射频阻抗匹配(1)
_通信射频电路_选频回路与阻抗匹配资料
应用对偶特性时应注意:如果变量是对偶的,则 公式与曲线形状是相同的,若变量相同,则曲线形 状相反。
3.2.3 实际并联回路与有载Q
本节讨论一个有损耗的实际线圈用于谐 振回路以及当并联谐振回路接在电路中,负 载和信号源内阻对其发生的影响。
(1)串并联支路阻抗互换
图1.2.8(a)中的电阻rS 与电抗Xs串联支 路变换成图(b)电阻RP与电抗Xp并联支路。 对图(a)有
• 3) 矩形系数。 并联谐振回路的矩形系数为 BW0.1 K0.1 9.96 BW3dB
对简单并联谐振回路,宽通频带和高选择 性这是对矛盾,不能兼顾。
(2)相频特性
根据公式(1.2.9)画出相频特性如下图所示。
分析并联回路的相频特性有: 1)谐振时,回路呈纯电阻,输出电压与信号 电流源同相。 2)失谐时,当频率 低于谐振频率时,回 路阻抗呈感性;当频 率低于谐振频率,回 路阻抗呈容性。
1.并联谐振回路
Y ( ) G jc
1 jL (1.2.1)
(1.2.2)
1 0 2f 0 Lc
并联谐振回路特点:
1)阻抗特性。 回路谐振时,回路的感抗与容抗大小相等,极性 相反,互相抵消,回路导纳最小。
回路特性阻抗
1 Y (0 ) G R
1 0 L 0c
2
归一化选频特性曲 线如侧图所示。
由该归一化特性可以得出以下几点结论: 1)选择性 回路的Q值越高,选择性越好
BW3dB f0 2f Q
1 BW3dB Q f0
2)通频的Q值越 高。即在很高的频率时,窄带选频回路要求 极高的Q。
(1.2.3)
2)电压特性。 谐振时回路两端的电压最大,并与信号电流同相。
通信系统中射频与天线阻抗匹配的调试方法
通信系统中射频与天线阻抗匹配的调试方法RF工程师在设计芯片和天线间的阻抗匹配时是否也遇到过这样的问题,根据数据手册的参数进行匹配设计,最后测试发现实际结果和手册的性能大相径庭,你是否考虑过为什么会出现这么大的差别?还有,匹配调试过程中不断的尝试不同的电容、电感,来回焊接元器件,这样的调试方法我们还能改善吗?一、理想的匹配通信系统的射频前端一般都需要阻抗匹配来确保系统有效的接收和发射,在工业物联网的无线通信系统中,国家对发射功率的大小有严格要求,如不高于+20dBm;若不能做到良好的匹配,就会影响系统的通信距离。
射频前端最理想的情况就是源端、传输线和负载端都是50Ω,如图1。
但是这样的情况一般不存在。
即使电路在设计过程中仿真通过,板厂制作过程中,线宽、传输线与地平面间隙和板厚都会存在误差,一般会预留焊盘调试使用。
图1理想的阻抗匹配二、造成与芯片手册推荐电路偏差大的原因?从事RF电路设计的工程师都有过这样的经验,做匹配电路时,根据数据手册给的S参数、电路拓扑结构、元器件的取值进行设计,最后得到的结果和手册上的差别很大。
这是为什么呢?其主要原因是对射频电路来说,“导线”不再是导线,而是具有特征阻抗。
如图2所示,射频传输线看成由电阻、电容和电感构成的网络,此时需要用分布参数理论进行分析。
图2传输线模型特征阻抗与信号线的线宽(w)、线厚(t)、介质层厚度(h)和介质常数()有关。
其计算公式如下:由公式可以知道,特征阻抗和介质层厚度成正比,可以理解为绝缘厚度越厚,信号穿过其和接地层形成回路所遇到的阻力越大,所以阻抗值越大;和介质常数、线宽和线厚成反比。
因为芯片的应用场景不同,虽然电路设计一样,但是设计的PCB受结构尺寸、器件种类、摆放位置等因素的影响,会导致板材、板厚、布线的不同,引起特征阻抗的变化。
当我们还是沿用手册给的参数进行匹配时,并不能做到良好阻抗匹配,自然会出现实际测试的结果与手册给的结果偏差较大的情况。
射频实验报告
