Ansoft Designer를 활용한 윌킨슨 분배기 설계 보고서

소개글

Ansoft Designer를 활용한 동작 주파수 2.5GMhz, 특성 임피던스 50Ω, 3dB 윌킨슨 분배기 설계 및 측정 보고서
시뮬레이션을 통한 설계 후 network analyzer를 통한 실제 측정 및 matlab을 활용한 결과 분석 보고서

목차

1. 실험 목적
2. 실험 내용
3. 실험 과정
4. 실험 결과
5. 결론

본문내용

1. 실험 목적
입력 전력이 단일 소자의 용량 한계보다 훨씬 높을 경우에 전력 분배기가 필요하다. 이를 RF회로 설계 수업에서 배운 이론을 바탕으로 분배기를 시뮬레이션하고 실제로 설계하여 전력 분배과정과 회로를 이해하는 실습을 할 수 있도록 한다.
2. 실험 내용
(1) 설계 이론
Wilkinson 전력 분배기는 널리 사용되는 양 방향성 하이브리드형 분배기이다. 50Ω 특성임피던스를 갖는 입력포트에 전력을 인가하면 전력의 크기와 위상이 동일하게 두 부분으로 분배되어 두 개의 출력포트에 나타난다. 입력포트의 50Ω 특성임피던스는 두 개의 100Ω 특성임피던스를 병렬로 연결한 것과 등가이다. 그러므로 두 출력 포트의 부하저항을 50Ω이라 하면 주어진 결합기는 λ/4 선로를 사용하여 100Ω의 입력임피던스로 50Ω의 부하임피던스를 정합하여야 할 필요가 있으며 λ/4 선로의 특성 임피던스가 된다. 동작 주파수가 0 =이고 시스템의 임피던스가 50Ω이 되도록 균등분배(-3) Wilkinson 전력분배기를 설계하도록 한다. 여기서 균등분배(-3)라함은, 로 port1의 입력신호가 port2, port3로 각 각 균등하게 배분되어 출력된다는 의미로써 이 조건이 만족 되었을시 이상적인 Wilkinson 전력 분배기가 설계 되었다고 할 수 있겠다.
Wilkinson 전력 분배기는 모든 포트에서 임피던스 정합이 가능하며, 출력 포트간에는 격리가 가능하다. 이 전력 분배기는 가역성을 지니므로 전력 합성기로도 사용 가능하며 두 출력 포트의 위상차는 0°이다.
특성 임피던스가 10Ω인 입력 포트에 전력을 인가하면 두 개의 출력 전력이 크기와 위상이 같게 출력에 나타난다. 두 개의 출력 임피던스가 50Ω인 경우 임피던스 정합을 위하여 사용한 λ/4길이의 임피던스 변환기의 특성 임피던스는 70.7Ω이 되어야 한다.

참고 자료

없음