微带线传输阻抗匹配实例分析

微带线阻抗计算

1、打开APPCAD软件
2、在左边选PASSIVE CIRCUITS 进入无源器件计算项。

3点选进入Microstrip 微带线计算项（此计算项只是在不考虑地平面影响的情况下微带线的计算，实际当离微带线足够近铺地的话，对微带线的阻抗是有影响的，这个数据我们已经通过ADS仿真过了，当铺地距离微带线大于50mil时就不会产品影响。

所以，用此微带线计算的阻抗在实际布板时是必须保证要在50mil以外才能铺地的条件。

3、在微带线计算项下需要对一下项进行设置。

一、选定所用的板材的介电常数Er（如我们一般的是FR4）。

二、输入工作频率Frequency
三、输入计算时的单位Length Units 四、输入铜皮的厚度T（一般的要是1OZ的厚度是
0.035mm）五、输入板材的介质厚度H（注：此处的厚度不是整个电路板的尺寸，指的是微带线到其下一层地平面之间介质的厚度）
输入以上项后点计算项Calculate Z0（F4）
通过更改线宽使其阻抗Z0=50欧姆
4 带状线计算
H 上下层之间的厚度T 铜皮厚度。

微波技术传输线阻抗匹配课件

02
卫星通信：微波技术传输线阻抗匹配在卫星通信中的应用将更加深入
03
雷达技术：微波技术传输线阻抗匹配在雷达技术中的应用将更加广泛
04
医疗设备：微波技术传输线阻抗匹配在医疗设备中的应用将更加广泛
微波技术传输线阻抗匹配的挑战和机遇
挑战：微波技术的不断发展，对传输线阻抗匹配的要求越来越高
机遇：随着新材料、新技术的不断涌现，传输线阻抗匹配的技术水平不断提高
微波技术传输线阻抗匹配课件
演讲人
目录
01. 微波技术传输线阻抗匹配原理
02. 微波技术传输线阻抗匹配实例
03. 微波技术传输线阻抗匹配实验
04. 微波技术传输线阻抗匹配发展趋势
微波技术传输线阻抗匹配原理
传输线阻抗匹配的重要性
01
保证信号传输的稳定性：阻抗匹配可以降低信号传输过程中的损耗和反射，提高信
阻抗匹配的目的是使信号在传输过程中损失最小，提高传输效率。
阻抗匹配的方法包括串联、并联、变压器等。
阻抗匹配的应用包括天线、电缆、电路板等。
阻抗匹配的方法
串联匹配：通过串联电感或电容，使传输线阻抗与负载阻抗匹配
变压器匹配：通过变压器，使传输线阻抗与负载阻抗匹配
并联匹配：通过并联电感或电容，使传输线阻抗与负载阻抗匹配
挑战：微波技术的广泛应用，对传输线阻抗匹配的稳定性和可靠性提出了更高的要求
机遇：随着微波技术的普及，传输线阻抗匹配的市场需求不断扩大，为相关企业提供了更多的发展机会。
谢谢
06
设定实验参数：设定信号源的频率、功率等参数
07
分析实验结果：分析信号波形的变化，得出阻抗匹配的效果和影响因素