西安交通大学射频专题实验报告(一)匹配网络的设计与仿真实验目的1.掌握阻抗匹配、共轭匹配的原理2.掌握集总元件L型阻抗抗匹配网络的匹配机理3.掌握并(串)联单支节调配器、λ/4阻抗变换器匹配机理4.了解ADS软件的主要功能特点5.掌握Smith原图的构成及在阻抗匹配中的应用6.了解微带线的基本结构基本阻抗匹配理论信号源的输出功率取决于U s、R s和R L。
在信号源给定的情况下,输出功率取决于负载电阻与信号源内阻之比k 。
当R L=R s时可获得最大输出功率,此时为阻抗匹配状态。
无论负载电阻大于还是小于信号源内阻,都不可能使负载获得最大功率,且两个电阻值偏差越大,输出功率越小。
匹配包括:共轭匹配,阻抗匹配,并(串)联单支节调配器。
练习1.设计L 型阻抗匹配网络,使Zs=(46-j ×124) Ohm 信号源与ZL=(20+j ×100) Ohm 的负载匹配,频率为2400MHz.仿真电路图2. 设计微带单枝短截线线匹配电路,使MAX2660的输出阻抗ZS=(126-j*459)Ohm与ZL=50Ohm的负载匹配,频率为900MHz.微带线板材参数:相对介电常数:2.65相对磁导率:1.0导电率:1.0e20损耗角正切:1e-4基板厚度:1.5mm导带金属厚度:0.01mm仿真电路图仿真结果思考题1.常用的微波/射频EDA仿真软件有哪些?2.ADS, Ansoft Designer,Ansoft HFSS,Microwave Office, CST MICROWAVE STUDIO2.用ADS软件进行匹配电路设计和仿真的主要步骤有哪些?放置元件,连接电路图,参数设定,计算仿真。
3.给出两种典型微波匹配网络,并简述其工作原理。
L型阻抗匹配网络,π型阻抗匹配网络在RF理论中,微波电路和系统的设计(包括天线,雷达等),不管是无源电路还是有源电路,都必须考虑他们的阻抗匹配(impedance matching)问题。
射频电路 第一章选频与阻抗匹配
Z=
V IS
,而 I S 为常数 )
《高频电子线路》 11/42
讨论谐振频率附近的选频特性( ω ≈ ω0 ) 近似条件:
ξ = Q(
(ω + ω 0 )(ω ω 0 ) 2ω (ω ω ) 2(ω ω 0 ) ω ω0 ≈Q 0 2 0 =Q )=Q ω0 ω ωω 0 ω0 ω0
Is / G V (ω0 ) V (ω0 ) = = V (ω ) ≈ e jφ 公式: 2(ω ω0 ) 2Δω 2 Δω 2 1 + jQ 1 + jQ 1 + (Q )
ω0
ω0
ω0
其中:
= arctgQ
2Δω
ω0
2010-9-16
《高频电子线路》
12/42
(1)幅频特性(归一化选频特性)
定义:支路
Q
Xs 串联支路 Q = rs RP 并联支路 Q = XP
《高频电子线路》
两者相等
X s RP Q= = rs XP
18/42
2010-9-16
(2)实际并联回路分析 根据谐振的定义计算:
Y (ω ) = G + jB = 1 1 + ( jωC ) j RP ωLP
1 jB = jω P C j =0 ω P LP
谐振时回路总的储能 CV 2 2π T= Q = 2π = 2π 2 ω0 谐振时回路一周内的耗能 TV / R
R R Q= = = G ω0 L ρ
2010-9-16 《高频电子线路》 8/42
ω0C
4.电流特性 电感电流
IsR IL = = = jQI S jω 0 L jω 0 L
电容电流
射频技术-阻抗变换与匹配
•例
•计算三节二项式变换器,匹配50Ω的负载到100Ω
传输线。计算Гm=0.05时带宽。
•解: A2NZLZ0235 0100 0.04167
ZLZ0
5 0100
ff0 24arcc 1 2o0 s0..0 04 511/37 7% 1
