《匹配理论》PPT课件

tan 2
2 g
d
2
R来自百度文库2
XL
Z0
tan
2 g
d
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单枝节匹配
微波电路设计
匹配条件 GY0 1/Z0
令 ttan2d/g
Z 0 R L Z 0 t 2 2 X L Z 0 t R L Z 0 R L 2 X L 2 0
XL t
R ZL 0 RLRLZ 0Z02XL 2RLZ0
给ZL接一段传输线 ，使得传 输线长度为d时，输入导纳为
Y0+jB，以后再并联开路短截
线，使得开路短截线长度为l
时jB，j 1它tan的l导纳为-jB，其长度l Z0
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并传输线的长度
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单枝节匹配
微波电路设计
负载阻抗 ZLR LjXL1/Y L
从负载移动距离d的输入阻抗
Zin
Z0
RL jXL
匹 程配 图过
匹 路配
电
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例3
微波电路设计
归一化负载阻抗标在圆图上
zL0.5j0.2
从负载线出发，串联一特性阻抗为50Ω的传输线
史密斯圆图上顺时针旋转交导纳圆 1 jb 于
抵 y11j0.76146 消
并联一段50Ω的开路短截线,导纳值为 j0.76146 虚 部
在史密斯圆图上，是从交点出发沿着等导纳 圆1+jb顺时针旋转到1+j0，完成匹配。
电感比电容有更高的寄生参数，很少使用电感 而用微带线。
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混合式匹配电路
微波电路设计
混合型匹配电路示意图
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例4
微波电路设计
采用混合型匹配电路，设计一个匹配电路将 ZL=30+j25Ω 的 负 载 阻 抗 变 换 成 Zin=60+j100Ω 的 输 入 阻 抗 。 已 知 传 输 线 的 特性阻抗为50Ω，工作频率为1.5GHz。
Z0 jRL
jZ0
tan
2 g
d
jXL
tan
2 g
d
导纳
Yin
GjB 1 Z0
Z0
jRL
jXLtan2g
d
RL
jXL
jZ0
tan2g
d
B1 Z0
RL 2tan2g d Z0XLtan2g d XLZ0tan2g d RL 2XLZ0tan2g d2
G
RL
1
传输线的特性阻抗等于负载与输入阻抗的几何 平均值。
匹配线特性阻抗
Z0 RLRin
4
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串联型微波匹配电路
微波电路设计
短路短截线和开路短截线
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串联型微波匹配电路
微波电路设计
串联型微波匹配电路结构
匹配思想：负载阻抗为ZL，设相应的导纳为YL=G+jB，ZL和开路短截线并 联，可以选取开路短截线的导纳为-jB，它的长度l由 jB j 1 tanl 来确定。
CCEE
第三章 匹配理论2
射频微波电路设计
主要内容
微波电路设计
3.1 基本阻抗匹配理论 3.2 集总参数匹配电路 3.3 微带线型匹配电路
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微带线型匹配电路
微波电路设计
1 串联型微波匹配电路 2 并联型微波匹配电路 3 混合式匹配电路
3
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串联型微波匹配电路
微波电路设计
串联型微波匹配电路的基本结构是λ/4波阻 抗变换器
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并联型微波匹配电路—单枝节匹配
微波电路设计
已知终端阻抗的匹配方法
串联传输线和并联传输线的特征阻抗 串联传输线的长度
匹配的思想:
负载ZL接一段特性阻抗为Z0，长 度为d的传输线后，导纳为
G+jB。设长度为l的开路短截
线 特 性 阻 抗 为 Z0 ， 导 纳 为 jB1 ，若使并联之后的阻抗为Z0， 导纳为Y0，则有G=Y0，B=-B1 ，便可以完成匹配。因此首先
匹配过程图
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例1
微波电路设计
归一化负载阻抗标在圆图上 zL0.4j0.7
先把复数阻抗匹配到实数，再通过λ/4微带线实现匹配
并联一个特性阻抗为50Ω的开路短截线， 史密斯圆上沿着导纳圆图顺时针旋转交实轴于点
z11.62501j0
λ/4传输线把实阻抗匹配到50Ω
匹配电路
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例2
微波电路设计
匹 程配 图过
匹 路配
电
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例4
微波电路设计
归一化负载阻抗标在圆图上
if
RL Z0
d
g
2π
g
2π
π
arctantt 0 arctantt
0
tRLZ0 2 XR LZ L 20 XL 2 2X Z0 L,RLZ0
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单枝节匹配
微波电路设计
并联的枝节线，就是将初始输入导纳的虚部 抵消。
并联短路线
1
j Y0 jB
jZ0tan2πg l
tan2πg l
并联短路枝节线的长度
Z0
则并联之后的总导纳等于G，阻抗为1/G，是一个纯电阻，之后接一段传输
线，选取传输线的长度为λ/4，利用传输线的λ/4阻抗变换特性，选取传输线
的特性阻抗为 Z 0 G 便可以变换到特性阻抗Z0。
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例1
微波电路设计
设计一个单分支匹配电路将负载阻抗 ZL=20+j35Ω 转 换 到 Zin=50Ω 的 输 入 阻 抗 。要求使用特性阻抗为50Ω的λ/4传输线和 开路短截线。 图解法
考虑一个特性阻抗为50Ω，终端接有负载 阻 抗 ZL=100Ω 的 传 输 线 ， 当 在 距 负 载 d=0.25λ处串接一长度l=0.125λ的短路短 截线后，计算传输线的输入阻抗。
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例2
微波电路设计
例3.6
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微带线型匹配电路
微波电路设计
1 串联型微波匹配电路 2 并联型微波匹配电路 3 混合式匹配电路
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微带线型匹配电路
微波电路设计
1 串联型微波匹配电路 2 并联型微波匹配电路 3 混合式匹配电路
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混合式匹配电路
微波电路设计
在射频的中间频率段，既可以使用分布参 数元件进行匹配电路的设计，也可以使用 集总参数元件进行匹配电路的设计。 使用混合参数元件的匹配电路能够达到好 的效果。 匹配电路包括几段串联的传输线以及间隔 匹配的并联电容。
并联开路线
jZ0
1
cot2πg l
jY0
tan2πg ljB
并联开路线长度
l
g
2π
arctan
Y0 B
B>0
l 2πg [arctanYB0 ] B<0 15
l
g
2π
arctan
B Y0
B<0
l
g [
2π
arctanYB0 ]
B>0
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例3
微波电路设计
设计一个单分支匹配电路将负载 ZL=25+j10Ω的阻抗匹配到Zin=50Ω的输入 阻抗。工作频率在2.4GHz，要求使用特性 阻抗为50Ω的传输线和开路短截线。求传输 线和开路短截线的电长度。