【正文】 大，且在饋線中功率損耗是最小的。（2）阻抗在失配時其傳輸功率比較大時易致?lián)舸?。?）阻抗在失配時反射波將會對所產(chǎn)生的頻率起牽引作用，這將使工作起來變得不穩(wěn)定，甚至影響其工作正常。 匹配的基本原理射頻電路設計中最基本的概念之一就是阻抗匹配的概念，它貫穿于整個射頻電路設計。阻抗匹配就意味著源傳遞給負載的是最大的RF功率。要實現(xiàn)功率傳輸?shù)淖畲蠡捅仨毷关撦d阻抗與源阻抗相匹配。與此同時，它們的功能并不僅僅在于為了實現(xiàn)理想的功率傳輸進而在源和負載之間進行阻抗匹配。在許多實際中并不是僅僅為了減小功率損耗而設計匹配電路，匹配電路還具有其他方面的功能，如減小噪聲的干擾、提高功率容量和提高頻率響應線性度等。一般而言，匹配網(wǎng)絡的主要用途就是實現(xiàn)阻抗變換，就是將已給定的阻抗值變換成其他的更適合匹配的阻抗值。利用ADS進行匹配電路設計的主要內容是利用無源匹配網(wǎng)絡進行阻抗變換，達到功率最大傳輸，重點是確保在源和負載之間形成最小反射。匹配電路的構成方法和種類有多種多樣，有采用LC分立器件和集總參數(shù)元器件網(wǎng)絡的。這種網(wǎng)絡比較容易分析，它可以在1GHz頻段以及更低的頻段上使用。另外還有采用微帶線的或者微帶短截線等具有分布參數(shù)的元器件來實現(xiàn)匹配網(wǎng)絡。這類匹配網(wǎng)絡由于自身特點特別適合于工作在1GHz以上頻段以及對電路垂直方向的尺度有特殊要求的場合中，在射頻集成電路設計中，就會經(jīng)常用到微帶線或者微帶短截線來實現(xiàn)匹配網(wǎng)絡。在射頻電路匹配網(wǎng)絡的設計中，主要考慮4個方面的要求： （1）簡單性：通過選擇簡單的電路來實現(xiàn)匹配，這樣可以使用更少的器件，不僅可以減少損耗而且降低成本，甚至可靠性也獲得提高。所以設計阻抗匹配電路的首要目的是根據(jù)實際的設計要求，選擇最簡潔的電路。 （2）頻帶寬度：即指匹配電路中的Q值。有許多種匹配網(wǎng)絡都可以消除某一個頻率上的反射，并在該頻率下就可以實現(xiàn)匹配。但是若要實現(xiàn)在一定帶寬度內匹配，則需要進行更加復雜的匹配網(wǎng)絡的設計，其中就需要用到更多的元器件。因而，匹配電路需要的頻帶越寬，成本也會隨之增高。（3）電路總類：在實現(xiàn)某匹配網(wǎng)絡時，需要我們認真考慮該匹配網(wǎng)絡所要使用到的傳輸線的種類，然后再選擇采用匹配電路種類。例如，對于微帶線系統(tǒng)來說，實現(xiàn)匹配使用集總參數(shù)元器件或分立元件、傳輸線變化、并聯(lián)或串聯(lián)分支等匹配電路是容易實現(xiàn)；對于波導或者同軸線系統(tǒng)，使用枝節(jié)的匹配電路和終端短路結構則更容易實現(xiàn)。所以阻抗匹配電路的選擇需要在相應的傳輸線系統(tǒng)上選擇易實現(xiàn)的電路類型。（4）可調節(jié)性：假如負載發(fā)生變化，需要匹配網(wǎng)絡相應的調整達到匹配的要求。在進行匹配網(wǎng)絡設計時，需要我們考慮負載是否會發(fā)生變化，以及探討通過調整匹配網(wǎng)絡來適應變化的可行性。 微帶線這種平面?zhèn)鬏斁€目前比較流行，可以利用Gerber（光繪文件）來進行加工，并且很容易集成其它的無源或者有源微波器件。微帶傳輸線是準TEM模式的，它由靜態(tài)或者準靜態(tài)解可以獲得它的相速、特征阻抗和傳播常數(shù)。而微帶線的有效的介電常數(shù)可以合理解釋為在均勻媒質中的介電常數(shù)： （31）式中，為介質基片介電常數(shù)；d是指介質基片厚度；w應為金屬片寬度。給定了微帶傳輸線的尺寸，其特性阻抗就可以算為： （32）如果給定了特性阻抗和介電常數(shù),可以得到： （33）式中， B=可以把微帶傳輸線考慮為準TEM線，則介電損耗的衰減確定為 Np/m式中，是介質的損耗角的正切。它已經(jīng)考慮了圍繞微帶線的場部分在空氣中（無耗）、部分在介質中。源于導體損耗的衰減近似地由 Np/m給出，其中是導體表面的電阻。一般而言，絕大多數(shù)的微帶基片，導體損耗比介電損耗顯得更為重要。 匹配電路ADS的仿真在這里，： 頻率范圍：24002500MHz 增益：14dBi 帶寬：100MHz 駐波比： 功率角度： 水平45176。/垂直28176。 極化方式： 垂直/水平 輸入阻抗：50 接頭類型：RPSMAJSI9000提供了方便快捷的計算微帶線參數(shù)的工具，它是一個分析和綜合傳輸線電參數(shù)與物理參數(shù)的計算工具。根據(jù)電路板的微帶基本參數(shù)，運用該計算軟件，, ，而天線的輸入阻抗為50，所以必須對兩者進行阻抗匹配，我們的設計目標是：設計微帶單枝短截線[32]匹配電路。運用ADS仿真軟件。 匹配網(wǎng)絡的子電路并對該子電路進行S參數(shù)的仿真，從圖中可以看出S(1,1)、S(1,2)、S(2,1)、S(2,2)參數(shù)值都比較理想，整個仿真已經(jīng)實現(xiàn)了微帶單枝節(jié)短截線的電路匹配。 微帶單枝節(jié)短截線匹配電路的S參數(shù)圖第四章 基于max2829模擬前端的具體實現(xiàn) 電路設計 整個設計是基于max2829RF方案,根據(jù)信號流向方向，分為三級：第一級為低噪聲放大器，對接收進來的信號進行放大；第二級為射頻帶通濾波器，濾除帶外信號；第三級為max2829，主要對信號進行直接變頻到基帶。