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射频级间匹配电路的设计方法, E, x; q. W8 T+ C& B+ g: @
齐本胜, 刘欣鑫,
- F! ~9 e* ^* ~' s* h4 H3 X高 远, A9 j' s8 c8 H" J
( 河海大学 计算机及信息工程学院, 江苏 常州 213022 )
, L/ Q: b0 [2 G) W: }$ N0 k摘要: 为使射频级间匹配电路的设计有章可循, 应用
" k2 Z# r, l0 _Smith 圆图分析电感、电容和电阻对匹配反射系数的影响 . 提
7 g, n1 z8 x+ |! V出了一种基于 Smith 圆图的射频级间匹配电路计方法 . 通过单频点级间匹配电路的设计实例, 给出了匹配电路的设
2 V# a# L8 r+ s! C4 c4 l. M! q) w计步骤、电路拓扑结构和元件类型的选择方法 ./ Z* ]& e% J5 d6 \+ C- X
关键词: 射频电路;/ a2 d, \( C" n$ N
匹配; 反射系数; Smith 圆图0 e% Z Z7 v/ o3 E3 l
中图分类号: TN710
$ f' c% o# K6 r: i+ m. e! M9 `文献标识码: B1 o+ k, V% @8 @4 |& v
收稿日期: 2006- 07- 15: U! V) U- N% B5 \
作者简介: 齐本胜( 1969- ) , 男, 湖北枣阳人, 副教授, 主要从事电子信息技术方面的教学和研究 .
* N7 H# Y0 V9 z; t2 v# s5 o在射频电路中, 当波长与分立电路元件的几何尺寸处于同一数量级时, 必须考虑电压和电流的空间特
9 W& {) o4 M. \性 [ 1 ] , 此时基尔霍夫电路定律不能直接应用 . 这是射频电子线路与低频电路的明显区别 .# y# y- q& `, k* M0 \2 T
射频信号在线路板上传输时, 必须经过低噪声放大、滤波、混频等各种单元电路 . 这些单元电路的输入、9 r4 m; z7 z W6 Y- \
输出阻抗一般均为复数形式 . 在射频电路设计时, 为了兼顾信号在各单元电路中的功率和噪声分配, 通常是: r4 e8 }: m& y5 G" |
在单元电路之间插入无源网络 [ 1-2 ] , 即级间匹配电路, 完成前后级电路的阻抗匹配 . 因此, 级间匹配电路设计4 P6 i+ ^. D$ p- B W
是射频电路设计的重要组成部分 . 许多实际的级间匹配电路除了能降低功能损耗外, 同时还具有降低噪声: X7 I3 s4 j* h' Q7 Q. E: t
干扰、提高功率容量和提高频率响应线性度等功能 [ 3-4 ] . 但级间匹配电路最主要的功能是实现阻抗变换 [ 5 ]& S9 i8 a2 L k$ j* z1 t
, 即
9 K9 d6 Y, ?% X1 [' M% U将事先给定的阻抗值变换成更合适的阻抗值 .
" e1 W4 n4 j2 w- O: j现代射频电路设计对设计者经验、仿真工具和高档实验仪器( 如网络分析仪) 等的依赖性很强, 很难找' F# y6 ^9 y. z
到具体的设计参考资料 . 本文中作者根据实际的设计经验, 结合通信专用仿真工具 ADS , 提出了一种基于
, z7 v4 m. W3 E. H& ISmith 圆图的射频级间匹配电路设计方法 . 设计人员根据该方法, 能够清晰认识电路的设计步骤、电路的拓
; ^: W4 |# H1 q& h5 r, l扑结构、电路元件的类型及其参数的变化趋向, 顺利完成射频级间匹配电路的设计 .
0 L, Y" r/ F! g( N1 不同元件对匹配电路反射系数的影响- J! P& Y$ [9 K4 `2 p
匹配电路的功能是实现前、后级电路的阻抗或者反射系1 U; z3 o& n; E$ V3 d$ T
数的转换, 转换分析的工具主要是 Smith 圆图 . 常用的匹配; w- k5 ]5 i6 C: j) `% w8 C
元件主要有各种类型的电感、电容、电阻和微带线等 [ 1-3 ] . 微! C2 v7 n: }4 O7 P% n
带线是一种比较常用的匹配元件, 由线路板的分布参数确
3 O" ~6 y' I; A定 . 微带线有阻抗和长度 2 个参数, 可以容易地在某一频率
# d( Y' E% R' U. l3 o8 j, C上形成感抗、容抗或纯电阻, 也就是说, 从功能上讲微带线可0 c% q) i& `) }" W+ }* k+ t2 o2 p
以分别构成等效电感、电容和电阻 . 本文中提及的电感、电容" ]6 L9 }9 w7 L4 r$ ^2 z5 I: _* L
和电阻既可以是集总参数元件也可以是分布参数元件 . 由于5 K1 ]0 Y. S4 t$ r4 m
电阻具有全频带特性, 需要消耗功率, 因此电阻在匹配电路
0 @# Z! M$ g P$ _# l中用得很少 7 V# Y2 r5 i; w9 C
$ V0 e, I1 `6 Q3 N# {# t/ X# f$ o
, C" V5 m! k! N) E) a; q3 ]
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发表于 2020-2-18 17:59
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