电子电路中的传输线与阻抗匹配技巧

电子电路中的传输线与阻抗匹配技巧传输线是电子电路中起到信号传输作用的重要组成部分。

在高频电路中，传输线的特性阻抗与信号源、负载之间的匹配关系尤为重要。

本文将介绍电子电路中的传输线以及阻抗匹配的相关技巧。

一、传输线的基本概念和特性传输线是用来传输信号的导线或电缆，由于其特殊的结构和特性，在高频电路中具有重要作用。

在电子电路中常见的传输线类型包括微带线、同轴电缆和双绞线等。

不同类型的传输线具有不同的特性阻抗，这是由其内部结构和材料参数决定的。

特性阻抗是一个重要的参数，影响着信号在传输线上的传输效果。

当信号源的阻抗与传输线的特性阻抗不匹配时，会导致信号的反射和功率损耗，影响系统的性能。

二、阻抗匹配的基本原理阻抗匹配是为了实现信号源、传输线和负载之间的匹配，从而减少信号的反射和功率损耗。

阻抗匹配的基本原理是通过合适的电路设计和参数选择，使得信号源的阻抗与传输线的特性阻抗以及负载的阻抗相匹配。

传输线的特性阻抗与负载阻抗之间的匹配，可以采用两种基本方法：并联匹配和串联匹配。

并联匹配是在传输线和负载之间添加补偿电路，使得总阻抗等于特性阻抗；串联匹配则是在信号源与传输线之间添加匹配电路，使得总阻抗等于特性阻抗。

三、阻抗匹配的常用技巧1. 使用匹配电路：对于特定的传输线和负载阻抗，可以设计并添加串联或并联的匹配电路，实现阻抗匹配。

2. 使用阻抗转换器：阻抗转换器是一种常用的阻抗匹配技巧。

它可以将信号源的阻抗与传输线的特性阻抗进行转换，从而实现阻抗的匹配。

3. 使用特性阻抗匹配：选择合适的传输线特性阻抗，使其与信号源和负载的阻抗相匹配，减少反射和功率损耗。

4. 使用负载匹配网络：在负载端添加匹配网络，将传输线的特性阻抗转换为负载所需的阻抗。

5. 考虑信号源和负载的阻抗变化：在设计电子电路时，需要考虑信号源和负载阻抗的变化范围，以便选择合适的阻抗匹配技巧。

四、阻抗匹配的实例分析以微带线作为传输线，讨论其阻抗匹配的实例。

微带传输线的阻抗匹配问题

微带传输线的阻抗匹配问题微带传输线的匹配问题串联匹配Rs 为驱动端的输出电阻（电阻值很小）；Z0为传输线特征阻抗；负载端输入电阻很大，近似开路。

为了达到电阻匹配，在驱动端串联电阻R ，使Rs ＋R ＝Z0（电阻串联匹配）当驱动端有一个从5V 降到1V 的脉冲时（具体多大电压不重要），在信号从负载端反射回驱动端之前，驱动端的压降只有2V ，（5－1）/2，相当是Rs ＋R 和Z0分压（如图下部），就是搞不懂为什么会分压，Z0怎么就接地了呢？请教，谢谢！传输线是一对导线组成的，包括信号传播路径和返回路径（即“地”）。

特征阻抗是指传播路径和返回路径之间的等效电阻。

只要信号没达到终端，在任何时刻，在传输线上的任意点，信号都会“感受”到该等效电阻，因为传输线上任意点都要给该点以后的传输线提供能量。

我认为传输线的特征阻抗并不是表示一个串联在源端和终端之间的一个电阻，应该认为在源端看来，它是一个阻值为Z0的到地的一个电阻。

从理想传输线模型（大概是这样，具体忘了，可能有不少问题）可以看到这一点。

信号从源端入射，不断地给分布电容、分布电感提供能量，从左到右建立电磁场，直到信号传送到终端。

并联匹配上面我说的只是源端的情况。

下面说说终端的情况。

信号传到终端时，根据负载的不同，情况不同。

当负载阻抗等于特征阻抗时，信号被负载完全吸收，不会发生反射；当负载阻抗大于特征阻抗时，会有一个电压为正的反射信号，一种典型情况是终端开路，这时反射电压等于入射电压，即全反射；负载阻抗大于特征阻抗时，会有一个电压为负的反射信号，一种典型情况是终端短路，这时反射电压等于负的入射电压。

反射电压和入射电压会在终端叠加，所以当终端负载阻抗很大时，会有信号过冲。

为了抑制信号的反射，需要做阻抗匹配。

所谓的阻抗匹配，就是使得传输线的终端负载等于特征阻抗。

匹配有两种方法：1. 源端串联匹配方法。

这种匹配方法实际上是在传输线上入射一半的信号电压，当信号传到终端时，由于负载阻抗非常大，近似于开路，信号在终端发生全反射，反射电压加上入射电压就等于信号原来的电压了。

微带板传输线阻抗分析和匹配

微带板传输线阻抗分析和匹配摘要:介绍了传输线阻抗匹配的原理以及匹配方法，介绍了两种传输线阻抗计算的经验公式，在此基础上讨论了影响传输线阻抗控制的主要因素。

关键词:传输线阻抗匹配因素1引言随着微电子技术和通信技术的不断发展，电子设计系统正在向高速方向发展，时钟和数据速率从以前的几十 MHz 变成现在的几百 MHz 甚至 1GHZ 或更高的频率。

在这种高速系统中，信号是以电磁波的速度在信号通道上传输，当高速变化的信号在传输线中传输时，如果终端和始端出现阻抗失配现象，则会出现电磁波的反射，使信号波形严重畸变，并且引起一些有害的干扰脉冲，影响整个系统的正常工作。

因此在高速系统中，必须对信号经过的传输环境进行阻抗匹配控制,从而保证信号传输的完整性。

2传输线阻抗的物理含义在电路分析中，信号传输的连接线称为传输线。

下面介绍两个与传输线特性密切相关的概念。

(1)特征阻抗:它是沿传输线上分布电容和电感的等效，其物理含义是入射波的电压与电流的比值或反射波的电压与电流的比值。

3 阻抗匹配及其重要性传输理论指出，通常情况下，传输线传输的电压或电流是由该点的入射波和反射波叠加而成的，或者说是由行波和驻波叠加而成的。

当传输线的负载阻抗与传输线特征阻抗相等时，线上只存在入射波而无反射波，我们称之为负载阻抗匹配。

(1)当传输线的负载阻抗与传输线特征阻抗不等时，传输线上除了会出现入射波外，还会出现反射波，称之为阻抗控制失配现象。

反射波的存在意味着传送到传输线终端的功率不能全部为负载所吸收，从而降低了传输效率。

当传输线的负载阻抗大于传输线特征阻抗，电压信号发生正向反射，电流信号发生负向反射;当传输线的负载阻抗小于传输线特征阻抗，电压信号发生负向反射，电流信号发生正向反射。

