微带匹配电路 单枝节匹配电路

lL
ls
Z in
Z 0L
ZL
Z 0s
开路线 或短路线
并接线导纳=目标导纳-中间导纳
串接线电长度= 从起始阻抗点到中间阻抗点的电长度
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
方法二过程： 1、经过目标阻抗作等G圆； 2、径过起始阻抗作等反射系数圆； 3、找到交点为中间点；
lL
ls
Z in
Z 0L
中间阻抗
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
方法一过程： 1、经过起始阻抗作等G圆； 2、径过目标阻抗作等反射系数圆； 3、找到交点为中间点；
目标阻抗
Z in
lL
ls
Z 0L Z L
Z 0s
开路线 或短路线
中间阻抗
起始阻抗
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
4、并接线电纳等于=中间点电纳-起始点电纳 5、并接线电长度=从开路点（或短路点）到并
a) l 1 8
9
Zin jZ0
等价电容
微波技术与天线-第三章匹配理论
复习——终端开路/短路时传输线阻抗特性
b) l 3 8
c) l 1 4
Zin jZ0 Z in 0
等价电感 等价短路
（2）传输线终端短路时，输入阻抗为
Z injZ 0tanljZ 0tan2ljX in
当 nl n1
30
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
• 单枝节并联匹配电路——圆图解法小结
（1）归一化负载阻抗，在圆图上找到归一化负载阻抗和导纳yL；
（2）从yL出发，在等反射系数圆上（SWR圆）上，沿顺时针方向 （向电源）旋转，达到SWR圆与导纳圆图上1＋jx圆的两个交点；
（3）根据第（2）步中移动的电长度，得到并联短截线距离负载 的距离d；
接线电纳点的电长度 6、串接线电长度=从中间点到目标点的电长度
目标阻抗
Z in
lL
ls
Z 0L Z L
Z 0s
开路线 或短路线
起始阻抗 微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
方法二、先串后并串： 先串接传输线沿等反射系数圆移动使电导等于目标电导，
再并接传输线沿等电导圆移动获得所需阻抗。
3.4、微带型匹配电路
方法一、先并后串： 先并联传输线沿等G圆移动使反射系数等于目标反射系
数，再串联传输线沿等反射系数圆移动获得所需阻抗。 缺点：不能到达匹配点
目标阻抗
lL
ls
Z in
Z 0L Z L
Z 0s
开路线 或短路线
并接线导纳=中间导纳-起始导纳
串接线电长度= 从中间阻抗点到目标阻抗点的电长度
3.4、微带型匹配电路
3.4.1微带线构成的电感和电容
V z A1ejz A2ejz
I
z
1 Z0
A1ejz A2ejz
A1
VL
Z0IL 2
e j L
A2
VL
Z0IL 2
e j L
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
V Ll VLZ0ILejLl VLZ0ILejLl
3.4.3单枝节匹配电路
先复习一下传输线的特殊情况。
微波技术与天线-第三章匹配理论
复习——终端开路/短路时传输线阻抗特性
（1）传输线终端开路时，输入阻抗为
Z in jZ 0c o t l jZ 0c o t2l jX in
当 nl n1
2
24
可用终端开路的传输线代替并联电容元件，在smith圆图上 顺时针转动。
12
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
13
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
lL
ls
Z in
Z 0L Z L
Z 0s
开路线 或短路线
lL
ls
Z in
Z 0L
ZL
Z 0s
开路线 或短路线
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
• 单枝节匹配电路——并联短截线
3.4、微带型匹配电路
[例]单枝节匹配电路——解析解法
t tand
负载阻抗 ZL1YLR LjXL
移动距离d后输入阻抗
该点导纳 Y G jB
ZZ0
1
(RLjXL)jZ0t Z0j(RLjXL)t
Z
G B
RL(1 t2) RL2 ( X L Z0t)2
RL2t (Z0 X Lt)( X L Z0t) Z0[RL2 ( X L Z0t)2]
归一化负载阻抗 zL1.2j1.6
（1）确定短截线离负载距离d； （2）确定短截线长度l。
28
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