如果上述指标满足要求,查表〔N=3,ZL/Z0=2, 注 意取50Ω为特征阻抗〕得
1.阻抗归一化:
Z L ( 6 j 0 4 )/7 5 0 5 .8 j0 .6 YL0.8j0.6
Zin1j1.2
Yin0.410j0.492
2.求YL沿等电导圆和Zin的等反射系数圆的交点,见图 上A、B,并由图读出相应阻抗导纳。
YA0.8j1.05
YB0.8j1.05
*?射频电路设计?p291
•三角渐变线
阻抗变化特性
Z(z)Z0eZ(40ze/L 2(z2/zL2)/2Ll2nZ1L )l/nZZ0L/Z0
0zL/2 L/2zL
反射特性 lnZ(L 2/Z0)ejLsiL nL2
•Klopfenstein渐变线 阻抗变化特性
通带内最大波纹
•渐变线比照
课堂作业
•设计四分之一波长微带阻抗变换器,在1GHz附 近实现50 Ω和10 Ω微带的阻抗变换。其中微带线 设计选择为在0.5mm厚的介质基片Rogers 5880 上的微带线,传播常数为28.65弧度/米 @1GHz 〔这里假设不同阻抗的微带有同样的传播常数〕。
-12
-14
-16
-18
-20
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
freq, GHz
三、单短截线匹配电路
射频 阻抗 匹配 计算公式
射频阻抗匹配计算公式射频、阻抗、匹配,这几个词听起来是不是有点让人摸不着头脑?别急,让我来给您好好说道说道其中的计算公式。
咱先来说说啥是射频。
您就想象一下,射频就像是空气中快速传播的“小波浪”,比如您的手机和基站之间传递的信号,那就是射频。
而阻抗呢,您可以把它理解成电流在电路中通行的“阻力”。
这阻力大小不合适,信号传输就会出问题,就像小河流被大石头挡住,水流就不顺畅啦。
那啥叫匹配呢?匹配就是让射频信号能顺顺溜溜地传输,没有阻碍,就好比给小河流挖好了合适的河道,水就能欢快地流淌。
说到射频阻抗匹配的计算公式,常见的有史密斯圆图法、反射系数法等等。
咱先来讲讲史密斯圆图法。
这史密斯圆图就像是一张神奇的地图,您在上面能找到阻抗匹配的答案。
比如说,您知道了输入阻抗和负载阻抗,通过在这圆图上比划比划,就能算出需要添加的元件值来实现匹配。
我记得有一次,我给学生们讲这个知识点。
有个小家伙瞪着大眼睛问我:“老师,这圆图咋这么复杂呀,感觉像个迷宫。
”我笑着告诉他:“别着急,咱一步一步来,就像走迷宫找到了出口一样,会发现其实挺有趣的。
”然后我带着他们一个一个参数地分析,慢慢地,他们脸上露出了恍然大悟的表情。
再来说说反射系数法。
这反射系数就像是信号传输中的“反馈信息”,通过它能知道阻抗匹配的情况。
计算反射系数的公式看起来有点复杂,但是只要理解了其中的原理,也就不那么难了。
总之,射频阻抗匹配的计算公式虽然有点让人头疼,但只要您耐心琢磨,多做几道练习题,就一定能掌握。
就像学骑自行车,一开始可能摇摇晃晃,但多练几次,就能稳稳当当上路啦。
希望我讲的这些能让您对射频阻抗匹配的计算公式有更清楚的了解,加油!。
射频巴伦电路阻抗匹配
射频巴伦电路阻抗匹配
射频巴伦电路的阻抗匹配是指将电路的输入阻抗和输出阻抗调整到与传输线特性阻抗相等,以消除反射,提高传输效率。
以下是关于阻抗匹配的一些常见措施:
1.使用匹配网络:在电路中加入一个或多个元件,形成一个特定的网络,该网络在特定频率下可以使得输入阻抗和输出阻抗变得与传输线特性阻抗相等。
常见的匹配网络有L型、T型和π型等。
2.调整电路元件:通过调整电路中的电阻、电容、电感等元件的值,可以改变电路的阻抗,使其与传输线特性阻抗相匹配。
3.使用变压器:在某些情况下,可以使用变压器来实现阻抗匹配。
