文章目录
- 1.威尔金森功分器的集总参数设计
- 例1:ADS仿真:设计一个工作在1GHz的威尔金森功分器
- 2.分支线定向耦合器的集总参数设计
- 例2:ADS仿真设计一个分支线的定向耦合器,中心频率:920MHz
- 3.总结
射频电路的分析会引入分布参数分析的理论,比如传输线理论。之前也提过几个观点:
1、传输线理论是电磁场求解电路化的体现
2、网络等效就是网络矩阵的等效,比如Z / Y / S / A矩阵,而在射频电路中出现频率较高的是 S / A矩阵。因为不是所有的射频网络都存在Z / Y矩阵
对于传输线而言,其A矩阵为:
当然了,其S参数矩阵也可以顺便写一下:
如果想要网络等效为如下形式:
如果令l=λ/4 ,则矩阵[A1]变为:
那么L/C应该满足什么要求呢?
先求解其A矩阵:
要使[A1]与[A2]等价,则有:
上面关于LC的方程有冗余,可解得:
也就是说一段长度为l=λ/4 的传输线,可以用集总参数替换。
那么意味着,很多以l=λ/4 传输线设计的结构,都可以用电感电容进行替代。比如:威尔金森功分器、分支线的定向耦合器(3dB电桥)。
1.威尔金森功分器的集总参数设计
先回顾一下威尔金森功分器。由两段70.7Ω的λ/4 传输线和100Ω的隔离电阻构成,而想要集总参数化,就需要把l=λ/4 传输线用电感电容替代即可。
变换以后网络构成如下:
同样的有:
例1:ADS仿真:设计一个工作在1GHz的威尔金森功分器
1、计算电感、电容的取值;
2、ADS仿真验证结果
2.分支线定向耦合器的集总参数设计
分支箱的定向耦合器形式如下,由4段λ/4传输线组成,阻抗稍有差异。
按照上面的分析方法,可以得到集总参数结构如下:
例2:ADS仿真设计一个分支线的定向耦合器,中心频率:920MHz
1、计算电感、电容的取值;
2、ADS仿真验证结果
3.总结
1、经过上面两个例子,可以看出分布参数完全可以用集总的电感电容去替代。这个成立的前提是:两者都是无耗元件,且常常伴随着λ/4或λ/8传输线.
2、集总化的带宽往往会降低,一般用于窄带的设计。做了一个简单的仿真,红线对应集总参数,蓝线对应分布参数(都为理想元件)