(2)当传输线的负载阻抗等于传输线特征阻抗时，传输线上同时存在着行波和驻波，若信号电压比较高，则在电压波腹点容易产生介质击穿的现象。

如欲避免击穿，势必采用尺寸较大和耐压较高的传输线，从而加大了投资。

传输线与阻抗匹配

未贴导电布
整体阻抗为 96欧
常见传输线类型
影响传输线信号上的好坏除了特性阻抗，还有以下: 1、反射系数 2、输入阻抗 3、传播常数 4、传输功率
谢谢!
传输线与阻抗匹配
传输线与阻抗匹配
一、阻抗匹配
阻抗的定义常见阻抗匹配的方式
二、常见传输线
单端传输线分传输线微带线带状线
阻抗定义
传输线可分为长线和短线，长线和短线是相对于波长而言的。短线：l /< 0.05，集中参数电路长线：l / 0.05，分布参数电路
常见的阻抗匹配方式

戴维南终端匹配技术
戴维南终端匹配技术也叫做双终端匹配技术，它采用两个电阻R1 和R2 来实现终端匹配。R1 通过从VCC 向负载注入电流来帮助驱动器更容易到达逻辑高状态；R2 帮助通过向地吸收电流来将驱动器下拉到逻辑低状态。当R1 和R2 的并联同信号线的特征阻抗Z0 匹配时可以加强驱动器的扇出能力。应用：SSTL/HSTL，DDR地址，控制命令等信号
图5 戴维南终端匹配
常见的阻抗匹配方式

AC 终端匹配技术
AC 终端匹配技术也称之为RC终端匹配技术，它是由一个电阻R 和一个电容C 组成的，电阻R 和电容C 连接在传输线的负载一端。电阻 R 的值必须同传输线的特征阻抗 Z0 的值匹配才能消除信号的反射。对周期性的信号有效（如时钟），不适合于非周期信号（如数据）。
常见的阻抗匹配方式

肖特基二极管终端匹配技术
肖特基二极管终端匹配技术也称之为二极管终端匹配技术，由两个肖特基二极管组成。传输线末端的信号反射，导致负载输入端上的电压升高超过VCC 和二极管D1 的正向偏值电压，使得该二极管正向导通连接到VCC 上，从而将信号的过冲嵌位在VCC 和二极管的阈值电压上。同样，连接到地上的二极管D2 也可以将信号的下冲限制在二极管的正向偏置电压上。

阻抗计算实例

叠层(stackup)的定义：我们来看如下一种stackup,主板常用的8 层板(4 层power/ground 以及4 层走线层,sggssggs,分别定义为L1, L2…L8)因此要计算的阻抗为L1,L4,L5,L8。

下面熟悉下在叠层里面的一些基本概念,和厂家打交道经常会使用的Oz 的概念：Oz 本来是重量的单位Oz(盎司)=28.3 g(克)在叠层里面是这么定义的,在一平方英尺的面积上铺一盎司的铜的厚度为1Oz,对应的单位如下：介电常数(DK)的概念：电容器极板间有电介质存在时的电容量Cx 与同样形状和尺寸的真空电容量Co之比为介电常数：ε = Cx/Co = ε'-ε"。

Prepreg/Core 的概念：pp 是种介质材料,由玻璃纤维和环氧树脂组成,core 其实也是pp 类型介质,只不过他两面都覆有铜箔,而pp 没有。

传输线特性阻抗的计算首先,我们来看下传输线的基本类型,在计算阻抗的时候通常有如下类型: 微带线和带状线,对于他们的区分,最简单的理解是,微带线只有1 个参考地,而带状线有2个参考地,如下图所示：对照上面常用的8 层主板,只有top 和bottom 走线层才是微带线类型,其他的走线层都是带状线类型。

在计算传输线特性阻抗的时候, 主板阻抗要求基本上是：单线阻抗要求55或者60Ohm,差分线阻抗要求是70~110Ohm,厚度要求一般是1~2mm,根据板厚要求来分层得到各厚度高度.在此假设板厚为1.6mm,也就是63mil 左右, 单端阻抗要求60Ohm,差分阻抗要求100Ohm,我们假设以如下的叠层来走线：一、先来计算微带线的特性阻抗,由于top 层和bottom 层对称,只需要计算top 层阻抗就好的,采用polar si6000,对应的计算图形如下:在计算的时候注意的是:1、你所需要的是通过走线阻抗要求来计算出线宽W(目标)；2、各厂家的制程能力不一致，因此计算方法不一样,需要和厂家进行确认；3、表层采用coated microstrip 计算的原因是,厂家会有覆绿漆,因而没用surface microstrip 计算,但是也有厂家采用surface microstrip 来计算的,它是经过校准的；4、w1 和w2 不一样的原因在于pcb 板制造过程中是从上到下而腐蚀,因此腐蚀出来有梯形的感觉(当然不完全是)；5、在此没计算出精确的60Ohm 阻抗,原因是实际制程的时候厂家会稍微改变参数,没必要那么精确,在1-2ohm 范围之内我是觉得没问题；6、h/t 参数对应你可以参照叠层来看。