通过调整变压器的匝数比,可以将电路的输入阻抗和输出阻抗调整到适当的值。
4.采用共轭匹配:如果已知传输线的特性阻抗和负载的复阻抗,可以使用共轭匹配的方法,使得传输线的输出电压和负载输入电压达到最大值。
共轭匹配不需要使用任何额外的元件,只需要简单地调整传输线的长度或角度即可。
总之,阻抗匹配是射频巴伦电路中非常重要的一个环节,它能够提高信号传输的效率,减小信号反射和能量损失,从而保证电路的正常工作和性能。
射频电源自动阻抗匹配器的开发和实验研究-概述说明以及解释
射频电源自动阻抗匹配器的开发和实验研究-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:射频电源自动阻抗匹配器是一种用于在射频系统中自动调整负载阻抗以实现最大功率传输的关键设备。
在射频传输中,负载阻抗与源的内部阻抗之间的匹配程度直接影响信号的传输效率和质量。
传统上,这种匹配通常需要手动调整,耗时且容易出错。
为了解决这一问题,射频电源自动阻抗匹配器应运而生。
它利用先进的自动控制算法和技术,能够智能地监测并调整负载阻抗,实现最佳的匹配效果,从而提高整个射频系统的性能和稳定性。
本文将介绍射频电源自动阻抗匹配器的原理、开发过程和实验研究设计,探讨其在射频系统中的应用前景。
通过实验结果的分析,展望射频电源自动阻抗匹配器在未来的发展方向,并总结其在射频技术领域的重要意义。
1.2 文章结构文章结构部分主要包括介绍本文的整体架构和各个章节的主要内容。
本文的结构分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
在概述部分,我们将介绍射频电源自动阻抗匹配器的背景和重要性;在文章结构部分,我们将简要阐述本文的结构安排;在目的部分,我们将明确本文的研究目的和意义。
正文部分包括射频电源自动阻抗匹配器的原理、开发过程和实验研究设计三个小节。
在原理部分,我们将详细介绍射频电源自动阻抗匹配器的基本原理和工作原理;在开发过程部分,我们将介绍开发该匹配器的步骤和方法;在实验研究设计部分,我们将详细描述进行实验研究的具体设计和方法。
结论部分包括实验结果分析、应用前景展望和总结三个小节。
在实验结果分析部分,我们将对实验结果进行详细的分析和讨论;在应用前景展望部分,我们将探讨射频电源自动阻抗匹配器在未来的应用前景;在总结部分,我们将对本文的研究内容进行总结和展望。
1.3 目的本文旨在介绍射频电源自动阻抗匹配器的开发和实验研究过程,通过对其原理、开发过程和实验设计的详细阐述,旨在促进对该技术的更深入理解和应用。
通过实验结果的分析和应用前景展望,将有助于读者了解自动阻抗匹配器在射频领域中的潜在价值和发展趋势,为相关研究和工程应用提供参考和借鉴。
通信系统中射频与天线阻抗匹配的调试方法
通信系统中射频与天线阻抗匹配的调试方法
RF工程师在设计芯片和天线间的阻抗匹配时是否也遇到过这样的问题,根据数据手册的参数进行匹配设计,最后测试发现实际结果和手册的性能大相径庭,你是否考虑过为什么会出现这么大的差别?还有,匹配调试过程中不断的尝试不同的电容、电感,来回焊接元器件,这样的调试方法我们还能改善吗?
一、理想的匹配
通信系统的射频前端一般都需要阻抗匹配来确保系统有效的接收和发射,在工业物联网的无线通信系统中,国家对发射功率的大小有严格要求,如不高于+20dBm;若不能做到良好的匹配,就会影响系统的通信距离。
射频前端最理想的情况就是源端、传输线和负载端都是50Ω,如图1。
但是这样的情况一般不存在。
即使电路在设计过程中仿真通过,板厂制作过程中,线宽、传输线与地平面间隙和板厚都会存在误差,一般会预留焊盘调试使用。
图1理想的阻抗匹配
二、造成与芯片手册推荐电路偏差大的原因?
