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射频级间匹配电路的设计方法% M( o. Q/ P* [! B
齐本胜, 刘欣鑫,) \* x2 q( Y% C3 C# I5 X( L
高 远6 k% l# ?8 s- m
( 河海大学 计算机及信息工程学院, 江苏 常州 213022 )
) S" ]: L7 R( E' U1 S( z" y& s摘要: 为使射频级间匹配电路的设计有章可循, 应用
: e3 k" Y8 N- \* F6 ]- t; b: TSmith 圆图分析电感、电容和电阻对匹配反射系数的影响 . 提' }' _5 _$ C5 ~4 e. ?) d4 Q$ p
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
. W/ A' e* ?+ L- g! I" M, r计步骤、电路拓扑结构和元件类型的选择方法 .
8 K/ J! m2 r( d( j关键词: 射频电路; D$ r. T; C5 R. @5 X. O
匹配; 反射系数; Smith 圆图' B* ^$ E3 j" l2 q
中图分类号: TN710# C3 {5 ~/ D0 X( |( [+ L/ S
文献标识码: B J! C3 U+ v; t3 h8 @) l
收稿日期: 2006- 07- 15
0 B. [$ q3 w; \3 o, m. _; c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 .5 |4 d8 q8 z: |. R
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
7 ^0 i, n7 g4 F! y; j* s# O! N- B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 .9 ]3 Y. u% |" P K; R! W$ O
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、
6 j! U) q4 O" z) x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
* {3 V8 {' ]# u6 q( j* ?0 N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
: }7 R" o+ p6 r4 g9 c' a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
e9 v4 p: G1 J; z$ R5 a) N! |1 L" 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 ]
; X- d# k/ s) F0 i- O( h) _' ?: v7 e, 即4 q: K/ J7 m7 I& K
将事先给定的阻抗值变换成更合适的阻抗值 .$ o7 k3 \4 Y( Q8 P
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
: X9 w& K2 K7 R1 |0 P C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
2 f0 F! p% v2 o) _: K7 jSmith 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
& |6 u3 `$ r+ X+ G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 .
4 }. Y# {; L: s& a$ ]; d1 不同元件对匹配电路反射系数的影响
2 T8 ?3 Q0 u, j# M匹配电路的功能是实现前、后级电路的阻抗或者反射系
! u- d. E3 D& l7 i, N+ F7 Q数的转换, 转换分析的工具主要是 Smith 圆图 . 常用的匹配
* E: |4 p) |! q" ~* B& U元件主要有各种类型的电感、电容、电阻和微带线等 [ 1-3 ] . 微8 y: {- ^1 L8 J& Z% Z5 [
带线是一种比较常用的匹配元件, 由线路板的分布参数确+ ~& `: [/ B; x3 D, n5 C
定 . 微带线有阻抗和长度 2 个参数, 可以容易地在某一频率
/ s5 |# u+ J; D上形成感抗、容抗或纯电阻, 也就是说, 从功能上讲微带线可
, q, q5 Q* j% o以分别构成等效电感、电容和电阻 . 本文中提及的电感、电容
. l4 X; [! n7 o' @ E& H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* ~# U9 {7 Z* A* f% U4 ?
电阻具有全频带特性, 需要消耗功率, 因此电阻在匹配电路
& ~* O v# l7 m& v中用得很少
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发表于 2020-2-18 17:59
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