微带线匹配设计

第3节微带线匹配设计在前面介绍了设计集总参数元件的匹配网络的方法，但是这种匹配网络只适合于频率较低的场合，或者是尺寸远小于工作波长的情况。

随着工作频率的提高和工作波长的缩小，分立元件的寄生参数效应将变得更加明显，设计时相应地就要考虑寄生效应，这将使得问题变得相当复杂。

分立元件的这些问题限制了它在射频微波电路中的应用。

通常在几个GHz频段中，射频工程师常采用分立元件和分布元件混合使用的方法。

相比较于前面的分立元件匹配网络，这种网络避免使用电感，而是用传输线替换了电感。

原因是电感比电容具有更高的电阻性损耗，而且电感绕制起来麻烦，很难做到精确。

这种网络是由几段串联的传输线以及间隔配置的并联电容构成。

在这种匹配网络中的分布元件显示出独特的电特性，明显地不同于低频集总参数元件。

它适合作为手机等移动通信设备功率放大器的匹配网络。

其结构如下图所示。

传输线（TL）和电容元件的混合匹配网络设计实例1：设计一个匹配网络将ZL=(30+j20)ohm的负载阻抗变换到Zin=(60+j80)ohm 的输入阻抗。

要求必须采用两段串联传输线和一个并联电容。

已知两段传输线的特性阻抗均为50ohm,匹配的工作频率为2 GHz。

首先，建立一个工程matching1_prj，弹出窗口如下图点选框内的S_Params，然后点OK。

然后会光标处出现虚框将虚框放在空白窗体内。

出现S参数模板如图示：然后手工将Zin和ZL值键入Term1和Term2的Z参数，如下图示:放置一个smithchart元件，目前这个元件是空的。

然后点击tools，在下拉菜单中找到Smith Chart Utility点击，启动Smith Chart工具视窗。

如下图示：在弹出的对话框中选择Update Smith Chart utility from SmartCoponent，然后点击OK就可以用ADS自带的Smith圆图工具来设计匹配。

先设置匹配的工作频率为2 GHz，默认设置为1 GHz。

实验一微带线阻抗匹配.

3. 印刷電路製造器材 (1) 雷射印表機：在透光紙上印出微帶線的圖樣 (2) 曝光機：在玻纖板上製出微帶線圖樣的光罩 (3) 顯像槽：把不需要的光電阻洗掉 (4) 蝕刻機：把不需要的銅膜蝕刻掉 (5) 裁板機：裁剪所需要的玻纖板的尺寸
4. 測量儀器 (1) Agilent E5071A 向量網路分析儀 (2)各式轉接頭一套 (3) 50Ω 負載接頭
二、實驗設備：
1. 消耗材料 (1) 50 Ω SMA 接頭 (2) FR4 玻璃纖維雙面感光電路板 (ε r = 4. 7， Thickness = 0.8 mm， Loss tangent δ = 0.014 ) (3) 晶片型電阻
2. 模擬軟體 (1) Linecalc：計算微帶線的傳播常數和反射係數 (2) Touhstone：模擬所設計微帶阻抗轉換器的輸入阻抗 (3) Autocad：畫出所設計的微帶線電路圖樣
五、實驗成果：
1. 本微帶功率除器採取
設計方式。
2. 在中心頻率 2.4 GHz 時，記錄所設計的功率除器模擬與測量所得的三埠散射參數絕對值。
f0 = 2.4GHz 模擬
測量
︱S11︳
︱S22︳
︱S21︳
︱S23︳
3. 在中心頻率 2.4 GHz 時，記錄所設計的功率除器模擬與測量所得的頻寬百分比。
f0=2.4 GHz
BW
模擬
測量
3
六、討論：
1. 畫出所設計阻抗轉換器模擬與測量所得的反射係數絕對值的頻率響應，並討論誤差的原因。
2. 討論基板大小和微帶線寬製作容忍度對設計上的限制。 3. 比較並討論多節式與其他阻抗匹配電路特性之差異。
七、參考文獻：

传输线与阻抗匹配

--
未贴导电布整体阻抗为 96欧
--
常见传输线类型
影响传输线信号上的好坏除了特性阻抗，还有以下: 1、反射系数 2、输入阻抗 3、传播常数 4、传输功率
--
谢谢!
--
--
常见的阻抗匹配方式
戴维南终端匹配技术
戴维南终端匹配技术也叫做双终端匹配技术，它采用两个电阻R1 和R2 来实现终端匹配。R1 通过从VCC 向负载注入电流来帮助驱动器更容易到达逻辑高状态；R2 帮助通过向地吸收电流来将驱动器下拉到逻辑低状态。当R1 和R2 的并联同信号线的特征阻抗Z0 匹配时可以加强驱动器的扇出能力。
--
常见传输线类型
二、差分传输线
在差分模式中，传输线路是成对布放的，两条线路上传输的信号电压、电流值相等，但相位（极性）相反。
--
常见传输线类型
三、微带线
它由一根带状导线与地平面构成，中间是电介质。如果电介质的介电常数、线的宽度、及其与地平面的距离是可控的，则它的特性阻抗也是可控的，其精确度将在5％之内。
微带线的特性阻抗Z0为：
--
常见传输线类型
四、带状线
带状线就是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带。如果线的厚度和宽度，介质的介电常数，以及两层接地平面的距离都是可控的，则线的特性阻抗也是可控的，且精度在10%之内。理论上，带状线的特性阻抗为：
--
FFC线印字端贴导电布
贴导电布处阻抗变为75.14 欧，已低于误差范围
• 会在传输线上形成驻波（简单的理解，就是有些地方信号强，有些地方信号弱），导致传输线的有效功率降低；
• 功率发射不出去，甚至会损坏发射设备。 • 如果是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时，会产生震荡，