从事RF电路设计的工程师都有过这样的经验,做匹配电路时,根据数据手册给的S参数、电路拓扑结构、元器件的取值进行设计,最后得到的结果和手册上的差别很大。
这是为什么呢?
其主要原因是对射频电路来说,“导线”不再是导线,而是具有特征阻抗。
如图2所示,射频传输线看成由电阻、电容和电感构成的网络,此时需要用分布参数理论进行分析。
图2传输线模型
特征阻抗与信号线的线宽(w)、线厚(t)、介质层厚度(h)和介质常数()有关。
其计算公式如下:
由公式可以知道,特征阻抗和介质层厚度成正比,可以理解为绝缘厚度越厚,信号穿过其。
射频电路与天线15_阻抗匹配器Ⅰ20121121
Research Institute of Antennas & RF Techniques
South China University of Technology
15.2 L型匹配网络
通过例题,演示L型网络的匹配过程。
South China University of Technology
RT XT ( RT 2 X T 2 ) RT 2 RA BC RT 2 X T 2
(3)
因为RT大于RA,所以根号内的值为正,且大于 XT2,为了保证BC为正,取根号前符号为正。 由(1)可得
1 RA (1 BC X T ) XL XA BC BC RT (4)
Research Institute of Antennas & RF Techniques
最后,将已知数据代入得
South China University of Technology
BC 9.2mS C BC / 0.73 pF X L 76.9 L X L / 6.1nH
解析法:根据要求,在天线与匹配网络的连接处, 往发射机看去的输出阻抗ZM必须等于天线输入 阻抗ZA的共轭复数
Z M Z A*
Research Institute of Antennas & RF Techniques
ZM等于ZT与电容C并联后再与电感L串联
South China University of Technology
X T RT RA BC (1 BC X T )( X A X L )
(1)
(2)
Research Institute of Antennas & RF Techniques
微波射频学习笔记7.阻抗匹配
阻抗匹配
1.阻抗匹配的目的
阻抗匹配主要用于传输线上,以此来达到所有高频的微波信号均能传递至负载点的目的,而且几乎不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。
Ps:波的反射会造成驻波,从这点看来:插损一部分是介质和导体本身带来的系统损耗,还有一部分就是阻抗失配带来的VSWR,反射功率是要会抵消部分发射功率。
所以我应该大概可以认为VSWR不好,使设计问题,这时候的插损是可以通过优化设计改善,但如果驻波已经很好了,说明阻抗匹配,插损也就差不多了。
2.阻抗匹配的几种方法
(1)L网络(集总元件匹配)
使用场景:频率f≤1GHz
构造:串联电感L同时并联电容C/串联电容C同时并联电感L;
①输入电阻R0<负载电阻R1,两个元件适合先串联后并联;
②输入电阻R0>负载电阻R1,两个元件适合先并联后串联。
特点:成本低(只有两个元件)、Q值低(BW宽,选频性能差,挤滤波能力差),还有π型/T型网络都可以分解成两个L型网络分析,咱也看不懂,咱就不学了,都是利用了LC谐振。
计算方法:网上找小工具...
(2)短截线调谐
阻抗匹配的过程被称为调谐(大概),波导中常用,以下省略500字。
(3)四分之一波长变换器
当Z
in =Z
,波长为λ/4的奇数倍时,反射系数Γ=0,完全匹配,此时馈线上
没有驻波,不过λ/4匹配段内会有驻波存在,所以λ/4波长可用作阻抗变换;
注意:只能在一个频点获得完全匹配,附近频点越远,失配越严重。
①单节四分之一波长变换,匹配段的特征阻抗:Z
1= √(Z
Z
L
),相对带宽:
(f
2-f
1
)/f
0 。
射频自动阻抗匹配的分层遗传算法实现
Co mp u t e r E n g i n e e r i n g a n d Ap p l i c a t i o n s , 2 0 1 3 , 4 9 ( 2 3 ) : 2 6 1 - 2 6 5 .
