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射频级间匹配电路的设计方法2 m/ R- N9 m+ p3 o$ z2 K! M
齐本胜, 刘欣鑫,, h; ?- N# o2 {$ `1 T
高 远: c+ o3 i2 P0 y4 e( g( y$ b/ X: ^
( 河海大学 计算机及信息工程学院, 江苏 常州 213022 )1 P. s. O$ U% z' | X( R
摘要: 为使射频级间匹配电路的设计有章可循, 应用
- W$ |& S, ~, z BSmith 圆图分析电感、电容和电阻对匹配反射系数的影响 . 提7 E9 F. o( p) y/ Y
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+ U* I- v% b# M: _
计步骤、电路拓扑结构和元件类型的选择方法 .+ N7 J2 q5 Z" w! H! D5 ]
关键词: 射频电路;- m) P$ Q6 Z: z8 r8 O. v
匹配; 反射系数; Smith 圆图) b" Y. D; I2 ^5 F
中图分类号: TN7107 v) O& i N3 r( L- [3 `7 Y, n7 i
文献标识码: B
9 R, z7 }& v1 l' N- H收稿日期: 2006- 07- 15
- s) Y+ m4 T$ k+ A/ K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 .
2 w/ Z9 G; t9 o$ p4 d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2 n' A9 N" n# n% P. [. [7 a
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 .
" g5 b! h6 d+ h) r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、' V! Y& w; X# _# k$ P
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
; z. R3 f$ V4 V. C% W+ Y6 }( ~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
$ u% c. M S$ e7 r% K' d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
$ N/ i" Q+ `: s! z, J) H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 ]
5 ]: K6 `3 ^/ I3 b- @, 即
5 ?1 T2 A# G3 P& y0 \% T( p将事先给定的阻抗值变换成更合适的阻抗值 .
( ?) X1 O9 i) L9 r% v9 C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
, s& w. y8 R+ ~6 P$ [$ A/ [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
, X0 l4 V! Z" QSmith 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! k# G4 b5 w$ K' m4 j) h
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 i# I& D, ?/ _% }' i) D' B1 不同元件对匹配电路反射系数的影响
4 p4 |0 Q* l' Y: e匹配电路的功能是实现前、后级电路的阻抗或者反射系
& U- }! T$ P( [, G/ N) p% s, G数的转换, 转换分析的工具主要是 Smith 圆图 . 常用的匹配( h. m& n* F* c# |) k
元件主要有各种类型的电感、电容、电阻和微带线等 [ 1-3 ] . 微
% Y, a' ~. v- B& b带线是一种比较常用的匹配元件, 由线路板的分布参数确
, S% V3 Z5 e2 b' e定 . 微带线有阻抗和长度 2 个参数, 可以容易地在某一频率
4 G. ]4 N% c' I1 f: K上形成感抗、容抗或纯电阻, 也就是说, 从功能上讲微带线可
9 `4 r, s: Z, F+ s+ Z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 _1 L/ L- g+ ~/ Q/ l' \: q3 J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# o2 C/ R* s, M9 d- z
电阻具有全频带特性, 需要消耗功率, 因此电阻在匹配电路: t9 v7 C) b; p3 ^ W" z, [3 N# Z
中用得很少
% j+ I7 z2 Z. Y- J: C! N2 y9 Y3 m/ }* j3 o7 J$ i' f
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发表于 2020-2-18 17:59
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