超小型化多级Wilkinson功分器设计技术研究.doc

超小型化多级Wilkinson功分器设计技术研究传统的功分器通常采用分布参数结构,该结构虽然可有效保证器件插入损耗性能的优越性,但其尺寸较大,与波长相比拟,很难满足高集成度系统对器件小型化的要求。为了解决上述问题,设计者通常采用π型或T型集总参数电路对功分器中传输线进行等效,以获得基于集总参数元件的功分器电路等效模型,从而实现功分器的小型化。但是,由于其等效电路模型带宽的限制,上述小型化思路很难被应用于多级功分器的设计,这也限制了小型化功分器的带宽。鉴于上述情况,为了实现功分器小型化与超宽带性能的统一,以满足未来系统对功分器的需求,本文对超小型化多级功分器设计技术进行了研究,主要工作内容及创新点如下:1.对基于电磁混合耦合的T型传输线集总参数等效电路模型进行研究,仿真结果表明,该模型能够在超宽带范围内实现设计对传输线的良好等效。在此基础设计上,采用基于电磁混合耦合的T型传输线集总参数等效电路模型对4阶Wilkinson功分器进行等效,给出了一种性能良好、全集总参数的多级功分器电路级模型。2.基于上述所提出的功分器电路级模型,采用薄膜IPD技术,设计了一款工作频段在2G²2GHz的超小型化Wilkinson功分器,电磁仿真结果表明,该功分器在带宽内S₁₁回波损耗小于-15dB,S₂₁插损小于2.5dB,S₃₂隔离大于15dB,物理面积尺寸为1.7mm×0.9mm（0.068λ₀×0.036λ₀）。3.对所提出的功分器在系统中的应用技术进行研究,给出了一种具有幅度均衡能力的超小型化功分器架构。该架构基于薄膜IPD技术,在2.1mm×1.8mm（0.084λ₀×0.072λ₀）尺寸内实现功分器与均衡器的高效集成,在功分链路层面,为系统链路提供了一种良好幅度均衡解决方案。