[例]单枝节并联调谐——圆图解法
d
Y0
Y0
开路或短 路短截线
Y0 l
Y1 z
基本思路： YL （1）选择长度d，使得距离
负载d处，输入导纳为Y0＋jB 的形式，实现实部匹配
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
两电路等效条件
X L Z 0 sin l
BC 2
Y0tg
l 2
l 1 arcsin XL
Z0
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
T型网络的传输线方程为
VI11112jBBCCXL
j X2L1212B0C .5XBLCXLVI22
3.4、微带型匹配电路
• 单枝节匹配电路——串联短截线
d
Z0
Z0
Z0 l Z 1
Y
开路或短 路短截线
基本思想： 选择长度d，使得距离 ZL 负载d处，输入阻抗为 Z0＋jX的形式；然后选 择短截线的长度l，使 其输入电抗为－jX，即 达到匹配的条件。
注：不论对于并/串联形式，在负载阻抗、距离d相 同的条件下，开路或短路短截线的长度相差λ/4！
16
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
并联传输线：沿等G圆转动 连接传输线：沿等驻波比圆转动
目标阻抗 Z
in
lL
ls
Z 0L Z L Z 0s
开路线 或短路线
lL
ls
Z in
Z 0L
ZL
Z 0s
开路线 或短路线
起始阻抗
匹配思路：通过串联和并联传输线，从起始阻抗移动 到目标阻抗
微波技术与天线-第三章匹配理论
2
24
10
可代替并联电感，在圆图上面逆时针转动。
微波技术与天线-第三章匹配理论
复习——终端开路/短路时传输线阻抗特性
a) l 1 8
b) l 3 8
c) l 1 4
Zin jZ0 Zin jZ0
Zin
等价电感 等价电容 等价开路
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微波技术与天线-第三章匹配理论
复习——终端开路/短路时传输线阻抗特性
2
2
I Ll VLZ0ILejLl VLZ0ILejLl
2
2
V d VLZ0IL ejd VLZ0IL ejd
2
2
I d VLZ0IL ejd VLZ0IL ejd
2
2
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
利用欧拉公式得到
VdVLcosljZ0sinlIL
Idj
1 Z0
sinlVL
——输入阻抗沿等电阻圆旋转后，达到圆心！
35
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4微带匹配电路
[例]单短截线串联调谐——圆图解法
l1
d
Z0
Z0
ZL
d2
短路点
z2
d
1
2
1
2
arctant,
对于t 0
( arctant),对于t 0
GY0 1Z0
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
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微波技术与天线-第三章匹配理论
单株线调谐-解析解法
求出短截线电纳 BS B
Zin
coslIL
把d出看成端口1，负载处看成端口2，则写成矩阵的形式有：
cosl
VI11j
1 Z0
sinl
jZ0sinlV2 cosl I2
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
传输线的等效结构
微带线的等效电路图1 利用基尔霍夫定律可得：
微带线的等效电路图2
VI11j12B1C212B0C.X 5BLCXL 112jXBLCXLVI22
ZL
Z 0s
开路线 或短路线
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
4、串接线电长度=起始阻抗点到中间点的电长度 5、并接线电纳等于=目标点电纳-中间点电纳 6、并接线电长度=从开路点（或短路点）到并
接线电纳点的电长度
lL
ls
Z in
Z 0L
ZL
Z 0s
开路线 或短路线
微波技术与天线-第三章匹配理论
1.微带开路
由于边缘效应，出现电容，可用一段理想开路等效。 实际的开路线比理想开路线短：
l2 g arccot4A A22W Wcot2gA
其中A 2h ln2
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
2.微带间隙
3.微带拐90度角 若果是等宽度的线，45度切角，斜边为1.5W~1.8W之间；宽度不等90度拐角， 则切角的直边为各自宽度的0.565倍左右效果较好。