然后通過正交I，Q兩路差分輸出。 基于max2829模擬前端的原理圖設計電源部分：采用LM317這種輸出電壓可調節(jié)芯片，計算整個電路的電路大小在400mA左右，因此可滿足需求。 電源原理圖電平轉換部分：，而通過pc軟件輸出的控制電平為TTL電平，需要進行電平轉換，采用TI公司的SN74LVTH244A的電平轉換芯片，芯片有8路電平轉換。巴倫部分：采用ETC的變壓器 進行單端轉雙端或雙端轉單端的變換，由于輸入輸出阻抗皆為50歐，無需進行阻抗匹配，選用阻抗變換比為1:1的變壓器，對于輸入端，選用ETC1113，阻抗變換比為1:1，用于單端轉雙端，對于輸出端，選用ETC11T2TR，阻抗變換比為1:1，用于雙端轉單端。控制及其驅動部分：pc軟件控制部分需要對多塊電路板進行控制，組成對通道，就需要對控制信號進行驅動，以保證一定的電流，這里采用的是74LCX16245，其有16路輸入輸出。 PCB的設計要點PCB設計技術是進行電路板設計時必須要考慮的內容。設計的電路板能否正常工作，不僅與理論設計是否正確、合理有關，還與ＰＣＢ設計時是否考慮周全也密切相關。在進行ＰＣＢ的設計時，首先要注意電源線的設計：應根據(jù)電路電流的大小，來加粗電源線的寬度，盡量減少環(huán)路電阻，同時使地線、電源線的走線方向和數(shù)據(jù)傳遞方向一致，這樣做有助于提高抗噪聲性能；其次要注意合理劃分區(qū)域：要使數(shù)字電路與模擬電路分開，高頻電路與低頻電路分開；在次還要注意地線的設計：為增強抗噪聲性能，應盡量將地線加粗，同時低頻電路的地線應盡量采用單點并聯(lián)接地，地線應短而粗，高頻元器件周圍盡量鋪大面積的地箔。在進行模擬前端的設計時，首先要確定電路結構，然后根據(jù)具體的設計指標選擇芯片，選好芯片后進行理論指標的計算。如果計算出的理論指標符合設計指標要求，就可以進行后面的PCB制版、電路調試工作；如果計算出的理論指標不符合設計指標要求，需要進一步選擇合適的芯片，直到計算出的理論指標達到設計要求為止。PCB的電磁兼容性設計很重要，印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件．它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電于技術的飛速發(fā)展,PGB的密度越來越高。PCB設計的好壞對抗干擾能力影響很大．因此,在進行PCB設計時．必須遵守PCB設計的一般原則,并應符合抗干擾設計的要求。要使電子電路獲得最佳性能,元器件的布且及導線的布設是很重要的。為了設計質量好、造價低的PCB．應遵循以下一般原則：(1)PCB設計布局首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加。過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后．再確定特殊元件的位置。最后,根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局。盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。 易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應盡量遠離。某些元器件或導線之間可能有較高的電位差,應加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應盡量布置在調試時手不易觸及的地方。重量超過15g的元器件、應當用支架加以固定,然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件,不宜裝在印制板上,而應裝在整機的機箱底板上,且應考慮散熱問題。熱敏元件應遠離發(fā)熱元件。對于電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元件的布局應考慮整機的結構要求。若是機內調節(jié),應放在印制板上方便于調節(jié)的地方。若是機外調節(jié),其位置要與調節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應。應留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。根據(jù)電路的功能單元．對電路的全部元器件進行布局時,要符合以下原則：按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便于信號流通,并使信號盡可能保持一致的方向。以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進行布局。元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上．盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)[26] [M].西安：西安電子科技大學出版社,2005.。一般電路應盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀．而且裝焊容易．易于批量生產(chǎn)。位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長寬比為3：2成4：3。電路板面尺寸大于200x150mm時．應考慮電路板所受的機械強度。