微波技术阻抗匹配和调谐
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阻抗匹配和调谐的重要性 减小反射损耗，保证最大功率传输 改进系统信噪比，提高接收系统的灵敏度 在功率分配网络（如定向耦合器、巴伦等）中，降低振幅
和相位误差 对振荡器，消除或减小频率牵引，保证振荡器正常工作
阻抗匹配网络设计的基本要求 复杂性——在满足特性要求的基础上，尽可能简单； 工作带宽——完全的无反射只能在点频上实现，在整个
5.1.1 解析解法
基本思路
第一种情况
由右图，有
Z in1
1 jB
RL
RL jX L
jX L
1 jB
即
Zin1
RL jX L jRLB (1 X
LB)
Z0
jX1
令上式的实部和虚部分别相 等，可以求出并联电导和串 联电抗，即
B XL
RL
Z0 RL2
RL2
X
2 L
X
2 L
Z0 RL
基本思路 பைடு நூலகம்—通过串联和并联电
抗元件，将输入阻抗变到 SMITH圆图的匹配点—— 原点
例1
例2
例3
例4
例5
例6
例7
例8
常用微波集成电路的集总元件
5.2 单短截线调谐
基本原理 ——串联短截线
在输入阻抗的实部等于 传输线特征阻抗位置串联一 短截线。使短截线提供的电 抗与输入阻抗的电抗抵消。
工作频带内只能使反射降低到可以容许的范围。即反射 损耗在全频带内低于某一值； 可实现性——考虑传输线的特点、工艺水平等； 可调性——调谐结构、调谐方式。
5.1 用集总元件匹配（L网络）
特点 体积小、重量轻，特别适合微波集成电路 工作频段内，元件值基本不随频率变化，比分立元件带宽宽 损耗大，功率容量低
基本原理 ——并联短截线
在输入导纳的实部等于 传输线特征导纳的参考面并 联一短截线。使短截线提供 的电纳与输入导纳的电纳抵 消。
5.2.1 并联短截线
5.2.2 串联短截线
5.3 双短截线调谐
L
(5.3a)
X
X1
1 B
X L Z0 RL
Z0 BRL
K
(5.3b)
第二种情况
由右图，有 1
Yin1 RL j( X L X ) Y0 jB1 由此得到
X RL Z0 RL X L K (5.6a)
B B1
Z0 RL RL K (5.6b)
Z0
5.1.2 SMITH圆图解法
和相位误差 对振荡器，消除或减小频率牵引，保证振荡器正常工作
阻抗匹配网络设计的基本要求 复杂性——在满足特性要求的基础上，尽可能简单； 工作带宽——完全的无反射只能在点频上实现，在整个
5.1.1 解析解法
基本思路
第一种情况
由右图，有
Z in1
1 jB
RL
RL jX L
jX L
1 jB
即
Zin1
RL jX L jRLB (1 X
LB)
Z0
jX1
令上式的实部和虚部分别相 等，可以求出并联电导和串 联电抗，即
B XL
RL
Z0 RL2
RL2
X
2 L
X
2 L
Z0 RL
基本思路 பைடு நூலகம்—通过串联和并联电
抗元件，将输入阻抗变到 SMITH圆图的匹配点—— 原点
例1
例2
例3
例4
例5
例6
例7
例8
常用微波集成电路的集总元件
5.2 单短截线调谐
基本原理 ——串联短截线
在输入阻抗的实部等于 传输线特征阻抗位置串联一 短截线。使短截线提供的电 抗与输入阻抗的电抗抵消。
工作频带内只能使反射降低到可以容许的范围。即反射 损耗在全频带内低于某一值； 可实现性——考虑传输线的特点、工艺水平等； 可调性——调谐结构、调谐方式。
5.1 用集总元件匹配（L网络）
特点 体积小、重量轻，特别适合微波集成电路 工作频段内，元件值基本不随频率变化，比分立元件带宽宽 损耗大，功率容量低
基本原理 ——并联短截线
在输入导纳的实部等于 传输线特征导纳的参考面并 联一短截线。使短截线提供 的电纳与输入导纳的电纳抵 消。
5.2.1 并联短截线
5.2.2 串联短截线
5.3 双短截线调谐
L
(5.3a)
X
X1
1 B
X L Z0 RL
Z0 BRL
K
(5.3b)
第二种情况
由右图，有 1
Yin1 RL j( X L X ) Y0 jB1 由此得到
X RL Z0 RL X L K (5.6a)
B B1
Z0 RL RL K (5.6b)
Z0
5.1.2 SMITH圆图解法