基于ADS與HFSS的帶狀線功分器的設計與實現

        微波功分器是無源微波器件。用于功率分配或功率合成 在微波系統中，需要將輸入功率按一定的比例分配到各輸出端口，如微波信號分離、陣列天線饋電等，在微波系統中有著廣泛的應用。它的性能直接影響到整個系統功率分配和合成效率。自從1960年Wilkinson首次提出Ⅳ路耦合的功率分配器后．功分器得到了廣泛的研究，并越來越為人們所重視，成為高頻電路中使用最為廣泛的微波器件之一，在微波功率傳感器、混頻、相位檢測等電路中均有應用。
        功分器為通信系統中最常用的無源器件之一，功分器主要有同軸腔體功分器、微帶線功分器與帶狀線功分器。其中微帶功分器的優點是體積小、隔離度大，但同時也存在功率容量小、插入損耗大的缺點 ；同軸腔體功分器的優點是功率容量大、插入損耗小，其缺點是體積大、隔離度小。因此在對功率容量與隔離度都有要求的情況下同軸腔體功分器與微帶線功分器就難以滿足要求，而帶狀線功分器則可以同時滿足較大的功率容量與隔離度。
        在眾多的仿真軟件中，ADS為基于矩量法的2.5D電磁仿真軟件，其在設計平面結構器件時有較大的優勢，而在帶狀線功分器設計過程中，單獨采用ADS仿真則存在仿真精度不高的缺點，導致ADS仿真結果與實測結果有較大的出入，但ADS具有仿真優化速度快的優點，并可實時觀察結構參數變化引起的性能參數的變化趨勢。HFSS為基于有限元的3D電磁仿真軟件，其對分析仿真任意三維無源結構的高頻電磁場仿真優化精度較高，但由于軟件算法本身原因，存在計算量較大仿真優化速度較慢的缺點。因此將ADS與HFSS結合使
用．可先用ADS仿真快速得到優化結果，然后將ADS仿真結果輸入HFSS中進行二次仿真優化，以提高仿真精度與設計效率。
        教程中闡述了一種新穎的仿真方法用于設計帶狀線功分器，該方法將ADS與HFSS聯合使用，并以一款帶狀線功分器的設計為例，在較短時間成功制備出工作頻率700～2 700 MHz，回波損耗小于一22 dB，插入損耗為3．1 dB(舍分配比)，帶內波動小于0.1 dB。隔離度大于20 dB的高質量帶狀線功分器。通過比較仿真和測試結果，兩者基本一致，這表明該仿真方法可大大提高仿真效率，縮短研發周期。

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