利用史密斯圆图做源匹配

北京邮电大学射频与微波技术期中论文利用史密斯原图实现源匹配班级：2xx学号：xx姓名：xx利用史密斯圆图做源匹配摘要：本文借用支节实现阻抗匹配的思想，利用开路线做源与带载传输线的匹配Abstract:Thispaperusestheideaofsupportedsectiontorealizeimpedancematching,andusestheopenendlinetodothematchingofthesourceandthetransmissionline.关键词：支节匹配史密斯圆图源匹配1、概述通常情况下，要实现源与带载传输线的匹配是设计匹配网络，但是在实际中如果计算出来需要的电容电感值不太容易找的话会很麻烦，在学过短路线实现阻抗匹配之后我就在想能不能用开路线来做源匹配，就动手做了一下，鉴于我水平有限，不对的地方希望老师能够批评指正。2、源匹配通常情况下，源与带载传输线匹配，通过选择负载阻抗ZL和传输线参量βl和Z0，使得输入阻抗Zin=ZS。在这种情况下ΓS不一定为0，但是可令源端参考面T处向源看去的总反射系数为Γ=Zin−ZSZin+ZS=0VsZsZLTΓs例如，如上图所示，假如ZS=186−j397，ZL=50Ω，特性阻抗Z0=50Ω。频率为240MHz如果用史密斯圆图设计匹配网络，则需(1)计算归一化阻抗:zL=l;zS*=3.72+j7.94,然后设计出以下网络在史密斯圆图中按照串联电感导致负载沿着等电阻圆顺时针移动；串联电容导致负载沿着等电阻圆逆时针移动；并联电感导致负载沿着等电导圆逆时针移动；并联电容导致负载沿着等电导圆顺时针移动的规律求出L1=110Nh,C2=2.94PF,R1为开路。最终实现将zS*匹配到Zl=1这一点上。计算上没有问题，但是在实际中每一个元件都要求精确值的话是很难做到的，所以我考虑用我们学过的枝节匹配我们之前学的阻抗匹配是将负载匹配在Γ=0，ρ=1的点上，所以在源匹配的时候也匹配在这一点上就能实现源和带载传输线的匹配，取代上述的传输网络。这里采用并联开路线的方法。首先在史密斯圆图上将zS=3.72-j7.94变换为导纳点A点0.048+j0.103，等反射系数圆与r=1的圆交于两点，C(1+j4.4)和D（1-j4.4）,如果取D点，则从A点到D点，逆时针转0.2321电长度，即从T向载移动d=0.2321λ到T’的位置，并联上一个开路枝节，枝节长度需满足其导纳为j4.4,从开路点顺时针转动0.216个电长度实现匹配，即枝节长度L为0.216λ，此刻，从T’往左边看，归一化阻抗为1。但这样单枝节匹配与阻抗匹配里面的单支节匹配有同样的问题，就是距离d是固定的，能不能像阻抗匹配一样设计出d值随意的双枝节匹配呢，假如采用3λ/8变换，并联开路线，则匹配的第一个枝节使得T处的导纳值变为点E:0.048+j0.71，则第一个枝节的电纳为j0.71-（-j0.103）=j0.813.电长度为0.108，所以l1=0.108λ，然后向载移动3λ/8到达平面T’，点E逆时针旋转270°，变为点F：1+j5.5，再在T’并联第二个枝节使之匹配，第二枝节的电纳为-5.5j,电长度为0.278，所以第二个枝节的长度为0.278λ。这样就实现了将源与带载传输线的匹配。3、总结源匹配与负载的阻抗匹配的基本方法差不多，只不过设计过程互相对称，负载的阻抗匹配是向源移动，而源匹配是向载移动，导致在设计过程中的某些步骤的操作是相反的，但基本原理都是相同的。最终实现的目标是源和载都匹配在Γ=0，ρ=1的点上。4、参考文献利用史密斯原图设计匹配网络K-CChan利用SMITH圆图快速求解阻抗匹配网络王延平