微带天线的设计和阻抗匹配

微带天线的设计和阻抗匹配微带天线是一种广泛应用于无线通信领域的新型天线。

它具有体积小、重量轻、易于集成等优点，因此特别适合于现代通信系统的应用。

本文将详细介绍微带天线的原理、设计思路、阻抗匹配方法以及实验验证等方面的内容。

微带天线是在介质基板上制作的一种天线。

它主要由辐射元和传输线组成，通过在介质基板上印制金属导带，形成辐射元和传输线，利用电磁波的辐射和传播特性实现天线的功能。

由于辐射元和传输线都印制在介质基板上，因此微带天线具有体积小、重量轻、易于集成等优点。

选择合适的介质基板，根据需要选择介电常数、厚度、稳定性等参数；在介质基板上印制金属导带，形成辐射元和传输线；根据设计要求，对金属导带进行形状和尺寸的调整；为提高天线的性能，需要进行阻抗匹配等调试；选取合适的材料：根据应用场景和设计要求，选择合适的介质基板和金属材料；设计形状和尺寸：根据天线设计的原理，设计合适的辐射元和传输线形状，以及其尺寸大小；考虑天线的抗干扰能力：为提高天线的性能，需要采取措施提高天线的抗干扰能力，如设置保护区、采用滤波器等。

微带天线的阻抗匹配是实现天线高效辐射的关键环节。

通常情况下，微带天线的阻抗不是纯电阻，而是具有一定的电抗分量。

为了使天线与馈线之间实现良好的阻抗匹配，通常采用以下方法：改变馈线的特性阻抗：通过调整馈线的几何形状、材料等参数，改变馈线的特性阻抗，使其与天线的阻抗相匹配；添加电阻、电容等元件：在馈线与天线之间添加适当的电阻、电容等元件，以调整天线的阻抗，实现阻抗匹配；采用分步匹配：通过在馈线与天线之间设置适当的阶梯状阻抗，逐渐接近天线的阻抗，从而实现良好的阻抗匹配。

为了验证微带天线的性能和阻抗匹配的效果，通常需要进行实验测试。

实验测试主要包括以下步骤：搭建测试平台：根据需要搭建测试平台，包括信号源、功率放大器、接收机等；连接测试平台：将微带天线与测试平台连接，确保稳定的信号传输；调整阻抗匹配：根据实验结果，对天线的阻抗匹配进行微调，以获得最佳的性能；进行测试：在不同的频率、距离等条件下进行测试，收集数据并进行分析；结果分析与讨论：根据实验数据进行分析和讨论，评估微带天线的性能和阻抗匹配的效果。

矩形微带天线设计与阻抗匹配网络

矩形微带天线设计与阻抗匹配网络矩形微带天线设计与阻抗匹配网络引言:微带天线是一种工作在无线通信系统中的重要天线结构，其具有小型化、轻量化、易于集成电路等优点，在现代无线通信系统中得到了广泛应用。

