微波射频电路设计
Smith图解
双短截线匹配网络、匹配禁区
例
设计一个双短截线匹配网络,使负载阻抗 ZL ? (50 ? j50)? 与特性阻抗为50欧姆的传输线匹配。
Smith图解
设计一个混合匹配网络,在1.5GHz上使负载阻抗 Z L ? (30 ? j10)? 变成 Zin ? (60 ? j80)? 传输线特性阻抗为50欧姆。
Smith图解
例
设计单节短截线匹配网络,使负载阻抗 ZL ? (60 ? j45)? 变成 Zin ? (75 ? j90)? 传输线特性阻抗为75欧姆。
等电导圆 4. 找出第2步和第3步所画圆的交点。交点的个数就是
可能的L形匹配网络的数目 5. 先沿着相应的圆将源阻抗点移动到上述的交点,然
后再沿着相应的圆移动到负载的共轭点。根据移动 的过程求出电感和电容的归一化值 6. 根据给定的工作频率计算电感和电容的实际值。
例
信号源阻抗: ZS ? (50 ? j25)? 负载阻抗: Z L ? (25 ? j50)? 设计L形匹配网络,使得负载得到最大功率。 工作频率2GHz
Smith图解
匹配禁区
? 所有L形网络并不能在任意负载阻抗和源 阻抗之间实现预期的匹配。
? 对于50欧姆源阻抗,L形网络匹配禁区的 求解
匹配禁区
品质因数
? 有载品质因数 ? 节点品质因数 ? 最大品质因数 ? 等 Qn 线
QL
?
f0 BW3dB
Qn ?
XS RS
等Qn线
例
设计两个L形网络,在1GHz上使负载阻抗 Z L ? (25 ? j20)?
和50欧姆的源阻抗相匹配。根据Smith圆图确定网络的有载 品质因数,将它们与通过频率响应曲线求出的带宽相比较。
Smith图解
L形匹配网络
T形匹配网络和P形匹配网络
? 增加第三个元件使电路中增加一个节点 ? 能够通过适当选择该节点上的阻抗来控
制有载品质因数
例
设计一个T形网络,在1GHz上使负载阻抗 ZL ? (60 ? j30)? 变成 Zin ? (10 ? j20)? 且最大节点品质因数为3。
Smith图解
T形匹配网络
例
设计一个P形网络,在2.4GHz上使负载阻抗 ZL ? (10 ? j10)? 变成 Zin ? (20 ? j40)? 且具有最小的最大节点品质因数。
Smith图解
匹配网络
传输线匹配网络
? 从分立元件到传输线 ? 单节短截线匹配网络 ? 双短截线大学毫米波国家重点实验室
分立元件的匹配网络
? 双元件的匹配网络 ? 匹配禁区、频率响应和品质因数 ? T形匹配网络和P形匹配网络
双元件的匹配网络8种电路结构
阻抗、导纳圆图
Smith圆图法设计L形匹配网络
1. 求出归一化源阻抗和负载阻抗 2. 在Smith圆图中过源阻抗点画出等电阻圆和等电导圆 3. 在Smith圆图中过负载的共轭阻抗点画出等电阻圆和