ห้องสมุดไป่ตู้
Ab s t r a c t :M a t c h i n g i mp e d a n c e i s v e r y i mp o r t a n t t o d e s i g n RF a n t e n n a c i r c u i t s .Op t i mi z e d i mp e d a n c e i s b e n e ic f i a l t o r e a l i z e
C o m p u t e r E n g i n e e r i n g a n d A p p l i c a t i o n s "  ̄ t算机 工程 与应 用
2 0 1 3 , 4 9 ( 2 3 )
2 6 1
射 频 自动 阻抗 匹配 的分层 遗 传 算 法 实 现
熊智挺 , 谭 阳红 , 易如 方 , 卢呜 凯
t i o n a l GA.
Ke y wo r d s :mu l t i l e v e l g e n e t i c a l g o r i t h m; r a d i o f r e q u e n c y ; i mp e d a n c e ma t c h ; p r e ma t u r e
摘
要: 阻抗 匹配 问题在 射 频技 术 中有 着极 其 重要 的意 义 , 良好 的 阻抗 匹配 不仅有 利 于 电路 的低 压低 耗 实现 , 而且较 小的
反 射 系数 为 系统 的可 靠运 行提 供 了保 证 。针 对遗 传 算法 在 自动 阻抗 匹配 过程 中收敛速 度慢 且 易陷入 早 熟 ( 即陷入 局部 最 优) , 提 出利用 分层 机制 来预 防早 熟 , 并对遗 传 算法 中的 交叉操 作 算子进 行 了改进 来加 快 收敛 。通过 MA T L A B对上 述 算法 进 行 实现 , 并采 用 不 同频率 及 不 同 负载 阻抗 对 上述 算 法及 遗传 算 法进行 测 试从 而进 行 比较 。结 果表 明分 层遗 传算 法很 好
射频阻抗匹配(1)
Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011无线通信系统通常可由射频电路和数字电路两部分所组成,但两者在设计规则和应用场合的不同使之具有很大的差别,主要表现在阻抗、阻抗匹配、吸入电流、在系统的位置以及传输的类型等方面。
Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011当数字电路的数据传输速率接近或达到射频频率时,高速数字电路的结构和特点会发生变化,其阻抗匹配变得尤为重要。
高速数字电路的设计需要的设计经验和背景。
Feb. 18. 2011当信号源阻抗和负载阻抗不是正好共轭匹配时,为了实现信号源到负载之间的无相移最大功率传输,就需Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011 Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011 Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011廉、性能最可靠、调节最简便为第一目标基于集总元件的匹配电路拓扑结构Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011From SEIEE SJTU•从连接结构上来看,可以有串联连接和并联连接的不同连接,•从滤波特性上来看,可以有低通滤波器和高通滤波器之分•从匹配特性上来看,可以分别适用于Zs>ZL 或者Zs<ZLFeb. 18. 2011Feb. 18. 2011From SEIEE SJTU1Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011From SEIEE SJTURs<R LRs>R LFeb. 18. 2011(1) R S <R L选择LC 低通或CL 高通滤波结构的匹配电路:C S S f X L π2=S C S X f C π21=Feb. 18. 2011S L LL L S S S 选择CL 低通或LC 高通滤波结构的匹配电路:S C P f X L X f C ππ221==C S P f X L π2=Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011••Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011From SEIEE SJTUSmith 圆图匹配网络图解设计示意图Feb. 18. 2011Feb. 18. 20116. Feb. 18. 2011From SEIEE SJTUSmith 圆图上的四个区域:区域1:低电阻(或高电导):区域2:高电阻(或低电导):区域3:低电阻低电导正电抗:区域4:低电阻低电导正电抗:Feb. 18. 2011From SEIEE SJTUFeb. 18. 2011From SEIEE SJTUFeb. 18. 2011From SEIEE SJTUFeb. 18. 2011From SEIEE SJTUFeb. 18. 2011From SEIEE SJTU 匹配P2线路结构只可应用于区域1和4,而不能应用于区域2和3。