而阻抗匹配网络作为微带天线的关键部分，对于天线的性能起着决定性作用。

本文主要对矩形微带天线设计及其阻抗匹配网络进行研究和分析。

一、矩形微带天线的设计：为了确定矩形微带天线的结构参数和工作频率，需要进行天线的几何构造和电磁参数的计算。

首先，确定天线的长度和宽度，通过优化设计得到最佳的工作频率。

在设计中，天线长度可以用来调节天线的谐振频率，而天线宽度则是用来控制天线的输入阻抗。

根据实际需求，可以选择不同尺寸的矩形微带天线结构。

然后，通过天线的电磁参数计算，包括互感、电感、电容等等，可以确定天线在所选频率下的输入阻抗和谐振条件。

二、矩形微带天线的阻抗匹配网络设计：矩形微带天线由于其特殊的结构和工作原理，导致其输入阻抗常常不匹配。

为了提高天线的实际效能，需要设计适当的阻抗匹配网络，将天线的输入阻抗与发射/接收端的信号源阻抗进行匹配。

阻抗匹配网络的设计目标是使天线输入阻抗与信号源的阻抗相等，从而减小反射损耗，提高天线的效率。

常见的阻抗匹配网络包括LC网络、T型网络和π型网络等。

三、矩形微带天线的性能评估：对于矩形微带天线的设计和阻抗匹配网络的优化，需要进行性能评估。

常见的评估指标包括输入阻抗、驻波比、增益、辐射方向性等。

其中，输入阻抗是确保天线和信号源匹配的重要指标，驻波比则体现了天线的效率和信号的传输质量，增益则是反映了天线的辐射能力。

四、矩形微带天线设计的实例分析：为了验证矩形微带天线的设计与阻抗匹配网络的有效性，我们设计了一个具体的实例。

通过模拟软件和硬件实验的手段，我们得到了矩形微带天线在设计频率下的输入阻抗和驻波比。

然后，通过调整阻抗匹配网络，使得天线的输入阻抗与信号源的阻抗相匹配。

最后，评估天线的增益、辐射方向性等性能指标。

微波技术传输线的阻抗匹配ppt课件

E
~ GБайду номын сангаас1
0.25
~ G1
C
~ ~ (3 )Y 沿 G 1 1园转动交辅助 ~ ~ ~ 园于 E 点得 Y B a G 1j a。
~ B 2
~ ~ ~ ~ ~ j B l Y Y Y 2 1 2 a 1 ~ ( 4 ) Y 沿 G 园等顺时 a ~ ~ ~ ~ 针 d 落转 G 1 在园 ( F 点上 Y ) 1 得 j B 2 3 3 。 ~ ~ ~ ~ ~ Y Y Y 3 l2 4 b 3 jB
f0 时， l =l0/4 l’/4 ， l p/2， Zin Z0 。G 0，而为：
Z in Z 0 G Z in Z 0
R jZ0 1 tg l Z0 1 Z0 Z0 1 jR tg l R jZ0 1 tg l Z0 1 Z0 Z0 1 jR tg l
Z Z Z Z 01 0 0 0

在lmin 处接入，则
Z0 K Z Z Z 01 0K 0 Z0

单节l/4阻抗匹配器的主要缺点是频带窄。当工作波长为 l0 时，l =l0/4 , 对单一工作频率f0 ，当
Z01 Z0R 可实现匹配，即Zin=Z0 。当工作频率f ’ 偏离
~ ~ ~ d l l C A
~ Yin
d
~ ~ Y2 Y1
~ ~ ~ d l l D A
~
~ Y0 ~ Y0
~ Y0
~ B
~ YL
A
0
~ G1
C
l D
0.25
单支节匹配器
~ B
导纳园图
~ ~ ~~ C 点 E 点 Y B l l 0 . 25 2 E ~ ~ ~ ~ l F 点 l 0 . 25 Y B D 点 F 2

微波电子学的阻抗匹配

微波电子学的阻抗匹配微波电子学里的一部分，主要用于传输线上，来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的，不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益。

大体上，阻抗匹配有两种，一种是透过改变阻抗力（lumped-circuitmatching），另一种则是调整传输线的波长（transmission line matching）。

要匹配一组线路，首先把负载点的阻抗值，除以传输线的特性阻抗值来归一化，然后把数值划在史密夫图表上。

一、改变阻抗力把电容或电感与负载串联起来，即可增加或减少负载的阻抗值，在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。

如果把电容或电感接地，首先图表上的点会以图中心旋转180度，然后才沿电阻圈走动，再沿中心旋转180度。

重覆以上方法直至电阻值变成1，即可直接把阻抗力变为零完成匹配。

二、调整传输线由负载点至来源点加长传输线，在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动，直至走到电阻值为1的圆圈上，即可加电容或电感把阻抗力调整为零，完成匹配阻抗匹配则传输功率大，对于一个电源来讲，单它的内阻等于负载时，输出功率最大，此时阻抗匹配。

最大功率传输定理，如果是高频的话，就是无反射波。

对于普通的宽频放大器，输出阻抗50Ω，功率传输电路中需要考虑阻抗匹配，可是如果信号波长远远大于电缆长度，即缆长可以忽略的话，就无须考虑阻抗匹配了。

阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这表明所有能量都被负载吸收了.反之则在传输中有能量损失。

高速PCB布线时，为了防止信号的反射，要求是线路的阻抗为50欧姆。

这是个大约的数字,一般规定同轴电缆基带50欧姆,频带75欧姆,对绞线则为100欧姆,只是取个整而已,为了匹配方便.阻抗从字面上看就与电阻不一样，其中只有一个阻字是相同的，而另一个抗字呢？简单地说，阻抗就是电阻加电抗，所以才叫阻抗；周延一点地说，阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。

单节微带线实现复阻抗匹配的理论设计

单节微带线实现复阻抗匹配的理论设计SUBSCRIBE to US学个Antenna是以天线仿真和调试为主，理论原理为辅的干货天线技术专栏，包括天线入门知识以及各类天线的原理简介、仿真软件建模、设计、调试过程及思路。

如有想看到的内容或技术问题，可以点击“阅读原文”给我们留言。

摘要：在微波电路的仿真设计中，常常需要进行阻抗匹配，其中最常见的就是LC电路匹配和宽带巴伦匹配。

本节推文介绍如何利用简单的微带线进行窄带的复阻抗匹配并利用HFSS软件进行理论验证。

0 1阻抗匹配简介详解阻抗匹配和等反射系数圆及天线设计中的负载牵引一文中对阻抗匹配进行了简单的介绍。

对于天线设计而言，常常遇到天线端的输入阻抗与标准阻抗失配且难以通过调整天线尺寸和形状来改善。

这种情况可以采用插入匹配网络的方式，例如集总参数结构的匹配电路和分布参数结构的巴伦等，来改善其端口反射系数。

例如常见的侧馈型微带贴片天线，其采用了1/4波长的微带线作为匹配枝节，将天线端与50欧微带线进行了一个窄带匹配。

在学个Antenna：手机天线之宽带匹配原理一文中，作者也介绍了一款理解和学习阻抗匹配的Smith圆图软件并演示了如何用该软件进行集总参数元件的匹配以及微带线匹配。

