射频day9:微带线中可能会出现的不连续性情况;传输线稍加改造的分支构造的电抗元件;集总参数元件;阻抗匹配的方法
前言:
1.什么是波导匹配/阻抗匹配?
阻抗匹配字面上意思是对阻抗进行变换,从波的角度来讲,则是消除反射波或其影响(反射系数=0)
2.集总参数元件和传输线是什么关系?
一般来说,若 电路本身的最大线性尺寸为l
,传输的电压或电流的波长为λ
,若满足l<0.1λ,电路便可视为集总参数电路,否则便需作为分布参数电路处理。因此,本章除了知识点4,其他涉及到的都是分布参数电路的情况,即一般遇到的传输线的情况
3.本章知识与之前章节的联系:
微带线请参考第三章微波平面传输线
波导请参考第二章
传输线请参考第一章
本章要求:
图形会看,知道其等效电路;会匹配方法
文章目录
1.波导
匹配需要到的电抗元件
1.1 电容性膜片
1.2 感性膜片
1.3 谐振窗
1.4 调谐螺钉
1.5 短路活塞
短路活塞相当于开路,反射系数=1
2.微带线
中可能会出现的不连续
性情况
2.1 微带线的开路
等效为引入一并联电容Coc
2.2 微带线的间隙
等效为引入耦合电容Cg和两个并联电容Cp
2.3 微带线宽度的突变
等效为串联电抗呈感抗性质
2.4 微带线的开槽
等效为串联电感
3.传输线稍加改造
构造的电抗元件
3.1 短路短截线
终端短路线(终端接地)等效为一并联电感(l<<λg/4)
XL=ωL=ZC(2Π/λg)l,Zin≈jXL
3.2开路短截线
终端开路线(终端开路)等效为一并联电容(l<<λg/4)
BC=ωC=YC(2Π/λg)l,Yin≈jBC
3.3 高阻抗传输线
当一般的接负载ZL的传输线满足:l<<λ且ZL<<ZC(高特性阻抗ZC)时,
Zin≈ZL+jZCβl—>ZL+jωL,
这时候传输线可等效为一个串联的电感L
XL=ωL=ZCβl
3.4 低阻抗传输线
当一般的接负载ZL的传输线满足:l<<λ且ZL>>ZC(低特性阻抗ZC)时,
Yin≈1/ZL+j(1/ZC)βl—>YL+jωC,
这时候传输线可等效为一个并联的电容C
BC=ωC=(1/ZC)βl
4.集总参数元件
集总电感器:
5.具体的阻抗匹配的方法
一个无耗、互易的匹配网络,关键是要实现将一个端口的阻抗Z1变为另一个端口的阻抗Z2。
5.1 单跨线匹配法
在离负载x处
接入一长度为y的短截线
。调配的任务是确定x和y的大小
步骤:
备注:当arctan[…]里面的数是负数时,求出来的负角加上180°。arctan[…]得到的角度再除以360°,乘上λ,得到的结果就是x
解出x的两个解x1和x2,再分别代入Yin得到Bin。
如果接入的是短路短截线:
如果接入的是开路短截线: