ウィルキンソン電力分配器は電力分配回路です。すべてのポートを整合させることで、2つの出力ポート間のアイソレーションを実現できます。ウィルキンソン電力分配器は任意の電力分配を実現するように設計できますが（例えば、Pozar [1]を参照）、この例では均等分配（3dB）の場合を検討します。FDTD法を用いて、デバイスの散乱パラメータを取得します。
ウィルキンソン電力分配器アナログ設定
FDTDシミュレーションファイルWilkinson_power_dividerでは、構造グループ「トレースと負荷」が使用されています。Wilkinson電力分配器の物理的および電気的パラメータは、fspで構築および設定されています。マイクロストリップ伝送線路は、比誘電率2.2の1.59mm厚基板上に置かれた2次元の完全導電体（PEC）長方形板を使用してモデル化されています。各伝送線路セクションに必要な幅は、式を用いて計算されます。Pozar [1]の式3.195と3.197（マイクロストリップの例のmicrostrip.lmsスクリプトファイルを参照）は、それぞれ4.9mm（Z0=50Ω）と2.804mm（√2Z0=70.7Ω）です。1/4波長伝送線路は、リング状に形成された2Dポリゴンを使用して構築されています。 3.194 in Pozar[1]ではλ g/4=55.5 mmです。抵抗器は、R=100オームの材料を指定した2D長方形板を使用してモデル化されています。
ポートは入力トレースと出力トレースに配置され、0.5～1.5GHzの周波数範囲で伝送線路モードを注入し、機器の散乱パラメータを計算します。設定の詳細については、「ポート」ページをご覧ください。後述するように、ソースポートは手動で変更し、一度に1つのポートのみを発火させます。
メッシュカバレッジ領域は、各トラックの長さと幅を決定するために各トラック上に配置されます。分岐トレースの曲げ特性と角度特性により、x方向とy方向のグリッドサイズは等しくなければなりません（dx=dy）。これは、座標軸に整列した入力トラックと出力トラックには制約ではありません。分岐トラッキングに使用されるメッシュカバレッジ領域のコピーは、対称メッシュを維持するために出力トレースの右側に配置されます。
PML 吸収境界条件は、マイクロストリップ伝送線路の接地面をシミュレートする金属境界条件として指定される Z 最小境界を除く、シミュレーション領域全体を囲みます。
ウィルキンソン電力分配器 結果と分析
上図は、アイソレーションおよび伝送シミュレーションに使用した散乱パラメータの周波数応答と、1GHzにおける電界分布を示しています。これらの数値は、シミュレーション完了後にスクリプトによって生成されます。これらの結果は、シミュレーションファイルで指定されたものよりも細かいメッシュを使用した軌跡上で得られることに注意してください。
アナログウィルキンソン電力分配器入力ポート（S11=- 40dB、f=1.0GHz）と出力ポート（S22=- 32dB、f=1GHz）の整合が良好で、アイソレーションも良好（S32=- 43dB、f=1GHz）です。中心周波数は1.01GHzで、設計動作周波数1GHzの1%以内です。さらに、アナログ周波数帯域において、10%未満の変動で3dB均等電力分配（S31=- 3dB、f=1GHz）を実現しました。
Si Chuan Keenlion Microwaveは、0.5GHzから50GHzまでの周波数範囲をカバーする、狭帯域および広帯域構成の幅広い製品ラインナップを提供しています。50Ω伝送システムにおいて、10Wから30Wの入力電力に対応するように設計されています。マイクロストリップまたはストリップライン設計を採用し、最高の性能を発揮するように最適化されています。
お客様のご要望に応じてパワーディバイダーをカスタマイズすることも可能です。必要な仕様を提供するカスタマイズ ページ。
四川キーンライオンマイクロ波テクノロジー株式会社
Eメール:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com
投稿日時: 2022年12月6日