——负载导纳沿等反射系数 圆旋转后，位于1+jx圆上！
（2）选择短截线的长度l，使其输入电纳为－jB，实 现虚部匹配
——输入导纳沿等电导圆旋转后，达到圆心！
29
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
[例]单枝节并联匹配电路——圆图解法
d
目标是使移动后输入导纳 变为Y0＋jB形式
j1.47
3.4、微带型匹配电路
[例]单枝节匹配电路——圆图解法
1、归一化负载阻抗 zL 0.8j0.6 输入阻抗 zin 1.0j1.2
2、确定短截线的类型和长度。
24
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
采用3-4-5（a）的开路线结构，先并后串。
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微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
（4）确定并联短截线的归一化导纳值： SWR圆与导纳圆图上1 ＋jx圆的两个交点对应的归一化导纳的电纳值，即为并联短截线 的归一化导纳值的负值；
（5）由圆图上开/短路点出发，沿大圆顺时针旋转（电纳不变） 合适距离，达到对应的导纳点，根据旋转的电长度得到短截线长 度l的值。
31
微波技术与天线-第三章匹配理论
采用3-4-5（a）的开路线结构，先并后串。
e. 找出串联传输线的长度。从交点往电源方向移 转动，到达输入阻抗点，走过的电长度。
26
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
27
微波wenku.baidu.com术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
[例]单枝节并联匹配电路——圆图解法 负载阻抗 ZL＝60－j80Ω，设计并联短路短截线，使负 载与50 Ω传输线匹配。假定负载在2GHz时匹配，负载 由电阻和电容串联而成，比较反射系数幅值从1GHz到 3GHz的变化。
ls 2 1arctanY B0s21 arctanY B 0
33
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
[例]单短截线串联调谐——圆图解法 负载阻抗 ZL＝100＋j80Ω，设计串联开路短截线，使负 载与50 Ω传输线匹配。
归一化负载阻抗 zL 2j1.6
（1）确定短截线离负载距离d； （2）确定短截线长度l。
34
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
[例]单短截线串联调谐——圆图解法
d
基本思想：
Z0
Z0
ZL （1）选择长度d，使得距离负载 d处，输入阻抗为Z0＋jX的形式
Z0 l Z 1
Y
开路或短 路短截线
——负载阻抗沿等反射系数 圆旋转后，位于1+jx圆上！
（2）选择短截线的长度l，使其输入电抗为－jX
Z0
ZLjZ0tanl Z0jZLtanl
开路：
ZL ,Zinjta Z n 0l zinjta1 nl
tan l
BS Y0
l021 arctanY B0s2 1arctanY B 0
短路：
Z L 0 ,Z i n j Z 0 t a n l z i n jt a n l
1
tan l
BS Y0
0.155
A
Y0
Y0
YL
短路 短截线
Y0
1
l
Y z
d1 0.110
yL
y L 沿反射系数圆旋转—— d2 0.260 在传输线上向电源移动
匹配点
0.345
B zL
j1.47
y y A j1.47
0.25
y
B
j1 .4 7
lA 0 .3 4 5 0 .2 5 0 .0 9 5 lB 0 .1 5 5 0 .2 5 0 .4 0 5
基本思想：
d
选择长度d，使得距离
Y0
Y0
YL 负载d处，输入导纳为 Y0＋jB的形式，实现实
部匹配；然后选择短截
开路或短 路短截线
Y0 l
Y1 z
线的长度l，使其输入 电纳为－jB，实现虚部 匹配，即达到匹配的条
件。
问题——求解短截线距离负载的距离d和短截线长度l。
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微波技术与天线-第三章匹配理论
等价条件
BC Y0 sin l
XL 2
Z 0tg
l 2
l 1 arcsin BC
Y0
微波技术与天线-第三章匹配理论
3.4、微带型匹配电路
1、对于高阻抗线（Z0 80 ），如果传输线电长度短于0.125，则传输线可等效为 串联电感。
2、对于短低阻抗线，则可等效为并联电容。
3.4.2微带的非连续性