ตัวแบ่งกำลังไฟฟ้าวิลกินสันเป็นวงจรแบ่งกำลัง เมื่อพอร์ตทั้งหมดตรงกัน จะสามารถแยกสัญญาณระหว่างพอร์ตเอาต์พุตสองพอร์ตได้ แม้ว่าตัวแบ่งกำลังแบบ Wilkinson สามารถออกแบบเพื่อแบ่งกำลังได้ทุกรูปแบบ (ตัวอย่างเช่น ดู Pozar [1]) แต่ตัวอย่างนี้จะศึกษาเฉพาะกรณีการแบ่งกำลังเท่ากัน (3dB) จะใช้ FDTD เพื่อหาพารามิเตอร์การกระเจิงของอุปกรณ์
ตัวแบ่งกำลังไฟฟ้าวิลกินสันการตั้งค่าแบบอนาล็อก
กลุ่มโครงสร้าง "trace and load" ถูกใช้ในไฟล์จำลอง FDTD Wilkinson_power_divider พารามิเตอร์ทางกายภาพและทางไฟฟ้าของตัวแบ่งกำลัง Wilkinson ถูกสร้างและตั้งค่าใน fsp สายส่งไมโครสตริปถูกจำลองโดยใช้แผ่นสี่เหลี่ยมผืนผ้าตัวนำไฟฟ้าสมบูรณ์แบบ (PEC) สองมิติที่วางอยู่บนพื้นผิวหนา 1.59 มม. ที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมพัทธ์ 2.2 ความกว้างที่ต้องการของแต่ละส่วนของสายส่งคำนวณโดยใช้สมการ 3.195 และ 3.197 ใน Pozar [1] (ดูไฟล์สคริปต์ microstrip.lms ในตัวอย่างไมโครสตริป) คือ 4.9 มม. (Z0=50 โอห์ม) และ 2.804 มม. (√ 2Z0=70.7 โอห์ม) ตามลำดับ สายส่งความยาวคลื่นหนึ่งในสี่ถูกสร้างขึ้นโดยใช้รูปหลายเหลี่ยม 2 มิติที่ประกอบเป็นวงแหวน 3.194 ใน Pozar [1] คือ λ g/4=55.5 มม. ตัวต้านทานถูกจำลองโดยใช้แผ่นสี่เหลี่ยมผืนผ้า 2 มิติที่ระบุวัสดุที่มี R=100 โอห์ม
พอร์ตต่างๆ ถูกจัดวางไว้บนเส้นทางอินพุตและเอาต์พุตเพื่อฉีดโหมดสายส่งสัญญาณในช่วงความถี่ 0.5 – 1.5 GHz และคำนวณพารามิเตอร์การกระเจิงของอุปกรณ์ สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการตั้งค่า โปรดดูที่หน้าพอร์ต ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง พอร์ตต้นทางจะถูกเปลี่ยนด้วยตนเองเพื่อใช้งานพอร์ตทีละพอร์ต
พื้นที่ครอบคลุมของตาข่ายจะถูกวางไว้บนแต่ละแทร็กเพื่อกำหนดความยาวและความกว้าง คุณสมบัติการโค้งงอและมุมของแทร็กสาขาทำให้ขนาดของตาข่ายในทิศทาง x และ y ต้องเท่ากัน (dx=dy) นี่ไม่ใช่ข้อจำกัดสำหรับแทร็กป้อนและแทร็กส่งออกที่จัดเรียงตามแกนพิกัด สำเนาของพื้นที่ครอบคลุมของตาข่ายที่ใช้สำหรับการติดตามสาขาจะถูกวางไว้ทางด้านขวาของแทร็กส่งออกเพื่อรักษาความสมมาตรของตาข่าย
เงื่อนไขขอบเขตการดูดซับ PML ครอบคลุมพื้นที่จำลองทั้งหมด ยกเว้นขอบเขต z-minimum ซึ่งกำหนดให้เป็นเงื่อนไขขอบเขตโลหะที่จำลองระนาบกราวด์ของสายส่งไมโครสตริป
ตัวแบ่งกำลังไฟฟ้าวิลกินสัน ผลลัพธ์และการวิเคราะห์
รูปด้านบนแสดงการตอบสนองความถี่ของพารามิเตอร์การกระเจิงที่ใช้สำหรับการจำลองการแยกและการส่งผ่าน และการกระจายสนามไฟฟ้าที่ 1 GHz ตัวเลขเหล่านี้สร้างขึ้นโดยสคริปต์หลังจากการจำลองเสร็จสิ้น ควรสังเกตว่าผลลัพธ์เหล่านี้สามารถได้มาบนเส้นทางโดยใช้ตาข่ายที่ละเอียดกว่าที่ระบุไว้ในไฟล์จำลอง
อนาล็อกตัวแบ่งกำลังไฟฟ้าวิลกินสันมีการจับคู่ที่ดีที่พอร์ตอินพุต (S11=- 40dB, f=1.0GHz) และพอร์ตเอาต์พุต (S22=- 32dB, f=1GHz) มีการแยกสัญญาณที่ดี (S32=- 43dB, f=1GHz) และความถี่ศูนย์กลางอยู่ที่ 1.01GHz ซึ่งอยู่ในช่วง 1% ของความถี่การทำงานที่ออกแบบไว้ที่ 1GHz นอกจากนี้ เรายังสังเกตเห็นการแบ่งกำลังไฟฟ้าที่เท่ากัน 3dB (S31=- 3dB ที่ f=1GHz) โดยมีการเปลี่ยนแปลงน้อยกว่า 10% ในย่านความถี่อนาล็อก
Si Chuan Keenlion Microwave มีให้เลือกมากมายทั้งแบบแถบความถี่แคบและแถบความถี่กว้าง ครอบคลุมความถี่ตั้งแต่ 0.5 ถึง 50 GHz ออกแบบมาเพื่อรองรับกำลังไฟฟ้าขาเข้า 10 ถึง 30 วัตต์ ในระบบส่งสัญญาณ 50 โอห์ม ใช้การออกแบบแบบไมโครสตริปหรือสไตรป์ไลน์ และได้รับการปรับแต่งเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด
เราสามารถปรับแต่งตัวแบ่งกำลังไฟตามความต้องการของคุณได้เช่นกัน คุณสามารถป้อนข้อมูลได้หน้าการปรับแต่งเพื่อระบุรายละเอียดที่คุณต้องการ
บริษัท เสฉวน คีนไลออน ไมโครเวฟ เทคโนโลยี จำกัด
อีเมล:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com
วันที่โพสต์: 6 ธันวาคม 2022
