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CN108832907A - 数传电台宽带阻抗匹配网络及其设计方法 - Google Patents

数传电台宽带阻抗匹配网络及其设计方法 Download PDF

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CN108832907A
CN108832907A CN201810516302.2A CN201810516302A CN108832907A CN 108832907 A CN108832907 A CN 108832907A CN 201810516302 A CN201810516302 A CN 201810516302A CN 108832907 A CN108832907 A CN 108832907A
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CN
China
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impedance
matched
inductance
capacitor
radio station
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Pending
Application number
CN201810516302.2A
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English (en)
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黄建忠
张照良
姜军毅
张荣海
归达举
何金鹏
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HI-TARGET SURVEYING INSTRUMENT Co Ltd
Original Assignee
HI-TARGET SURVEYING INSTRUMENT Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/38Impedance-matching networks

Landscapes

  • Transmitters (AREA)

Abstract

本发明涉及一种数传电台宽带阻抗匹配网络及其设计方法,其中该匹配网络包括第一谐振回路,所述第一谐振回路包括第一电感和第一电容,所述第一电感和所述第一电容并联或者串联后连接在待匹配器件与终端之间;其中方法包括获取待匹配器件的第一反射系数在史密斯圆图上的第一阻抗轨迹,根据第一阻抗轨迹与预设回波损耗圆的位置关系设计能够使第一阻抗轨迹卷曲或扭曲的数传电台宽带阻抗匹配网络,其中,该匹配网络包括由第一电感和第一电容构成的第一谐振回路,在进行待匹配器件的阻抗匹配时,第一电感和第一电容串联或者并联后连接在待匹配器件和终端之间。通过上述匹配网络及其设计方法,扩大了待匹配器件的阻抗匹配带宽,提高了阻抗匹配效果。

