威尔金森功率分配器是一个功率分配电路。当所有端口都匹配时，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]），但本例将研究均分（3dB）的情况。 FDTD 将用于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中使用了结构组“trace and load”。 Wilkinson 功率分配器的物理和电气参数在 fsp 中建立和设置。微带传输线使用放置在 1.59mm 厚基板上的二维完美电导体 (PEC) 矩形板进行建模，相对介电常数为 2.2。每个传输线段所需的宽度可使用公式计算。 Pozar [1] 中的 3.195 和 3.197（参见微带示例中的 microstrip.lms 脚本文件）分别为 4.9mm（Z0=50 欧姆）和 2.804 mm（√ 2Z0=70.7 欧姆）。四分之一波长传输线是使用形成环的二维多边形构建的。 Pozar [1] 中的 3.194 为 λ g/4=55.5 mm。 该电阻器使用指定 R=100 欧姆材料的 2D 矩形板进行建模。
将端口放置在输入和输出走线上，以注入 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，将手动更改源端口以一次触发一个端口。
网格覆盖区域放置在每个轨道上，以确定其长度和宽度。分支迹线的弯曲和角度特性要求x和y方向上的网格尺寸相等(dx=dy)。这不是对与坐标轴对齐的进给和输出轨道的约束。用于分支跟踪的网格覆盖区域的副本放置在输出轨迹的右侧，以保持对称的网格。
PML 吸收边界条件包围整个模拟区域，但 z 最小边界除外，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。这些数字是在模拟完成后由脚本生成的。应该注意的是，可以使用比模拟文件中指定的网格更精细的网格在轨迹上获得这些结果。
模拟威尔金森功率分配器输入（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相差1%以内。此外，我们观察到 3dB 等功率划分（S31=- 3dB at f=1GHz），模拟频段的变化小于 10%。
四川科恩狮微波有多种窄带和宽带配置可供选择，覆盖频率从 0.5 到 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。利用微带或带状线设计，并对其进行优化以获得最佳性能。
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发布时间：2022年12月6日
