Ku波段Wilkinson功率分割器设计与ADS/HFSS协同仿真

本文主要探讨了设计目标-软考-信息安全工程师领域中，针对Ku波段（16~18 GHz）的信息安全技术应用，特别是在微波通信中的Wiilkinson型功率分配器的设计与仿真优化。设计目标明确，要求设计一个一分四等功率分配器，其关键性能指标包括输入输出驻波比（VSWR）小于1.5、插入损耗（L）小于7.5 dB、输出端口隔离度（I）大于15 dB，这些参数确保信号的高效传输和良好的互调干扰抑制。 设计过程中，采用了罗杰斯5880介质板作为基础材料，其厚度为0.254 mm，介电常数为2.2。根据理论分析，为了匹配50欧姆的特性阻抗，微带线的特性阻抗设定为70.7欧姆。通过ADS（Advanced Design System）软件的Linecalc工具计算出在设计频段内微带线的理想尺寸，即长度3.2 mm，宽度0.45 mm。 设计师首先构建了一个二分之一的Wiilkinson型功率分配器，随后添加二分电路来实现一分四的功能。在电路设计中，选择隔离电阻为100欧姆，通过ADS软件进行仿真。仿真结果显示，整个系统的插入损耗低于6.1 dB，回波损耗超过-20 dB，隔离度达到了20 dB以上，完全符合预设的设计要求。 仿真部分以图2(a)展示了电路原理，而图2(b)展示了仿真结果。这种方法结合了ADS软件快速设计的能力和HFSS（High Frequency Structure Simulator）软件的精确性，实现了高效且准确的仿真，从而在较短时间内完成了Ku波段功率分配器的设计。 论文作者刘文豹等人，来自电子科技大学电子工程学院，他们针对现有功分器设计方法的局限性，提出了一种新的设计策略，强调了先进设计系统（ADS）和高频结构模拟（HFSS）软件在Ku波段Wiilkinson功分器设计中的协同作用。通过实验验证，他们的设计方法不仅能够满足宽频带（16~18 GHz）的工作需求，还实现了低驻波比、低损耗和高隔离度，充分证明了这种设计方法的有效性和可行性。 因此，本文的核心知识点涵盖了微波电路设计、Wiilkinson功率分配器原理、 ADS和HFSS软件的运用、以及关键技术参数的优化和测试验证。这是一篇实用且具有技术深度的文章，对于从事现代电子技术和无线通信领域的工程师来说，具有很高的参考价值。