Description

数传电台宽带阻抗匹配网络及其设计方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别是涉及一种数传电台宽带阻抗匹配网络及其设计方法。
背景技术
在具有电阻、电感和电容的电路里,对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗(impedance),为使电路处于最大功率输出的工作状态,有必要设计数传电台宽带阻抗匹配网络,对数传电路进行阻抗匹配,即对负载阻抗与激励源内部阻抗进行互相适配。
目前采用的数传电台宽带阻抗匹配网络设计方法是先对待进行阻抗匹配的器件的频率响应进行运算,并确定该器件的结构及其初始参数,然后利用数值优化技术对器件的各参数进行优化,最终确定数传电台宽带阻抗匹配网络并实现对该器件在一定宽带范围内的阻抗匹配。
然而,通过目前采用的数传电台宽带阻抗匹配网络仅仅是实现了器件在一定宽带范围内的阻抗匹配,并没有解决器件阻抗匹配的频率带宽窄的问题。
发明内容
基于此,有必要针对上述数传电台宽带阻抗匹配网络没有解决器件阻抗匹配的频率带宽窄的技术问题,提供一种数传电台宽带阻抗匹配网络及其设计方法。
一种数传电台宽带阻抗匹配网络,所述数传电台宽带阻抗匹配网络包括第一谐振回路,所述第一谐振回路包括第一电感和第一电容,所述第一电感和所述第一电容并联或者串联后连接在待匹配器件与终端之间。
一种数传电台宽带阻抗匹配网络设计方法,所述方法包括:
获取待匹配器件的第一反射系数在史密斯圆图上的第一阻抗轨迹;
根据所述第一阻抗轨迹与预设回波损耗圆的位置关系设计能够使所述第一阻抗轨迹卷曲或扭曲的数传电台宽带阻抗匹配网络;
其中,所述数传电台宽带阻抗匹配网络包括由第一电感和第一电容构成的第一谐振回路,在进行所述待匹配器件的阻抗匹配时,所述第一电感和所述第一电容串联或者并联后连接在所述待匹配器件和终端之间。
上述数传电台宽带阻抗匹配网络及其设计方法,通过在待匹配器件与终端之间引入包含由电感和电容构成的谐振回路数传电台宽带阻抗匹配网络,使待匹配器件的反射系数对应轨迹进行卷曲或扭曲,从而不仅实现了待匹配器件的阻抗匹配,并且扩大了待匹配器件的阻抗匹配带宽。
附图说明
图1-1为一个实施例的数传电台宽带阻抗匹配网络结构示意图;
图1-2为另一个实施例的数传电台宽带阻抗匹配网络结构示意图;
图2为一个实施例的被测设备阻抗匹配结构示意图;
图3为一个实施例的数传电台宽带阻抗匹配网络设计方法流程图;
图4为阻抗线完全不匹配的史密斯圆图的示意图;
图5为阻抗线部分匹配的史密斯圆图的示意图;
图6为阻抗线完全匹配的史密斯圆图的示意图;
图7为一个实施例的待匹配器件输入端数传电台宽带阻抗匹配网络结构示意图;
图8为待匹配器件在并联单一电容时的反射系数的史密斯圆图和笛卡尔坐标示意图;
图9为待匹配器件在串联谐振回路时的反射系数的史密斯圆图和笛卡尔坐标示意图;
图10为待匹配器件在并联谐振回路时的反射系数的史密斯圆图和笛卡尔坐标示意图;
图11为串联谐振回路时待匹配器件的阻抗变化示意图;
图12为并联谐振回路时待匹配器件的阻抗和导纳变化示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例及附图对本发明的技术方案进行详细的描述,以使其更加清楚。
参考如图1-1和图1-2所示的数传电台宽带阻抗匹配网络的结构示意图,本发明实施例提供一种数传电台宽带阻抗匹配网络S10,该数传电台宽带阻抗匹配网络S10包括第一谐振回路,该第一谐振回路包括第一电感S101和第一电容S102,第一电感S101和第一电容S102并联或者串联后连接在待匹配器件S20与终端S30之间,即如图1-1所示,第一电感S101和第一电容S102串联后连接在待匹配器件S20与终端S30之间,或者如图1-2所示,第一电感S101和第一电容S102均为一端接地,另一端连接在待匹配器件S20与终端S30之间形成并联回路。其中,待匹配器件为需要进行阻抗匹配的器件,该需要进行阻抗匹配的器件可以是在输入端和输出端均未进行阻抗匹配的器件,也可以是已经在输入端和输出端中的一端进行阻抗匹配的器件。因此,数传电台宽带阻抗匹配网络可为输入数传电台宽带阻抗匹配网络或输出数传电台宽带阻抗匹配网络,其中输入数传电台宽带阻抗匹配网络分别与待匹配器件的输入端口和输入端对应的终端相连接,输出数传电台宽带阻抗匹配网络分别与待匹配器件的输出端口和输出端对应的终端相连接,为了操作的方便,一般是先对输入网络进行匹配,待匹配完成后再进行输出阻抗网络的匹配。。