除此之外，还给出了一个利用并联的匹配电路进行带宽拓展的实例。

优化匹配前后对比在上述推文第一节的末尾，也抛出了一节微带线实现复阻抗负载的匹配，而非串并的匹配电路形式。

下一节将就这一点深入讲解其背后的理论设计。

0 2单节微带线实现复阻抗匹配大家所熟知的1/4波长微带线匹配枝节仅适用于匹配纯阻抗负载，对于复阻抗负载，若需要将其匹配至，除了像下图8种形式（①先串L 再并L，②先串L再并C，③先串C再并L，④先串C再并C，⑤先并L再串L；⑥先并L再串C，⑦先并C再串L，⑧先并C再串C）外，还可能存在一段长度为，特性阻抗为的传输线，使得负载匹配至。

下面进行简单的推导验证，假设对于任意负载，若存在一段长度为，特性阻抗为的传输线，使得负载能够匹配到(匹配点)，则有下面公式成立：带入并进行分类整理后可得：然后根据方程两边的实部和虚部分别相等就可以得出下面2个方程：然后通过方程②可得含待求变量的：将的求解结果带入①式，即可求得：不过需要注意的是，需要在实数范围内有解，因此需要满足下面条件：对于，若要将其匹配至，可将下述条件带入公式计算：为了方便起见，这里将待求变量转换成电长度：同时考虑到正切函数的周期性，因此仅求解第一个周期内的结果：利用Smithchart软件进行简单验证如下：0 3HFSS软件仿真验证接下来采用介电常数3.66，厚度0.762mm的电介质作为匹配微带线的基板，并用电磁仿真软件HFSS进一步验证理论结果。

微带天线的设计和阻抗匹配

容 ,电感 ,使输入阻抗达到 50 Ω ,完成与馈电系统的匹配。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
《现代电子技术》2008 年第 1 期总第 264 期
关键词 :矩形微带天线 ; H FSS 软件 ;先进设计系统 ;匹配网络中图分类号 : TN82 文献标识码 :B 文章编号 :1004 - 373X(2008) 01 - 073 - 03
Design of Microstrip Antenna and Impedance Matching
εγ + 1 2
- 1/ 2
c
(1)
73
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
通信设备
宋旭亮等 :微带天线的设计和阻抗匹配
其中 f r ,c ,εr 都是已知量。贴片长度 :
图 1 微带天线
图 2 馈电方式
本文设计一种中心频率为 800 M Hz 的矩形微带天线
(辐射元为矩形) ,馈电方式选为中心侧馈。
2 矩形微带天线的分析
2. 1 用传输线模型分析法分析矩形微带天线的辐射原理
设辐射元的长为 L ,宽为 W , 介质板的厚度为 h , 现将
收稿日期 :2007 - 06 - 11 基金项目 :国家自然科学基金项目 (No . 60671061)
辐射元长度88mm113mmmm介质板的宽度150mm微带馈线宽度的计算利用agilent公司的advanceddesignsystemads软件里面的微带线计算工具linecalc计算微带线宽度输入微带传输线参数可得到微带馈线宽度为5161378mm如图linecalc计算微带馈线宽度hfss对天线的仿真微带天线模型的设定用电磁仿真软件ansofthfss912对天线进行仿真hfss是一个用于任意三维无源器件的高性能的全波电em场仿真器他使用有限元法自适应划分网格和杰出的图形界面参数谐振频率因为设计中使用的计算公式都是经验公式而仿真的结果是基于实际情况的

阻抗计算（用SI9000如何计算微带线）

阻抗计算（⽤SI9000如何计算微带线）⽤SI9000如何计算微带线⼀．⼏个概念：阻抗的定义：在某⼀频率下，电⼦器件传输信号线中，相对某⼀参考层，其⾼频信号或电磁波在传播过程中所受的阻⼒称之为特性阻抗，它是电阻抗，电感抗，电容抗……的⼀个⽮量总和。

阻抗阻抗匹配:是为了保证能量传输损耗最⼩，匹配就是上⼀级电路的内电阻要等于下⼀级电路的输⼊电阻。

当电路实现阻抗匹配时，将获得最⼤的功率传输，反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最⼤功率传输，还可能对电路产⽣损害。

