02、威尔金森功分器

1、引言

功率分配器属于无源微波器件（电路具有对称性），主要应用于功率分配。工程上常用的功率分配器件有T型结功分器、威尔金森功分器。

功率分配器通常采用三端口网络，常用3dB等分形式，但也有不等分的形式。

本文主要介绍威尔金森功分器的设计。

2、工作原理

威尔金森功率分配器的功能是将输入信号等分或不等分的分配到各个输出端口，并保持相同输出相位。T型结功分器虽然有类似功能，但威尔金森功率分配器在应用上因添加了隔离电阻而具有更高的隔离度同时也具有更宽的带宽。

3、原理图仿真

（1）设计要求

板材：Rogers5880，Er=2.2，TanD=0.0009，H=0.762mm

工作频率：3GHz

威尔金森功分器与普通的功分器多了一个隔离电阻（R=2*Z0=100Ω），即多了一个弯。

为什么加电阻可以提高隔离度：因为如果端口有失配情况，产生反射会分别通过电阻支路和原支路返回到输入端口再反射到另外一边的支路上，这样两条反射在第三个端口处相位上相差180（1/4波长=90deg）,就可以抵消掉，所以在三端口检测不到信号输出,自然隔离度就好了。

（2）原理图设计

（3）仿真结果

4、原理图、版图联合仿真

为什么要联合仿真，因为版图里面加不了集总元件：电阻，但在原理图里面可以加电阻，所以二者结合起来，力求精确仿真。

（1）生成版图

Layout→Generate/Update Layout

去除Term端口和电阻生成版图，并添加端口进行EM电磁设置

（2）生成版图model

EM→Component→Create EM Model and Symbol

（3）新建原理图，构造联合仿真原理图

将Symbol直接拖动到新原理图中

点击，model注入，选择emModel

由于版图经过EM电磁设置，所以基板控件无须添加。

（4）仿真结果

可以看出存在频率偏移，但大致满足要求，版图仿真不可能和原理图仿真一致，需要后续继续优化。

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