阻抗匹配

λ λ φl ± 4π 4此处为第一 波节点微波工程基础
11
第一章 均匀传输线理论之•阻抗匹配
(c)多支节调配 多支节调配(multiple-stub tuning) 多支节调配
单支节匹配的主要缺点是它仅能实现在点频上匹配， 单支节匹配的主要缺点是它仅能实现在点频上匹配， 要展宽频带，可采用多支节结构来实现。 要展宽频带，可采用多支节结构来实现。
l1′ =
λ φL 4π
此处为第一 波腹点
10
第一章 均匀传输线理论之•阻抗匹配
(b) 并联单支节调配器 并联单支节调配器
A
Y0 Y0
l '1
Y0
B
lmin1
B′
l min 1 =
l1′ =
A′
此处输入导纳应 等于特性导纳
l2
1 λ arctan 2π ρ 1− ρ λ λ l2 = − arctan 4 2π ρ
所需阻抗： 所需阻抗：最大增益匹配 最小噪声系数匹配 最大输出功率匹配 等等
微波工程基础
2
第一章 均匀传输线理论之•阻抗匹配
1. 三种匹配 三种匹配(impedance matching)
入射波 反射波 Zg Z0 Zl
(1) 负载阻抗匹配：负载阻抗等于传输线的特性阻抗。 负载阻抗匹配：负载阻抗等于传输线的特性阻抗。 此时传输线上只有从信源到负载的入射波，而无反射波。 此时传输线上只有从信源到负载的入射波，而无反射波。 (2) 源阻抗匹配：电源的内阻等于传输线的特性阻抗。 源阻抗匹配：电源的内阻等于传输线的特性阻抗。 对匹配源来说，它给传输线的入射功率是不随负载变化的， 对匹配源来说，它给传输线的入射功率是不随负载变化的， 负载有反射时，反射回来的反射波被电源吸收。 负载有反射时，反射回来的反射波被电源吸收。
串联单支节匹配器 微波工程基础
并联单支节匹配器
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第一章 均匀传输线理论之•阻抗匹配
(a)串联单支节调配器 串联单支节调配器
A
Z0
终端为感性 负载
l '1
Z0
B
l max 1
Zl
l2
Z0
B′ A′
lmax1 =
此处输入阻抗应 等于特性阻抗
已知负载可求得反射 系数Γ 系数ΓL和驻波比ρ
微波工程基础
λ 1 arctan 2π ρ λ ρ −1 l2 = arctan 2π ρ
第一章 均匀传输线理论之•阻抗匹配
1.5 阻抗匹配
阻抗匹配具有三种不同的含义， 阻抗匹配具有三种不同的含义，分别是负载阻 抗匹配、源阻抗匹配和共轭阻抗匹配。 抗匹配、源阻抗匹配和共轭阻抗匹配。 本节内容
三种匹配 阻抗匹配的方法与实现
微波工程基础
1
第一章 均匀传输线理论之•阻抗匹配
阻抗匹配的实质：阻抗变换（ 阻抗匹配的实质：阻抗变换（将已有阻抗变换到所需 的阻抗值） 的阻抗值）
微波工程基础
12
2
( )
∗ g
E g Z in
2
∂P / ∂X in = 0 ⇒ X in (X in + X g ) = 0
2 ∂P / ∂Rin = 0 ⇒ R 2 − R in + (X g + X in ) = 0 g
因而得到
微波工程基础
Zin=Zg*
4
第一章 均匀传输线理论之•阻抗匹配
负载阻抗匹配Z 负载阻抗匹配 L=Z0 信号源阻抗匹配Z 信号源阻抗匹配 g=Z0 共轭阻抗匹配Z 共轭阻抗匹配 in=Zg*
(2) 支节调配法(stub tuning) 支节调配法 支节调配器是由距离负载的某固定位置上的 并联或串联终端短路或开路的传输线（ 并联或串联终端短路或开路的传输线（称之 为支节）构成的。可分为单支节(single-stub) 为支节）构成的。可分为单支节 调配器、双支节(double-stub)调配器及多支节 调配器、双支节 调配器及多支节 (multiple-stub)调配器。 调配器。 调配器
l1 =
λ λ φl + 4π 4
λ/4
l1
Z 01 = Z0
Z0
Z01
Z0
Rx=Z0/ρ
ρ
Zi n=Z0
阻抗变换器长度取决于波长， λ / 4 阻抗变换器长度取决于波长，因此严格说它只能在 中心频率点才能匹配。要展宽频带， 中心频率点才能匹配。要展宽频带，一般用多阶梯结构实现
微波工程基础
8
第一章 均匀传输线理论之•阻抗匹配
微波工程基础
6
第一章 均匀传输线理论之•阻抗匹配
(1) λ/4阻抗变换器匹配方法 阻抗变换器匹配方法 阻抗变换器
此处接λ/4阻抗 变换器
Z 01 =
Z 0 Rl
Z in = Z 0
微波工程基础
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第一章 均匀传输线理论之•阻抗匹配
电容性负载
Z0
若是 电感性负载 又如何？ 又如何？
第一个电压波节点 所处的位置
微波工程基础
3
第一章 均匀传输线理论之•阻抗匹配
(3) 共轭阻抗匹配 最大输入功率 共轭阻抗匹配(最大输入功率 最大输入功率) l Zg Eg Zg Eg 输入功率 求最大值
P=
Z0
Zl
Zin=Zg*
Eg E 1 1 1 Re VI * = Z in = 2 2 ( Z g + Z in )( Z g + Z in )* 2 ( Rg + Rin ) 2 + ( X g + X in ) 2
匹配器1 匹配器
匹配器2 匹配器
* Z in = Z g
Zin=Z0 5
微波工程基础
第一章 均匀传输线理论之•阻抗匹配
2. 阻抗匹配的实现方法
隔离器 或 衰减器
阻抗 匹配
负载匹配的方法：从频率上划分有窄带匹配和宽带匹配； 负载匹配的方法：从频率上划分有窄带匹配和宽带匹配； 阻抗变换器法、 从实现手段上划分有λ/4阻抗变换器法、支节调配法。 阻抗变换器法 支节调配法。