基于ADS与HFSS的带状线功分器的设计与实现

        微波功分器是无源微波器件。用于功率分配或功率合成 在微波系统中，需要将输入功率按一定的比例分配到各输出端口，如微波信号分离、阵列天线馈电等，在微波系统中有着广泛的应用。它的性能直接影响到整个系统功率分配和合成效率。自从1960年Wilkinson首次提出Ⅳ路耦合的功率分配器后．功分器得到了广泛的研究，并越来越为人们所重视，成为高频电路中使用最为广泛的微波器件之一，在微波功率传感器、混频、相位检测等电路中均有应用。
        功分器为通信系统中最常用的无源器件之一，功分器主要有同轴腔体功分器、微带线功分器与带状线功分器。其中微带功分器的优点是体积小、隔离度大，但同时也存在功率容量小、插入损耗大的缺点 ；同轴腔体功分器的优点是功率容量大、插入损耗小，其缺点是体积大、隔离度小。因此在对功率容量与隔离度都有要求的情况下同轴腔体功分器与微带线功分器就难以满足要求，而带状线功分器则可以同时满足较大的功率容量与隔离度。
        在众多的仿真软件中，ADS为基于矩量法的2.5D电磁仿真软件，其在设计平面结构器件时有较大的优势，而在带状线功分器设计过程中，单独采用ADS仿真则存在仿真精度不高的缺点，导致ADS仿真结果与实测结果有较大的出入，但ADS具有仿真优化速度快的优点，并可实时观察结构参数变化引起的性能参数的变化趋势。HFSS为基于有限元的3D电磁仿真软件，其对分析仿真任意三维无源结构的高频电磁场仿真优化精度较高，但由于软件算法本身原因，存在计算量较大仿真优化速度较慢的缺点。因此将ADS与HFSS结合使
用．可先用ADS仿真快速得到优化结果，然后将ADS仿真结果输入HFSS中进行二次仿真优化，以提高仿真精度与设计效率。
        教程中阐述了一种新颖的仿真方法用于设计带状线功分器，该方法将ADS与HFSS联合使用，并以一款带状线功分器的设计为例，在较短时间成功制备出工作频率700～2 700 MHz，回波损耗小于一22 dB，插入损耗为3．1 dB(舍分配比)，带内波动小于0.1 dB。隔离度大于20 dB的高质量带状线功分器。通过比较仿真和测试结果，两者基本一致，这表明该仿真方法可大大提高仿真效率，缩短研发周期。

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