射频电路匹配网络的分析与设计

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1、易懋嚣万方数据中图分类号：TN9142011年第8期文献标识码：A文章编号：1009—2552(2011)08—0098一04射频电路匹配网络的分析与设计朱进1，尹园威2，刘超2(1．中国人民解放军94783部队，长兴313111；2．军械T程学院，石家庄050003)摘要：在射频电路设计中，为了保证传输最大的信号能量，减少回波对信号质量和可用功率的影响。匹配网络设计是必须要考虑的重要问题。首先用传输线理论分析了传输线的工作状态及匹配电路设计的理论基础，然后介绍一些匹配网络的设计方法，最后结合ADS软件进行了匹配电路的设计和性能仿真。并对比说明了匹配网络设计的重要性。关键词：射频电路；阻抗匹

2、配；ADS软件Analysisanddesignofmatchingnetworkforradio-frequencycircuitZHUJinl。YINYuan．wei2．LIUCha02(1．94783TroopsofPLA，chang血g313111，China；2．OrdnanceEngineeringCollege，Shijiazhuang050003，China)Abstract：Duringthedesignofradio—frequencycircuit，inordertotransmitthemostenergyofsignalsanddecreasetheinfluenc

3、eofechotothesignalsqualityandtheavailablepower，matchnetworkdesignisthemostimportantquestionwhichmustbecalculated．Atfirstthisarticleanalyzestheworkingconditionoftransmissionlineandthematchcircuitdesigntheorybasedonthetransmission-linetheory，andthendescribesnlemetIlodsofmatchingnetworkindetail．inthee

4、ndgivesthedesignofmatchingnetworkandperformanceemulationbythesoftwareofADS，theresultshowstheimportanceofmatchnetworkdesign．Keywords：radio-frequency；impedancematching；thesoftwareofADS0引言在通信手段和通信技术快速发展的今天，电子通信系统的工作频率不断提高，已经达到了GHz或更高频段。系统的工作频率决定了信号的传输方式和传输特性，如何保证信号在射频通信电路中的高传输效率、高功率容量及低传输衰减，匹配网络起着至关重要

5、的作用。在射频通信系统中由于信号工作频率高，波长就接近或小于传输线的长度，因此需要用传输线理论来分析信号的传输特性。本文在此基础上介绍了匹配网络的几种类型与特点，并针对负载阻抗匹配给出了一些设计方法¨‘2j，如集总参数元件匹配网络、分布参数元件匹配网络和混合参数匹配网络的设计，最后介绍了ADS软件，利用该软件可以方便、快捷地设计阻抗匹配网络并进行性能仿真，通过仿真结果可以直观的说明匹配网络的优良性能。匹配网络设计是射频与微波系统电路设计中必一98一须要考虑的重要问题。在通信系统、雷达系统和航空电子系统等电路设计中都有重要的应用。1传输线理论及传输线工作状态射频通信系统中信号频率高，波长短，通

6、常定义几何长度大于或等于信号波长的传输线为长线传输，需要用传输线理论来分析。传输线理论是分布参数理论，可以将均匀的传输线等效成多个小于传输信号波长的微元组成，等效电路如图l所示，图中分布电阻、电感、电导和电容分别为R、L、G和C。传输线图l传输线的分布电路模型收稿日期：2010—12—24作者简介：朱进(1987一)，男，本科。研究方向为信号检测与处理。万方数据1．1传输线特性参数传输线的特性阻抗定义为传输线上入射波电压与入射波电流之比，用磊来表示，其一般表达式为：耻焉传输线上任一点的输入阻抗由该点的电压y(z)与电流，(z)之比来表示，表达式为：孙，=黯=磊群慧㈣z表示距离负载的距离，JB

7、=27r／A。传输线的反射系数是指传输线上某一点反射相量电压与入射相量电压之比，用来表示：r_等=赫刮-r∥纠(3)其中，F=鬻=lnl∥为负载反射系数，7为传输线传播常数。由(2)一(3)式可知传输线负载的大小决定了传输线上电压、电流以及阻抗分布规律，也决定了传输线的工作状态。1．2传输线的工作状态【31当负载与传输线特性阻抗相等，即ZL=Zo时，由式(3)得终端负载反射F。=0。在这种情况下，入射波到达终