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),在传输系统中一般情况下：,2）阻抗匹配问题, 负载与传输线之间的阻抗匹配，ZL=Z0,在源端和负载端均有反射。, 信号源与传输线之间的阻抗匹配,a.信号源与负载线的匹配,实际情况：负载端总有反射，用隔离器吸收反射信号，使信号源稳定工作。,b. 信号源的共轭匹配,条件：使 ，或,目的：信号源输出给负载的功率最大,方法：在信号源与传输线之间接入匹配装置,应用：微波有源电路。,注意，此时反射系数 可能不等于零。 获得最大功率是由于多次反射波相位叠加所致。,例如， 当则整个系统上无反射，但此时传送给负载的功率仅源输出功率的为一半，传输

2、效率仅为50%。而要提高效率则只能减少Zg，这样就不再能维持,注意：最佳效率与无反射有时有矛盾。,1负载阻抗匹配方法,要求匹配网络,简单易行,附加损耗小,频带宽,可调节,(1)集总元件L节匹配网络,图a. zL实部小于1 图b.zL实部大于1,适用范围：f 1GHz,图b.zL在1+jx圆外用,图a. zL在1+jx圆内用,设计一个L节匹配网络，在500MHz使负载阻抗 与特性阻抗 的传输线匹配。,例1,解：归一化阻抗：,zL旋转180得到yL。,因为与jB并联为只加电抗，故电阻的阻值不变，沿r =0.4的圆周与相应导纳圆的交点可得（向上)。,即jb =yA-yL=j0.3。,再转换至阻抗圆图

3、上，zA=1-j1.2, 而最终匹配应为zin=zA+jx=1，故串联电抗应为jx= 1 - zA =j1.2。,得到串联电感L 和并联电容C 的匹配网络。,则jB和ZL并联后的阻抗应落在zA=1+jx的圆周上（绿圆）。-则再加一串联电抗可得到匹配。,A,对于zA有相应的导纳yA。而对应zA=1+jx的圆周则有相应的导纳圆（红圆）。,yA,zA,如果是向下半圆移动交1+jb于yA=0.4-j0.5,则并联电纳b=-0.7，转换至阻抗圆则得z=1+j1.2,则串联电抗为x=-1.2。即为并联电感L和串联电容C的匹配网络。,在f = 500MHz时，, f =500MHz,则/4线的特性阻抗应为：

4、,(2)/4变换器,如果负载为ZL（复数），则可在/4变换器与负载之间加上一段移相线段，或在负载处并联或串联适当的电抗短截线-先变成实阻抗，再进行阻抗变换。,由于l/4变换器，与波长有关，频带变窄。 如要求在宽带工作时（或两阻抗比过大时），可采用双节、三节可多节/4变换器结构。,已知： ； 求：用/4变换器进行匹配的位置d 及 。,解：已知在电压最小点和电压最大点输入阻抗为纯电阻，故此阻抗匹配器应在此点接入。,例:,向电源方向最近的为 点， ；,；相对应,则阻抗转换器的接入位置：,(3) 支节调配器,支节调配器是在距离负载某固定位置上并联或串联终端短路或开路的传输线段构成。,单支节调配器,支节

5、调配器是在距离负载d处并联或串联长度为l的终端短路或开路的短截线构成。,调节变量：d,l,并联支节：由负载阻抗经d 距离变换后，在B点的导纳Y=Y0+jB，如支节的电纳为-jB，-达到匹配；,串联支节：由负载阻抗经d 距离变换后，在B点的阻抗Z=Z0+jX，如支节的电抗为-jX，-达到匹配。,例：,Z0=50，ZL=25+j75，无耗线，求单支节短路并联匹配的位置d和长度l。,同时，负载导纳yL经d 的距离后应为y1=1-jb2 ;,C,解：归一化负载阻抗：,阻抗圆图上此点,相应的归一化负载导纳为： yL=0.2-j0.6,其对应的向电源波长数为： 0.412,波长数为0.192,波长数为0.308,由yL沿等 圆顺时针旋转与g=1的圆交于两点, 支节的位置为, 短路支节的归一化输入电纳为,求短路支节的长度：短路时yL2=,位于实轴右端点， lL2=0.25 由此点至支节归一化电纳点（y2或y2顺时针所旋转的波长数即为短路支节的长度）,在上面两个解中一般选取较短的一对。,例2：,结果：,选择第一组解。,双支节匹配网络,单支节调配器中因要求d可调，对于同轴线、波导等结构中较难调。故常采用双支节调配器。一般为并联支节。,两支节之间的距离d