第五章阻抗匹配和调谐§5阻抗匹配和调谐本章要求：掌握L型集总参数匹配方法；掌握单支短截线匹配方法，理解双支短截线匹配方法；掌握Smith圆图在匹配过程中的应用方法。电路结构：功能：加匹配网络后输入阻抗为Z0。注意：匹配网络左端传输线上反射为0；匹配网络与ZL间存在多次反射。§5阻抗匹配和调谐§5阻抗匹配和调谐为什么要匹配:最大功率考虑；对接收机中的敏感元件如天线、低噪放等进行匹配可改善系统信噪比；常用阻抗匹配网络作天线阵馈电网络以减小幅相误差。设计考虑:复杂度:用最简单的设计实现合乎要求的功能；带宽:频宽需求；可行性:可行性评估(waveguide用tuningstubs)；可调性:调整性(依负载情况变化)。5.1用集总元件匹配（L网络）利用两个电抗性元件将任意负载匹配到传输线。Figure5.2L-sectionmatchingnetworks.(a)NetworkforzLinsidethe1+jxcircle.(b)NetworkforzLoutsidethe1+jxcircle.8种不同的matchingcircuits。如果在圆內，选(a)图。选(b)图。圆外，如果在图(a)5.1.1解析解法（analyticsolution）两组(B,X)CapacitorCapacitorInductorInductor匹配要求图(b)5.1.1解析解法（analyticsolution）5.1.2Smith圆图解（smithchartsolutions）例题5.1L节阻抗匹配（重点掌握）图a的基本步骤：找到归一化负载阻抗点；找到负载阻抗的导纳点；电纳相加后应在导纳圆图的1+jx上；找到转换成阻抗圆图上的1-jx阻抗点；串接+jx电抗，归一化阻抗z＝1，匹配。0.21.20.5例题5.1L节阻抗匹配（重点掌握）SolutiontoExample5.1.(a)SmithchartfortheL-sectionmatchingnetworks.(b)ThetwopossibleL-sectionmatchingcircuits.(c)Reflectioncoefficientmagnitudesversusfrequencyforthematchingcircuitsof(b).求500MHz时的L型匹配网络。步骤在1+jx圆内用图(a)1.例5.15.1.2Smith圆图解（smithchartsolutions）2.3.沿着r=0.4的路径走，交rotated(1+jx)的圆两点(值较小)---(a)(值较大)---(b)4.将(a)(admittance)→impedance将(b)(impedance)→admittance→(0,0)→(0,0)(a)5.先并联一个，然后串联一个(b)用于微波集成电路的集总元件P1945.2单短截线调谐Figure5.4Single-stubtuningcircuits.(a)Shuntstub.(b)Seriesstub.与负载端距离d处，利用一个长度为l的openorshortstub使得在stub后的阻抗为Z0。Theshunttuningstub在微波带线结构中特别容易实现。ShuntstubSeriesstubshortstubopenstub+=+=5.2.1并联短截线调谐可以有smithchartsolutions及analyticsolution.例题5.2单短截线并联调谐smithchartsolutions基本步骤：找到归一化负载阻抗点，作SWR圆；找到负载导纳点；将阻抗圆图看成导纳圆图，找到SWR圆与1+jb导纳圆的两个交点y1、y2；算出两个d的电长度；找到交点y1、y2对应的±jb点，y1并联-jb、y2并联+jb后匹配；找到短路点y＝∞点，顺时针转到-jb点和+jb点，算出短路线长度l1和l2。smithchartsolutionsanalyticsolutiond1d2l2l1作图:绘一同心圆读数:同心圆交1+jx圆于两点1.2.3.读数分別为及例题Shuntstubs(smithchartsolutions)对于，susceptance:j1.334.读数:并联openstub从左端点顺时针转(往source方向)对于，susceptance:-j1.33读数:0.147l0.353lAnalyticSolutions求d&l离负载d位置处之阻抗导纳（Admittance）此时d负载阻抗openstubshortstub5.2.2串联短截线调谐可以有smithchartsolutions及analyticsolution.例题5.3单短截线串联调谐smithchartsolutions基本步骤：找到归一化负载阻抗点，作SWR圆；找到SWR圆与1+jb阻抗圆图的两个交点z1、z2；算出两个d的电长度；找到交点y1、y2对应的±jb点，y1并联-jb、y2并联+jb后匹配；找到短路点y＝∞点，顺时针转到-jb点和+jb点，算出短路线长度l1和l2。d2d1l1l2y＝∞短路点5.2.2SeriesStubs(SmithChartSolutions)例题5.3SWRcircle读数:1.交1+jx圆于两点，2.读数:,3.Stub:电抗reactance读数:读数:j1.33-j1.33，open-circuitedstub，，，例题5.3单短截线串联调谐Figure5.6(b)Thetwoseries-stubtuningsolutions.(c)Reflectioncoefficientmagnitudesversusfrequencyforthetuningcircuitsof(b).5.3双短截线调谐（Double-StubTuning）Singlestub可以matching任何负载to，但需要variabledload与stub的距离。如果load会改变就不适合。double-stub:usingtwotuningstubsinfixedpositions.同轴线(coaxialline)在(a)图中负载的admittance为与第一个stub有些距离，可以等效成(b)图，负载之admittance为。SmithChartSolutiongiven，沿着resistancecircle交rotated1+jx圆二点，此图是由1+jx圆往load方向移动d而得求出firststub将往generator方向移动交1+jx圆于及点，求出secondstubd的选择一般或。5.3双短截线调谐（Double-StubTuning）Ex:Designadouble-stubshunttuner解:1.2.绘出1+jx圆以及rotated1+jx圆往load方向移动3.沿着resistancecircle交rotated1+jx圆两点(,)读数4.将&順时针转位于1+jx圆上，&5.short-circuitedstubAnalyticSolutions第一个stub左边的admittance经过距离d之后的admittancematching及选同样的signOpen-circuitedstubShort-circuitedstubAnalyticSolutions
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