(2) PCB設計布線 輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行。最好加線間地線,以免發(fā)生反饋耦合。印制導線的最小寬度主要由導線與絕緣基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為 、寬度為 115mm 時．通過 2A的電流,溫度不會高于3176。c,因此．。對于集成電路,尤其是數(shù)字電路,。當然,只要允許,還是盡可能用寬線．尤其是電源線和地線。導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。印制導線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則．長時間受熱時,易發(fā)生 脹和脫落現(xiàn)。必須用大面積銅箔時,最好用柵格狀．這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。印刷線路板的布線要注意以下問題：專用零伏線,電源線的走線寬度≥1mm。電源線和地線盡可能靠近,整塊印刷板上的電源與地要呈“井”字形分布,以便使分布線電流達到均衡。要為模擬電路專門提供一根零伏線。為減少線間串擾,必要時可增加印刷線條間距離,安插一些零伏線作為線間隔離。印刷電路的插頭也要多安排一些零伏線作為線間隔離。特別注意電流流通中的導線環(huán)路尺寸。如有可能在控制線（于印刷板上）的入口處加接RC去耦,以便消除傳輸中可能出現(xiàn)的干擾因素。印刷弧上的線寬不要突變,導線不要突然拐角(≥90度)。(3)PCB設計中焊盤的處理要比器件引線直徑大一些。焊盤太大易形成虛焊。盤外徑D一般不小于 (d+)mm,其中d為引線孔徑。對高密度的數(shù)字電路,焊盤最小直徑可取(d+)mm。(4)PCB及電路抗干擾措施印制電路板的抗干擾設計與具體電路有著密切的關系,這里僅就PCB抗干擾設計的幾項常用措施做一些說明。(5)電源線設計根據(jù)印制線路板電流的大小,盡量加租電源線寬度,減少環(huán)路電阻。同時、使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,這樣有助于增強抗噪聲能力。(6)PCB地線設計地線設計的原則是數(shù)字地與模擬地分開。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路,應使它們盡量分開。低頻電路的地應盡量采用單點并聯(lián)接地,實際布線有困難時可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點串聯(lián)接地,地線應短而租,高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。接地線應盡量加粗。若接地線用很細的線條,則接地電位隨電流的變化而變化,使抗噪性能降低。因此應將接地線加粗,使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能,接地線應在2~3mm以上。接地線構成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板,其接地電路布成團環(huán)路大多能提高抗噪聲能力[27] 張劂盛，[M].西安：西安電子科技大學出版社,1994.[28] 趙學芬,[J].國外電子測量技術,.[29] Ulrich ,Jerry ，：DSP、軟件無線電和設計[M].北京：人民郵電出版社,2003.。 （7）退耦電容配置PCB設計的常規(guī)做法之一是在印制板的各個關鍵部位配置適當?shù)耐笋铍娙?。退耦電容的一般配置原則是：電源輸入端跨接10 100uf的電解電容器。如有可能,接100uF以上的更好。,如遇印制板空隙不夠,可每 48個芯片布置一個110pF的但電容。對于抗噪能力弱、關斷時電源變化大的器件,如 RAM、ROM存儲器件,應在芯片的電源線和地線之間直接入退耦電容。電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線。此外,還應注意以下問題：在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時．操作它們時均會產(chǎn)生較大火花放電,必須采用附圖所示的 RC 電路來吸收放電電流。一般 R 取 1 2K, – 47uF。 CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應,因此在使用時對不用的端要接地或接正電源[28]。，制作了PCB版，： 電路板實物圖 電路測試，本節(jié)主要是對模擬前端電路進行測試，并對電路測試的結果進行分析；主要包括兩部分內容：電路的測試，測試結果的分析；電路測試首先介紹具體的測試工具，接著詳細介紹測試過程，測試的主要指標包括了電路增益的穩(wěn)定性[29]、靈敏度、噪聲基底、阻塞動態(tài)范圍；結果分析主要是對測試遇到的問題以及電路測試的結果進行深入分析。 測試工具設備介紹本設計選擇的調試工具有三種：信號發(fā)生器和頻譜分析儀，還有矢量網(wǎng)絡分析儀。信號發(fā)生器選擇的是安利公司的Anritsu MG3700A,輸出信號頻率250KHz3GHz。頻譜分析儀選擇依愛公司的AV4062儀器。矢網(wǎng)分析儀[30] Cotter ，黃世亮，