A 第2.6章 阻抗匹配.ppt

1、2.6 阻抗匹配,1阻抗匹配概念(impedance match),在傳輸系統(tǒng)中一般情況下：,2）阻抗匹配問題, 負(fù)載與傳輸線之間的阻抗匹配，ZL=Z0,在源端和負(fù)載端均有反射。, 信號源與傳輸線之間的阻抗匹配,a.信號源與負(fù)載線的匹配,實際情況：負(fù)載端總有反射，用隔離器吸收反射信號，使信號源穩(wěn)定工作。,b. 信號源的共軛匹配,條件：使 ，或,目的：信號源輸出給負(fù)載的功率最大,方法：在信號源與傳輸線之間接入匹配裝置,應(yīng)用：微波有源電路。,注意，此時反射系數(shù) 可能不等于零。 獲得最大功率是由于多次反射波相位疊加所致。,例如， 當(dāng)則整個系統(tǒng)上無反射，但此時傳送給負(fù)載的功率僅源輸出功率的為一半，傳輸

2、效率僅為50%。而要提高效率則只能減少Zg，這樣就不再能維持,注意：最佳效率與無反射有時有矛盾。,1負(fù)載阻抗匹配方法,要求匹配網(wǎng)絡(luò),簡單易行,附加損耗小,頻帶寬,可調(diào)節(jié),(1)集總元件L節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò),圖a. zL實部小于1 圖b.zL實部大于1,適用范圍：f 1GHz,圖b.zL在1+jx圓外用,圖a. zL在1+jx圓內(nèi)用,設(shè)計一個L節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)，在500MHz使負(fù)載阻抗 與特性阻抗 的傳輸線匹配。,例1,解：歸一化阻抗：,zL旋轉(zhuǎn)180得到y(tǒng)L。,因為與jB并聯(lián)為只加電抗，故電阻的阻值不變，沿r =0.4的圓周與相應(yīng)導(dǎo)納圓的交點可得（向上)。,即jb =yA-yL=j0.3。,再轉(zhuǎn)換至阻抗圓圖

3、上，zA=1-j1.2, 而最終匹配應(yīng)為zin=zA+jx=1，故串聯(lián)電抗應(yīng)為jx= 1 - zA =j1.2。,得到串聯(lián)電感L 和并聯(lián)電容C 的匹配網(wǎng)絡(luò)。,則jB和ZL并聯(lián)后的阻抗應(yīng)落在zA=1+jx的圓周上（綠圓）。-則再加一串聯(lián)電抗可得到匹配。,A,對于zA有相應(yīng)的導(dǎo)納yA。而對應(yīng)zA=1+jx的圓周則有相應(yīng)的導(dǎo)納圓（紅圓）。,yA,zA,如果是向下半圓移動交1+jb于yA=0.4-j0.5,則并聯(lián)電納b=-0.7，轉(zhuǎn)換至阻抗圓則得z=1+j1.2,則串聯(lián)電抗為x=-1.2。即為并聯(lián)電感L和串聯(lián)電容C的匹配網(wǎng)絡(luò)。,在f = 500MHz時，, f =500MHz,則/4線的特性阻抗應(yīng)為：

4、,(2)/4變換器,如果負(fù)載為ZL（復(fù)數(shù)），則可在/4變換器與負(fù)載之間加上一段移相線段，或在負(fù)載處并聯(lián)或串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娍苟探鼐€-先變成實阻抗，再進行阻抗變換。,由于l/4變換器，與波長有關(guān)，頻帶變窄。 如要求在寬帶工作時（或兩阻抗比過大時），可采用雙節(jié)、三節(jié)可多節(jié)/4變換器結(jié)構(gòu)。,已知： ； 求：用/4變換器進行匹配的位置d 及 。,解：已知在電壓最小點和電壓最大點輸入阻抗為純電阻，故此阻抗匹配器應(yīng)在此點接入。,例:,向電源方向最近的為 點， ；,；相對應(yīng),則阻抗轉(zhuǎn)換器的接入位置：,(3) 支節(jié)調(diào)配器,支節(jié)調(diào)配器是在距離負(fù)載某固定位置上并聯(lián)或串聯(lián)終端短路或開路的傳輸線段構(gòu)成。,單支節(jié)調(diào)配器,支節(jié)

5、調(diào)配器是在距離負(fù)載d處并聯(lián)或串聯(lián)長度為l的終端短路或開路的短截線構(gòu)成。,調(diào)節(jié)變量：d,l,并聯(lián)支節(jié)：由負(fù)載阻抗經(jīng)d 距離變換后，在B點的導(dǎo)納Y=Y0+jB，如支節(jié)的電納為-jB，-達到匹配；,串聯(lián)支節(jié)：由負(fù)載阻抗經(jīng)d 距離變換后，在B點的阻抗Z=Z0+jX，如支節(jié)的電抗為-jX，-達到匹配。,例：,Z0=50，ZL=25+j75，無耗線，求單支節(jié)短路并聯(lián)匹配的位置d和長度l。,同時，負(fù)載導(dǎo)納yL經(jīng)d 的距離后應(yīng)為y1=1-jb2 ;,C,解：歸一化負(fù)載阻抗：,阻抗圓圖上此點,相應(yīng)的歸一化負(fù)載導(dǎo)納為： yL=0.2-j0.6,其對應(yīng)的向電源波長數(shù)為： 0.412,波長數(shù)為0.192,波長數(shù)為0.308,由yL沿等 圓順時針旋轉(zhuǎn)與g=1的圓交于兩點, 支節(jié)的位置為, 短路支節(jié)的歸一化輸入電納為,求短路支節(jié)的長度：短路時yL2=,位于實軸右端點， lL2=0.25 由此點至支節(jié)歸一化電納點（y2或y2順時針?biāo)D(zhuǎn)的波長數(shù)即為短路支節(jié)的長度）,在上面兩個解中一般選取較短的一對。,例2：,結(jié)果：,選擇第一組解。,雙支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò),單支節(jié)調(diào)配器中因要求d可調(diào)，對于同軸線、波導(dǎo)等結(jié)構(gòu)中較難調(diào)。故常采用雙支節(jié)調(diào)配器。一般為并聯(lián)支節(jié)。,兩支節(jié)之間的距離d