磁场、场与源以及场与介质之间的普遍规律。在各向同性的、均匀的 和线性的煤质中,麦克斯韦方程如下:

其中, J , 为产生电磁场 E, H 的源,有: J j。

式中,各符号的意义以及在国际单位制中的单位分别为:

E ——电场强度,V/m;

H ——磁场强度,A/m;

J ——体电流密度,A/m;

——体电荷密度,C/m3。

,分别表示磁导率和介电常数,在均匀、线性、各向同性介质中, ,不随空 间坐标而变、与场强无关且在空间各个方向上的数值相同。一般的: 

分 别 为 相 对 介 电 常 数 和 相 对 磁 导 率 。 真 空 中 ,文献综述

广义麦克斯韦方程如下:

并且:1。2。2 A 矩阵(A、B、C、D 矩阵)

在微波电路中,经常遇见由许多简单电路级联起来的复杂电路,如滤波器, 阻抗变换器,分支定向耦合器等,常采用 A 矩阵来解决这类问题。通过 A 矩阵 可将四端(二口)网络的前端电压电流表示成后端电压电流的关系。

当 n 个网络级联成一个总的网络时,A 矩阵有如下关系成立:

归一化的 A 矩阵可以表示为:

Z10 , Z20 分别为 1、2 口传输线的特性阻抗。 当 Z10  Z20 Z0 时,有:

A 矩阵的各元素的物理意义如下:

表示端口 2 开路时,1、2 端间的电压传输系数的倒数;

表示端口 2 短路时,电流传输系数的倒数;

表示端口 2 短路时,1 端电压和 2 端电流之比;

表示端口 2 开路时,1 端电流对 2 端电压的比值。

A 矩阵的性质如下:

(1)当网络互易时,有:ad-bc=1

(2)当网络对称时,有:a=d

(3)当网络无耗时,有:a、d 为实数,b、c 为纯虚数。

1。2。3 散射参量S 

散射参量S      是用于表示参考面上入射波电压和反射波电压之间的关系。

图 1。1 二端口网络

当二端口网络特性从散射参量描述时,两端口面上的归一化反射波电压U  与归

~一化入射波电压U之间有如下关系:

或者:各散射参量的定义和物理意义如下:

,表示 2 口的负载匹配时 1 口的电压反射系数;

,表示 1 口的负载匹配时 2 口至 1 口的电压传输系数;

,表示 2 口的负载匹配时 1 口至 2 口的电压传输系数;

,表示 1 口的负载匹配时 2 口的电压反射系数。

1。3   双频 wilkinson 功分器的发展

功率分配器(简称功分器)是一种无源微波网络,将输入信号的功率分为 相等或者不等的几路输出,常用在雷达、多路中继通信机等微波射频电路中。小 型低功耗器件是射频电路的研究热点,微带技术具有体积小、重量轻、成本低、 易实现双频和频带宽等优点。常见的微带功分器有:微带分支线定向耦合器,w 威尔金森功分器,以及双线二分器。本文设计的功分器是微带型的功分器。

在射频电路和测量系统中,功率放大电路中的功率分配的性能影响着整个 系统的通讯质量。最早提出的 Wilkinson 功分器的阻抗匹配器是四分之一波长传 输线,只能工作在单一频率,而且频带较窄。近些年,随着国外关于双频 Wilkinson 功分器研究工作的不断发展。文献 20 提出了双频传输线的概念,并且推导出了 传输线的特性阻抗以及电长度的近似计算公式,使功分器能够在指定的频率和其 偶次谐波处实现相同的阻抗变换的作用。文献 21 给出了双频传输线各个参数的来:自[优.尔]论,文-网www.youerw.com +QQ752018766- 微带双频wilkinson功分器设计与ADS仿真(3):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_93101.html

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