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微带线匹配的设计

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  第 3 节 微带线匹配设计 在前面介绍了设计集总参数元件的匹配网络的方法,但是这种匹配网络只适 合于频率较低的场合,或者是尺寸远小于工作波长的情况。随着工作频率的提高 和工作波长的缩小,分立元件的寄生参数效应将变得更加明显,设计时相应地就 要考虑寄生效应,这将使得问题变得相当复杂。分立元件的这些问题限制了它在 射频微波电路中的应用。 通常在几个 GHz 频段中,射频工程师常采用分立元件和分布元件混合使用的方法。相 比较于前面的分立元件匹配网络,这种网络避免使用电感,而是用传输线替换了电感。www.4166.com原因 是电感比电容具有更高的电阻性损耗,而且电感绕制起来麻烦,很难做到精确。 这种网络是由几段串联的传输线以及间隔配置的并联电容构成。在这种匹配网络中的 分布元件显示出独特的电特性,明显地不同于低频集总参数元件。它适合作为手机等移动通 信设备功率放大器的匹配网络。其结构如下图所示。 传输线(TL)和电容元件的混合匹配网络 设计实例 1:设计一个匹配网络将 ZL=(30+j20)ohm 的负载阻抗变换到 Zin=(60+j80)ohm 的输入阻抗。要求必须采用两段串联传输线和一个并联电容。已知两段传输线ohm,匹配的工作频率为 2 GHz。 首先,建立一个工程 matching1_prj, 弹出窗口如下图 点选框内的 S_Params,然后点 OK。然后会光标处出现虚框将虚框放在空白窗体内。出 现 S 参数模板如图示: 然后手工将 Zin 和 ZL 值键入 Term1 和 Term2 的 Z 参数,如下图示: 放置一个 smithchart 元件,目前这个元件是空的。 然后点击 tools,在下拉菜单中找到 Smith Chart Utility 点击,启动 Smith Chart 工 具视窗。如下图示: 在弹出的对话框中选择 Update Smith Chart utility from SmartCoponent,然后点击 OK 就可以用 ADS 自带的 Smith 圆图工具来设计匹配。 先设置匹配的工作频率为 2 GHz,默认设置为 1 GHz。然后在 Smith Chart 工具右下角 的 Network Schematic 中分别选中 ZS 和 ZL,将设计要求中的 Zin 和 ZL 值输进去。分别按 下回车键,可以看到 Smith 圆图中的源和负载点将自动移动到相应的位置。如图所示: 接下来先在 Network Schematic 中选中负载 ZL,然后在左上方的 Palette 中选择串联 微带线,将鼠标移动到圆图区域。 按照同样的步骤将并联电容和另一段串联微带线添加进去,另外在 Network Response 中将开始频率和结束频率分别设为 1.0e9 和 3.0e9。如下图示: 接下来通过手动调整圆图上三个节点的位置,将曲线末端节点位置调整到尽可能与源点 重合。在此过程中可以借助菜单栏中的 Zoom in 选中局部放大进行微调。如下图所示: 然后单击 Build ADS Circuit,将设计的匹配网络 Update 到电路原理图中。如下图示: 接着按下工具栏中的 Push Into Hierarchy,……,可以通过 然后在 matching1.dsn

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