⽬前常见阻抗分类：单端(线)阻抗、差分(动)阻抗、共⾯阻抗三种情况。

⽬前我司要考虑阻抗匹配的线有：USB差分线90欧，⽹⼝线差分100欧，RF输⼊信号单端75欧⼆．实例：1.⼯具可以到FTP上⾯下载，路径为：ftp://172.16.1.56/⼯具软件/⼯具软件-上传区/2.下⾯以SI9000为例给出模型：1).⾸先了解⼀下⼏个参数的含义：H1：外层到VCC/GND间的介质厚度 W2：阻抗线线⾯宽度W1: 阻抗线线底宽度 S1：差动阻抗线间隙Er1: 介质层介电常数 T1：线路铜厚，包括基板铜厚+电镀铜厚CEr: 阻抗介电常数 C1: 基材阻焊厚度C2:线⾯阻焊厚度 C3:差动阻抗线间阻焊厚度2).⼆层板，板厚1.6的两个模型：a. USB差分线90欧可参考如下：b. RF输⼊信号单端75欧可参考如下：c.说明:以下是凯歌给出的参考值：参数H1=57.677 ER1=4.5 T1=1.7 W1-W2= 1 C1（绿油）=0.4 C2=0.5 C3=0.4 CEr=3.5根据layout实际情况，可根据以上模型选⽤适合⾃⼰的W1，D1，S1的宽度。

瑞华给出的参数参数H1=57.677 ER1=4.3 T1=1.42 W1-W2=0.5 C（绿油）=0.591博敏给出的参数参数H1=57.677 ER1=4.5 T1=1.7 W1-W2=1 C1（绿油）=0.6 C2=0.5 C3=0.5 Cer=3.5各个⼚家给出的参数有些差别，但算出来的结果偏差不⼤，⼤家可以按凯歌给出的参数计算即可，再者，这个计算出来的值也是理论值，发板时⼀定要注明这些线要求做阻抗，并标出阻抗值，可以参考以下标注：⼚家会根据实际做些细微的调整，以满⾜阻抗的要求，⼚家也只能保证阻抗值±10%，以下是⼚家给出的报告:三．外协联系⽅式以下是我司合作的⼚家电话，若想更进⼀步了解可以联系他们的⼯程师：不公开四．四层板如何计算:4层板计算相对复杂点，有⼀种⽅法可以借鉴，⼀般我们的4层板中间层是GND/POWER，要求⾛阻抗的线在TOP/BOM层，这样就和相临层构成2层板，可以参考以上介绍的⼆层板的模型来计算:4层板的构造⽰意如下：假如在L1层⾛微带线，P2是GND层，可参照上述介绍的⼆层板模型，但要注意H1(为L1和L2层之间的PP厚度,可以⽤⼀种PP或多种PP进⾏叠加)， plating这个要根据我们的要求最终铜厚来定，⽬前我司4层板线路铜厚T1=1.378mil,以下各种介质厚度及介电常数ER1作为参考：PP类型厚度介电常数ER1PP2116 4.7-4.8mil 4.0PP76287.5-7.6mil 4.2PP1080 2.8-2.9mil 3.8硬件设计2部。

微带单枝短截线匹配

微带单枝短截线匹配一．设计目标：把阻抗ZL=（30+j*50）Ohm的负载匹配到阻抗Zs=（55-j*40）Ohm的信号源，中心频率为1.5GHz。

二．设计原理图：（1）原理图设计完以后，执行命令【DesignGuide】→【Passive Circuit】→“Microstrip Control Window…”打开“Passive Circuit DesignGuide”对话框，单击“Design”。

（2）然后返回原理图设计窗口，查看自动生成的匹配网络子电路，如下图：（3）对原理图进行S参数仿真：（4）版图结果：运行“Layout”→“Generate/Update Layout”查看版图总黄酮生物总黄酮是指黄酮类化合物，是一大类天然产物，广泛存在于植物界，是许多中草药的有效成分。

在自然界中最常见的是黄酮和黄酮醇，其它包括双氢黄（醇）、异黄酮、双黄酮、黄烷醇、查尔酮、橙酮、花色苷及新黄酮类等。

简介近年来，由于自由基生命科学的进展，使具有很强的抗氧化和消除自由基作用的类黄酮受到空前的重视。

类黄酮参与了磷酸与花生四烯酸的代谢、蛋白质的磷酸化、钙离子的转移、自由基的清除、抗氧化活力的增强、氧化还原作用、螯合作用和基因的表达。

它们对健康的好处有：（ 1 ）抗炎症（ 2 ）抗过敏（ 3 ）抑制细菌（ 4 ）抑制寄生虫（ 5 ）抑制病毒（ 6 ）防治肝病（7 ）防治血管疾病（8 ）防治血管栓塞（9 ）防治心与脑血管疾病（10 ）抗肿瘤（11 ）抗化学毒物等。

天然来源的生物黄酮分子量小，能被人体迅速吸收，能通过血脑屏障，能时入脂肪组织，进而体现出如下功能：消除疲劳、保护血管、防动脉硬化、扩张毛细血管、疏通微循环、活化大脑及其他脏器细胞的功能、抗脂肪氧化、抗衰老。

近年来国内外对茶多酚、银杏类黄酮等的药理和营养性的广泛深入的研究和临床试验，证实类黄酮既是药理因子，又是重要的营养因子为一种新发现的营养素，对人体具有重要的生理保健功效。