威尔金森功率分配器是一个功率分配器电路。当所有端口匹配时，它可以实现两个输出端口之间的隔离。虽然威尔金森功率分配器可以设计成实现任意功率分配（例如，参见Pozar [1]），但本例将研究等分（3dB）的情况。我们将使用时域有限差分（FDTD）来获取器件的散射参数。
威尔金森功率分配器模拟设置
FDTD仿真文件Wilkinson_power_divider中使用结构组“trace and load”。Wilkinson功率分配器的物理和电气参数在fsp中建立并设置。微带传输线采用二维理想电导体（PEC）矩形板建模，该矩形板放置在厚度为1.59毫米、相对介电常数为2.2的基板上。每段传输线所需的宽度使用公式计算。Pozar [1]中的公式3.195和3.197（参见微带示例中的microstrip.lms脚本文件）分别为4.9毫米（Z0=50欧姆）和2.804毫米（√2Z0=70.7欧姆）。四分之一波长传输线采用二维多边形构成环形结构。 3.194 在 Pozar [1] 中为 λ g/4=55.5 毫米。电阻器使用二维矩形板建模，指定材料 R=100 欧姆。
端口放置在输入和输出走线上，用于注入 0.5 – 1.5 GHz 频率范围内的传输线模式，并计算设备的散射参数。有关其设置的更多详细信息，请参阅端口页面。如下所述，源端口将手动更改为一次触发一个端口。
网格覆盖区域放置在每条轨道上，以解析其长度和宽度。分支轨道的弯曲和角度特性要求 x 和 y 方向上的网格大小相等 (dx=dy)。这不会对与坐标轴对齐的进给轨道和输出轨道产生约束。用于分支轨道的网格覆盖区域的副本放置在输出轨道的右侧，以保持网格对称。
PML 吸收边界条件环绕整个模拟区域，除 z 最小边界外，该边界被指定为模拟微带传输线接地平面的金属边界条件。
威尔金森功率分配器 结果与分析
上图显示了用于隔离和传输仿真的散射参数的频率响应以及1GHz下的电场分布。这些数字是在仿真完成后由脚本生成的。需要注意的是，这些结果可以在轨迹上使用比仿真文件中指定的更细的网格获得。
模拟威尔金森功率分配器其输入（S11=- 40dB，f=1.0GHz）和输出（S22=- 32dB，f=1GHz）端口匹配良好，隔离度良好（S32=- 43dB，f=1GHz），中心频率为1.01GHz，与设计工作频率1GHz的误差在1%以内。此外，我们观察到3dB等功率分配（S31=- 3dB，f=1GHz），模拟频带内变化小于10%。
四川建联微波提供丰富的窄带和宽带配置选择，频率范围覆盖0.5至50 GHz。它们设计用于在50欧姆传输系统中处理10至30瓦的输入功率。采用微带线或带状线设计，并经过优化以实现最佳性能。
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发布时间：2022年12月6日
