1. 仿真要求
设计并建模仿真微带Wilkinson功分器,对参数L70_2进行参数优化,使其满足以下性能指标。
微带Wilkinson功分器性能指标:
结构概览:
2. 步骤
1、绘制介质基板
介质基板厚度为1.6mm,长度为60mm,宽度待定(与被调整的参数相关),材料设置为FR4(这里将FR4的介电常数er从4.4修改成了4.2,只进行仿真的话可以不改)。
2、弯折线建模
使用长方形绘制表层金属(而不是长方体,这是为了方便后续的直角切割操作),首先绘制一半,由于是对称结构,后续可以对称为整体。
微带线计算工具点击此连接进入计算界面,如下图所示。
尺寸参数如下图所示:
3、直角切割
直角切割尺寸示意图如下图所示,切割直角是为了增加过渡性以起到匹配作用。
4、为平面添加厚度变为体
选中面–>右键–>Eidt–>Surface–>Thicken Sheet,上表面设置为0.035mm,下表面设置为-0.035mm,弯折线与底层均设置为copper材料。
建模尺寸如下表所示:(建议每一条边都使用变量名来表示,这样修改长度时非常方便)
5、镜像复制
选择绘制好的弯折线,右键–>Edit–>Duplicate–>Mirror–>按F3或者F4–>将对应坐标改成1。
6、隔离电阻设置Boundary
选中面–>右键–>Assign Boundary–>Lumped RLC,电阻设置为100Ω,然后沿上下方向画电流线。
7、设置端口
微带线是半开放结构,会有边缘效应和微弱辐射;波端口规范:长度是微带线宽度6倍以上,宽度是介质厚度5倍左右。(本次仿真设置为8W_50和51.6mm)
8、辐射边界设置
利用CreatRegion自动创建辐射盒子,选中盒子–>右键–>Assign Boundary–>Radiation,注意将z方向向上下各拉长100%。
建模示意图:
9、扫频设置
将Frequency设置为1.4GHz,最大迭代次数设置为20,扫描频段为0.9GHz~1.9GHz,总带宽1GHz,间隔为0.01GHz,扫描类型选择为Fast。
10、查看结果
根据仿真结果,优化参数,以满足技术指标要求。
3.查看实验结果
3.1查看回波损耗
回波损耗(又称为回波损失或回波衰减)是指在传输线或系统中,信号传播的过程中所受到的损失。回波损耗的大小取决于传输介质的特性、信号的频率和功率以及传输路径的长度。
回波损耗是由于传输介质中的电磁波传播过程中受到的阻抗不匹配而导致的。当电磁波在传输介质中传播时,它会受到介质中的各种电磁学因素的影响,如导电性、磁导率和介电常数等。这些因素会导致电磁波在传输过程中受到阻抗不匹配的影响,从而导致信号衰减。
回波损耗对于电信系统的设计和运行至关重要。因为它会影响信号的传输距离和传输效率,因此必须在设计过程中考虑回波损耗的影响。
3.2查看插入损耗
插入损耗可以由两部分组成:直接插入损耗和间接插入损耗。直接插入损耗是由于元件或网络本身的损耗而导致的,如电阻、电感或电容的损耗。间接插入损耗则是由于元件或网络的特性不匹配而导致的,如电阻的阻抗不匹配或电感的自感不匹配。
插入损耗对于电信系统的设计和运行是非常重要的。因为它会影响信号的传输距离和传输效率。
3.3查看隔离度
隔离度是指两个电路或系统之间的隔离能力。它指的是两个电路或系统之间的电磁干扰或信号传输的抑制程度。
隔离度越高,说明两个电路或系统之间的电磁干扰或信号传输就越小。这对于电信系统的设计和运行是非常重要的,因为高隔离度可以确保系统的可靠性和稳定性。
隔离度的单位通常是分贝(dB)。通常,隔离度越高,系统的可靠性就越高。例如,在放大器中,隔离度越高,就意味着输出信号与输入信号之间的相关性越小,也就意味着放大器的线性度越高。