[整理版]PECVD射频电源阻抗匹配
阻抗匹配的作用终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射在通信过程中,有两种信号因导致信号反射:阻抗不连续和阻抗不匹配。
阻抗不连续,信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有,信号在这个地方就会引起反射。
这种信号反射的原理,与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。
消除这种反射的方法,就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻,使电缆的阻抗连续。
由于信号在电缆上的传输是双向的,因此,在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。
引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。
这种原因引起的反射,主要表现在通讯线路处在空闲方式时,整个网络数据混乱。
要减弱反射信号对通讯线路的影响,通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。
在实际应用中,对于比较小的反射信号,为简单方便,经常采用加偏置电阻的方法。
阻抗匹配(Impedance matching)是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-circuit matching),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。
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。
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。
射频阻抗匹配与史密斯_Smith_圆图:基本原理详解
阻抗匹配与史密斯(Smith)圆图:基本原理在处理 RF 系统的实际应用问题时,总会遇到一些非常困难的工作,对各部分级联电路的不同阻抗进行匹配就是其中之一。
一般情况下, 需要进行匹配的电路包括天线与低噪声放大器(LNA)之间的匹配、 功率放大器输出(RFOUT)与天线之间的匹配、 LNA/VCO 输出与混频器输入 之间的匹配。
匹配的目的是为了保证信号或能量有效地从“信号源”传送到“负载”。
在高频端,寄生元件(比如连线上的电感、板层之间的电容和导体的电阻)对匹配网络具有明显的、不可预知的影响。
频率在数十兆赫兹 以上时,理论计算和仿真已经远远不能满足要求,为了得到适当的最终结果,还必须考虑在实验室中进行的 RF 测试、并进行适当调谐。
需要用计算值确定电路的结构类型和相应的目标元件值。
有很多种阻抗匹配的方法,包括•计算机仿真: 由于这类软件是为不同功能设计的而不只是用于阻抗匹配,所以使用起来比较复杂。
设计者必须熟悉用正确的 格式输入众多的数据。
设计人员还需要具有从大量的输出结果中找到有用数据的技能。
另外,除非计算机是专门为这个用途 制造的,否则电路仿真软件不可能预装在计算机上。
• • •手工计算: 这是一种极其繁琐的方法,因为需要用到较长(“几公里”)的计算公式、并且被处理的数据多为复数。
经验: 只有在 RF 领域工作过多年的人才能使用这种方法。
总之,它只适合于资深的专家。
史密斯圆图:本文要重点讨论的内容。
本文的主要目的是复习史密斯圆图的结构和背景知识,并且总结它在实际中的应用方法。
讨论的主题包括参数的实际范例,比如找出匹 配网络元件的数值。
当然,史密斯圆图不仅能够为我们找出最大功率传输的匹配网络,还能帮助设计者优化噪声系数,确定品质因数的 影响以及进行稳定性分析。
图 1. 阻抗和史密斯圆图基础基础知识在介绍史密斯圆图的使用之前,最好回顾一下 RF 环境下(大于 100MHz) IC 连线的电磁波传播现象。
射频电路理论与设计课后答案
