2.4GHZ微帶漸變阻抗變換器設(shè)計報告

1、第1頁共14頁 2.4GHZ微帶漸變阻抗變換器設(shè)計報告 一、設(shè)計任務(wù) 1.11.1名稱名稱：設(shè)計一個工作頻率為2.4GHZ，輸入阻抗為50Q，輸出阻抗為30Q的阻抗變換器。 1.21.2主要技術(shù)指標主要技術(shù)指標：S11-20dB,S21三 Z4Z22 則sec 從而 rcos|（3-4? 當BN），相當此時阻抗變換器不存花|最大n IrImax-1Zo1（3-5） |7?+Zo| 由（3-4）、（3-5）可畫出|隨e（或f）變化的曲線；曲線作周期 為n的變化。設(shè)允許|W|m,則其工作帶寬對應(yīng)于限定的范 圍頻率。由于6偏離n/2時|曲線急劇下降，故工作帶寬很窄。 inh 圖3-2-2單節(jié)入/4阻

2、抗變換器的帶寬特性 第6頁共14頁 當I卩I二I|i時，則通帶邊緣上的B值為弗二匚、兀二TT-時且由式(3-3) 有弘二斜田莎|(3-6) J1匸飛-Z 通常用分數(shù)帶盤氏表樂頻帶寬度，瞄與日ni有如卜關(guān)系 微帶線入/4阻抗變換器，一般都是保持變換段的導體帶與接地板之間的距離不變，介質(zhì)材料也不變，阻抗的變換是通過改變代替帶的寬度來實現(xiàn)的。入/4阻抗變換器只有在中心頻率或其附近很窄的頻帶內(nèi)，才能滿足一定的匹配要求；當頻率偏離中心較大時，匹配性能急劇下降。 微波阻抗變換器的作用是消除反射，提高傳輸效率，改善系統(tǒng)穩(wěn)定性。阻抗匹配元件種類很多，主要的有螺釘調(diào)配器、階梯阻抗變換器和漸變型阻抗變換器三種。本

3、次主要研究的是漸變阻抗變換器，漸變線是其特性阻抗按一定規(guī)律平滑的由一條傳輸線的特性阻抗過渡到另一條傳輸線的特性阻抗。 從理論上講，多級變換器的阻抗越多，其匹配頻帶越寬，多階梯阻抗變換器隨著階梯數(shù)目的增加帶來了尺寸的增加和造價的增大，工程上考慮到尺寸、成本、性能發(fā)展出了漸變阻抗變換器，因為它有更好 3161 Z2).羽為漸變線中心位.訛的附抗，則刖=寸2匚、 在設(shè)計之前有必要先了解一下微帶線端口設(shè)計，如下圖給出了微帶線端口設(shè)計模型: a F卿（3hto4A用 假設(shè)微帶踐的宣度為介應(yīng)基片的爪度為 h,-般 I【高度/j6h-10hZHl;II*度的設(shè)誼 1若 gh,則端IJ寬度為 JlOw,若 w

4、弧則 II寬度為 5w并 I高度為 311-4110 接若，進入持性 IH抗為勿肛微帶線 Fj特性磯抗溝初 G 的微帯線的設(shè)訃階段。給紀介質(zhì)堆片埴充附介質(zhì)材料為】;R4_epoxyT也就是=丄丄介質(zhì)堆片的叩-度為 H】 一6HUIL微|!r線的匣度忽略不計.要求工作額率 24GHz. 根據(jù)給定的要求,首先用第一章的公述2-4分別計算了汗特性肌抗為52微帶線和3皿微帶線的寬度算出來的結(jié)果大約為 2.99mm和 418mm；再棍據(jù)公式 v=Af,計算出微帶線的波性為125mm(然后用HFSS軟杵進行設(shè)計仿真.過程如“ 第8頁共14頁 50Q微帶線模型 小HIOXHIOX1mm- -SSUesifl

5、nlSSUesiflnl 50Q微帶線的特性阻抗實部 由圖可以看出在2.4GHz時，微帶線阻抗的實部約為49.9069Q, 接近50Q，此時微帶線的寬度約為3.15mm與理論值2.99mm相差不(1)50Q微帶線 L511Udr 一 2.302.30 2L2L FrnqGHz)FrnqGHz) I I収i.Liociqi.Liociq 250250 / 19.0D19.0D 233 235235 2121SBSB -JJ.um 際1 12 2 XYPlot61nrgufqigriE 第13頁共14頁 S21（插入損耗）圖第14頁共14頁 VWSR（駐波比）圖 Re（Z0）（輸入阻抗）圖 UF*

6、 Ml|IWSIIMrur-W.!V!H! X.YFlOt4T耳 |hca|hca：24mw|24mw| 5OJ95O5OJ95O 5D3405D340 5093050930 50S2050S20 50S1050S10 2.302.30 3.23.2測試結(jié)果測試結(jié)果: : 第15頁共14頁 如上圖所示，S11（回波損耗）在2.4GHZ時為-50.0745dB-20dB，符合設(shè)計要求。 S21（插入損耗）在2.4GHZ時為-0.7785dB基本等于-0.7dB,符合設(shè)計要求。 VWSR（駐波比）在2.4GHZ時為1.0063約等于1，符合設(shè)計要求。 Re（Z0）（輸入阻抗）在2.4GHZ時為50.8263Q約等于50Q，符合設(shè)計要求。 四、結(jié)