第三章-匹配理論(參考版)
2024-08-16 15:40本頁面
【正文】 S參數(shù) 散射矩陣或者 S矩陣描述入射和反射電壓波之間的聯(lián)系 ???????????????????????????????????????????????NNNNNNVVVsssssssVVV?????21121211121121? ? ? ?? ??? ? VSVjkVjiijkVVs??????,0?jVS參數(shù)矩陣形式 或者 其中 S矩陣元可確定為 通過使用入射波電壓 激勵 j端口并測量從 i端口出來發(fā)射波電壓就可得到 Sij S參數(shù)測量要求 要求除 j端口的所有其他端口上的入射波設(shè)置為零，也即所有其他端口應(yīng)端接匹配負(fù)載以避免反射。 兩端開路或者短路短截線 ls1和 ls2并聯(lián)在一段固定長度的傳輸線 l2兩端，傳輸線 l2通常取 1/8， 3/8或 5/8個波長，高頻應(yīng)用通常取 3/8和 5/8個波長的間隔 Zin=Z0,yA=1 yB=yAjbs2,在 g=1的圓上， jbs2為短截線 ls2產(chǎn)生的電納 經(jīng)過 3/8個波長的傳輸線 l2，向負(fù)載方向移動 270176。設(shè)計一個單節(jié)短截線匹配網(wǎng)絡(luò)將該負(fù)載變換為 Zin=(75+j90)歐的輸入阻抗 選擇短截線長度 Ls的基本原則是：短截線產(chǎn)生的電納 Bs能夠使負(fù)載導(dǎo)納 yl變換到經(jīng)過歸一化輸入阻抗點 zin的駐波比圓上 等特征阻抗的短截線構(gòu)成的全微帶阻抗匹配 雙短截線匹配網(wǎng)絡(luò) 單短截線需要在短截線與輸入端口或者短截線與負(fù)載之間插入一段長度可變的傳輸線，限制了匹配網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)性，而雙短截線匹配網(wǎng)絡(luò)能夠解決這個問題。要求該匹配網(wǎng)絡(luò)必須采用兩端串聯(lián)傳輸線和一個并聯(lián)電容。 在 GHz頻段，通常采用分布參數(shù)元件和分立元件混合的方法，分布參數(shù)元件即為微帶線；分立元件中因為電感的有更高電阻性損耗，所以很少采用，應(yīng)用更廣泛的是電容。因為在匹配圓圖中過 Zl的電導(dǎo)圓和過 B點的電阻圓相切，如果負(fù)載電阻降低，將得不到符合 Qn要求得匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 降低節(jié)點品質(zhì)因數(shù)得措施并不能無限制的增加帶寬，還要受輸入、輸出阻抗的限制 微帶線匹配網(wǎng)絡(luò) 隨著頻率的增加，工作波長變短，分立元件的寄生參數(shù)效應(yīng)變得更明顯，設(shè)計時需要考慮寄生效應(yīng)，而且分立元件是一些標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，這就限制了分立元件在高頻的應(yīng)用。假設(shè)工作頻率為f=1GHz，計算匹配網(wǎng)絡(luò)的元件值 Z1為純電抗元件， Z1與 Zl串聯(lián)的阻抗必然在 r＝ rL的等電阻圓上某點 Z3為純電抗元件， Z1與 Zin串聯(lián)的阻抗必然在 r＝ rin的等電阻圓上某點 T型匹配網(wǎng)絡(luò)匹配過程 以增加一個電路元件為代價，擴大了調(diào)整匹配網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)因數(shù)（帶寬）的自由度 PI型匹配網(wǎng)絡(luò) PI型網(wǎng)絡(luò)和 T型網(wǎng)絡(luò)是相對應(yīng)的一種匹配網(wǎng)絡(luò)形式 例如：已知款待放大器需要一個 PI型匹配網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)能將 Zl=(10j10)歐的負(fù)載阻抗變換成 Zin=(20+j40)歐的輸入阻抗。選擇經(jīng)過 A點的匹配路徑求實際值 )()(2 jjjyyjb sAL ????????nHb ZLL202 ??? ?)()(1 jjjzzjx ALL ??????? ?nHZxL L ?? ?四種可能的匹配網(wǎng)絡(luò) 對于阻抗匹配可以從源開始向負(fù)載端匹配，也可以從負(fù)載端開始向源方向匹配 阻抗匹配的方向 以上述例子為例，從負(fù)載端開始向源端匹配，即從負(fù)載阻抗 25－ j50匹配到源阻抗的復(fù)數(shù)共軛阻抗 匹配網(wǎng)絡(luò)的選擇 對于任意給定的負(fù)載阻抗和源阻抗，
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