射频电路理论与设计课后答案【篇一:射频电路仿真与设计】>摘要: 随着无线通信技术的不断发展,传统的设计方法已经不能满足射频电路和系统设计的需要,使用射频eda 软件工具进行射频电路设计已经成为必然趋势。
目前,射频领域主要的eda 工具首推的是agilent 公司的ads 。
ads 是在 hp eesof 系列 eda 软件基础上发展完善起来的大型综合设计软件。
由于其功能强大,仿真手段和方法多样化,基本上能满足现代射频电路设计的需要,已经得到国内射频同行的认可,成为现今射频电路和系统设计研发过程中最常用的辅助设计工具。
关键词:射频电路设计原理,设计方法与过程,仿真方法,展望未来引言:随着通信技术的发展,通信设备所用频率日益提高,射频(r f )和微波( mw )电路在通信系统中广泛应用,高频电路设计领域得到了工业界的特别关注,新型半导体器件更使得高速数字系统和高频模拟系统不断扩张。
微波射频识别系统( rfid )的载波频率在915mhz 和 2450mhz 频率范围内;全球定位系统( gps )载波频率在 1227.60mhz 和 1575.42mhz 的频率范围内;个人通信系统中的射频电路工作在1.9ghz ,并且可以集成于体积日益变小的个人通信终端上;在 c 波段卫星广播通信系统中包括4ghz 的上行通信链路和6ghz 的下行通信链路。
通常这些电路的工作频率都在1ghz 以上,并且随着通信技术的发展,这种趋势会继续下去。
但是,处理这种频率很高的电路,不仅需要特别的设备和装置,而且需要直流和低频电路中没有用到的理论知识和实际经验,这对射频电路设计提出更高的要求。
正文:1.射频电路设计原理频率范围从 300khz ~30ghz 之间,射频电流是一种每秒变化大于10000 次的称为高频电流的简称。
具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。
高频电路基本上是由无源元件、有源器件和无源网络组成的,高频电路中无源线性元件主要是电阻 (器 )、电容 (器)和电感(器 ) 。
射频电路中的阻抗共轭匹配
射频电路中的阻抗共轭匹配
在射频(RF)电路中,阻抗匹配是一个关键的概念,它涉及到输入和输出阻抗与传输线特性阻抗之间的匹配。
阻抗匹配可以确保信号在传输过程中不会发生反射,从而提高信号的传输效率和减少功率损耗。
阻抗共轭匹配是阻抗匹配的一种形式,其中源的阻抗和负载的阻抗是彼此的共轭。
在共轭匹配的情况下,源和负载的电压与电流具有相同的幅度和相位。
要实现阻抗共轭匹配,需要调整源或负载的阻抗,以使其与传输线的特性阻抗相匹配。
这通常通过使用阻抗变换器来实现,阻抗变换器可以用于减小或增大阻抗,从而实现源和负载之间的完美匹配。
阻抗共轭匹配在RF电路中非常重要,因为它可以确保最大
功率传输。
当源和负载之间的阻抗不匹配时,信号会发生反射,导致功率损耗和信号失真。
通过实现阻抗共轭匹配,可以最大限度地减少反射,提高信号质量和传输效率。
在设计和优化RF电路时,阻抗匹配和共轭匹配是需要考虑
的重要因素。
通过使用适当的阻抗变换器和调整电路元件的参数,可以确保源和负载之间的阻抗实现共轭匹配,从而提高RF电路
的性能。
射频接收线圈的阻抗匹配
射频接收线圈的阻抗匹配
射频接收线圈的阻抗匹配是一个关键的过程,以确保射频信号的有效接收和传输。
阻抗匹配是指射频接收线圈的输入阻抗与信号源的输出阻抗之间的匹配,以减少信号损失和反射。
以下是实现射频接收线圈阻抗匹配的方法:
1、确定线圈的输入阻抗:首先,需要测量射频接收线圈的输入阻抗,包括电阻和电感分量。
2、确定信号源的输出阻抗:了解信号源的输出阻抗也是必要的,以便在匹配时进行相应的调整。
3、使用阻抗匹配网络:为了使射频接收线圈的输入阻抗与信号源的输出阻抗相匹配,可以设计一个阻抗匹配网络。
该网络可以是一个简单的LC电路,也可以是一个更复杂的网络,具体取决于所需的匹配精度和频率范围。
4、调整匹配网络:一旦设计出阻抗匹配网络,就需要根据实际测试结果进行调整,以确保最佳的匹配效果。
这可能需要一些尝试和错误的过程。
5、使用自动匹配技术:在现代射频系统中,经常使用自动匹配技术来动态调整阻抗匹配。
这些技术使用自动控制系统来监测阻抗匹配的状态,并实时调整匹配网络的参数,以保持最佳的匹配效果。
6、考虑温度和频率变化:在某些应用中,需要考虑温度和频率变化对阻抗匹配的影响。
这些因素可能导致阻抗值的变化,因此需要
采取措施来补偿这些变化,以确保稳定的阻抗匹配。
总之,实现射频接收线圈的阻抗匹配需要仔细的测量、设计和调整。
通过使用适当的阻抗匹配网络和技术,可以确保射频信号的有效接收和传输,减少信号损失和反射,从而提高系统的性能。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。