微帶線匹配設(shè)計

1、第3節(jié) 微帶線匹配設(shè)計 在前面介紹了設(shè)計集總參數(shù)元件的匹配網(wǎng)絡(luò)的方法，但是這種匹配網(wǎng)絡(luò)只適合于頻率較低的場合，或者是尺寸遠(yuǎn)小于工作波長的情況。隨著工作頻率的提高和工作波長的縮小，分立元件的寄生參數(shù)效應(yīng)將變得更加明顯，設(shè)計時相應(yīng)地就要考慮寄生效應(yīng)，這將使得問題變得相當(dāng)復(fù)雜。分立元件的這些問題限制了它在射頻微波電路中的應(yīng)用。通常在幾個GHz頻段中，射頻工程師常采用分立元件和分布元件混合使用的方法。相比較于前面的分立元件匹配網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)避免使用電感，而是用傳輸線替換了電感。原因是電感比電容具有更高的電阻性損耗，而且電感繞制起來麻煩，很難做到精確。這種網(wǎng)絡(luò)是由幾段串聯(lián)的傳輸線以及間隔配置的并聯(lián)電容構(gòu)

2、成。在這種匹配網(wǎng)絡(luò)中的分布元件顯示出獨特的電特性，明顯地不同于低頻集總參數(shù)元件。它適合作為手機等移動通信設(shè)備功率放大器的匹配網(wǎng)絡(luò)。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。 傳輸線（TL）和電容元件的混合匹配網(wǎng)絡(luò) 設(shè)計實例1：設(shè)計一個匹配網(wǎng)絡(luò)將ZL=(30+j20)ohm的負(fù)載阻抗變換到Zin=(60+j80)ohm的輸入阻抗。要求必須采用兩段串聯(lián)傳輸線和一個并聯(lián)電容。已知兩段傳輸線的特性阻抗均為50ohm,匹配的工作頻率為2 GHz。 首先，建立一個工程matching1_prj， 彈出窗口如下圖 點選框內(nèi)的S_Params，然后點OK。然后會光標(biāo)處出現(xiàn)虛框?qū)⑻摽蚍旁诳瞻状绑w內(nèi)。出現(xiàn)S參數(shù)模板如圖示：然后手工將Zi

3、n和ZL值鍵入Term1和Term2的Z參數(shù)，如下圖示: 放置一個smithchart元件，目前這個元件是空的。然后點擊tools，在下拉菜單中找到Smith Chart Utility點擊，啟動Smith Chart工具視窗。如下圖示： 在彈出的對話框中選擇Update Smith Chart utility from SmartCoponent，然后點擊OK就可以用ADS自帶的Smith圓圖工具來設(shè)計匹配。先設(shè)置匹配的工作頻率為2 GHz，默認(rèn)設(shè)置為1 GHz。然后在Smith Chart工具右下角的Network Schematic中分別選中ZS和ZL，將設(shè)計要求中的Zin和ZL值輸進(jìn)去。分別按下回車鍵，可以看到Smith圓圖中的源和負(fù)載點將自動移動到相應(yīng)的位置。如圖所示：接下來先在Network Schematic中選中負(fù)載ZL，然后在左上方的Palette中選擇串聯(lián)微帶線，將鼠標(biāo)移動到圓圖區(qū)域。 按照同樣的步驟將并聯(lián)電容和另一段串聯(lián)微帶線添加進(jìn)去，另外在如下圖示：接下來通過手動調(diào)整圓圖上三個節(jié)點的位置，將曲線末端節(jié)點位置調(diào)整到盡可能與源點重合。在此過程中可以借助菜單欄中的Zoom in選中局部放大進(jìn)行微調(diào)。如下圖所示：然后單擊Build ADS Circuit，將設(shè)計的匹配網(wǎng)絡(luò)Update到電