为使对待匹配器件进行阻抗匹配的结构更为清楚,提供如图2所示一个实施例的被测设备阻抗匹配结构示意图,其中包括DUT(Device Under Test,被测设备),即为待匹配器件,还包括输入匹配网络、输出匹配网络以及待匹配器件输入端对应的终端和输出端对应的终端,其中Zin即为输入阻抗,Zout即为输出阻抗。在实际应用中,数传电台宽带阻抗匹配网络可应用于射频电路中,作为射频电路设计的关键。在射频电路的设计中,当射频电路的阻抗完全匹配时,其信号源阻抗与输入阻抗相等并且其负载阻抗与输出阻抗相等,如图2所示终端的阻抗标准值为50欧姆。本数传电台宽带阻抗匹配网络还可进一步应用于无线数传电台中,达到更好的技术应用效果。
在一个实施例中,数传电台宽带阻抗匹配网络还可以包括第二谐振回路,该第二谐振回路包括第二电感和第二电容,当第一电感和第一电容并联后连接在待匹配器件与终端之间时,第二电感和第二电容串联后连接在第一谐振回路与待匹配器件之间,或者连接在第一谐振回路与终端之间;当第一电感和第一电容串联后连接在待匹配器件与终端之间时,第二电感和第二电容并联后连接在第一谐振回路与待匹配器件之间,或者连接在第一谐振回路与终端之间,即第二电感和第二电容均为一端接地,另一端连接在待匹配器件与终端之间形成并联回路。通过在数传电台宽带阻抗匹配网络中设置第一及第二谐振回路,且当第一谐振回路为串联谐振回路时,第二谐振回路为并联谐振回路;当第一谐振回路为并联谐振回路时,第二谐振回路为串联谐振回路,从而在利用该数传电台宽带阻抗匹配网络对待匹配器件进行阻抗匹配时,可使待匹配器件的反射系数对应轨迹进一步卷曲或扭曲,从而进一步扩展了待匹配器件的阻抗匹配带宽。
另外,数传电台宽带阻抗匹配网络还可包括第三电感或第三电容,该第三电感或第三电容串联在待匹配器件与终端之间或者一端接地,另一端连接在待匹配器件与终端之间,即并联在待匹配器件与终端之间。从而,数传电台宽带阻抗匹配网络包括由电感和电容构成的谐振回路,并且还串联或并联一个或多个的电感或电容,在对待匹配器件进行阻抗匹配时,快速地实现了阻抗匹配并且扩展了待匹配器件的阻抗匹配带宽。
上述任意一个实施例的数传电台宽带阻抗匹配网络,包含由电感和电容构成的谐振回路,在对待匹配器件进行阻抗匹配时,连接在待匹配器件与终端之间,不仅实现了待匹配器件的阻抗匹配,并且使待匹配器件的反射系数对应轨迹进行卷曲或扭曲,扩大了待匹配器件的阻抗匹配带宽。
针对传统的数传电台宽带阻抗匹配网络设计方法存在没有解决器件阻抗匹配的频率带宽窄的问题,还有必要提供一种数传电台宽带阻抗匹配网络设计方法,如图3所示,该方法包括:
步骤S301:获取待匹配器件的第一反射系数在史密斯圆图上的第一阻抗轨迹;
步骤S302:根据所述第一阻抗轨迹与预设回波损耗圆的位置关系设计能够使所述第一阻抗轨迹卷曲或扭曲的数传电台宽带阻抗匹配网络;其中,所述数传电台宽带阻抗匹配网络包括由第一电感和第一电容构成的第一谐振回路,在进行所述待匹配器件的阻抗匹配时,所述第一电感和所述第一电容串联或者并联后连接在所述待匹配器件和终端之间。
其中,在步骤S301之后,可通过串联或并联一个或多个电容或电感使第一阻抗轨迹移动至圆圈中心区域,进而根据当前阻抗轨迹与预设回波损耗圆的位置关系设计串联或者并联谐振回路,并将回路接入在待匹配器件和终端之间,使阻抗轨迹进行卷曲或扭曲,从而最大限度的实现宽带匹配,达到更好的匹配效果。
在对待匹配器件的阻抗匹配的实际过程中,理想阻抗匹配是难以达到的,因此设计者一般是将待匹配器件的反射系数控制在一定数值范围内,即为实现待匹配器件的阻抗匹配。其中,可通过获取待匹配器件的第一反射系数在史密斯圆图上对应的第一阻抗轨迹,即待匹配器件当前的反射系数在史密斯圆图上对应的原始阻抗轨迹,反映待匹配器件的阻抗情况,并预先设置回波损耗圆,该预设的回波损耗圆即为在待匹配器件在实现阻抗匹配时,反射系数所在的数值范围,进而获取原始阻抗轨迹与预设回波损耗圆的位置关系即可确定待匹配器件的阻抗匹配情况。针对射频电路进行阻抗匹配时,根据实际工程的应用经验,将回波损耗圆对应的反射系数值设置为小于-10db。
为使通过史密斯圆图呈现待匹配器件的阻抗匹配情况更为清楚,参考如图4至图6所示的史密斯圆图,其中,预先设置待匹配器件反射系数实现阻抗匹配时反射系数所在数值范围,即如图4至图6中心处虚线圆圈所示,该回波损耗圆内对应的反射系数值可为小于-10db。如图4所示获取待匹配器件的反射系数在史密斯圆图上对应的原始阻抗轨迹,该原始阻抗轨迹均在预设的回波损耗圆之外,则待匹配器件当前阻抗不匹配,如图5所示待匹配器件反射系数对应原始阻抗轨迹部分在预设的回波损耗圆内部,部分在回波损耗圆之外,即待匹配器件当前阻抗部分匹配,如图6所示,待匹配器件反射系数对应的原始阻抗轨迹均在预设的回波损耗圆内部,即待匹配器件的阻抗匹配。根据待匹配器件的反射系数在史密斯圆图上对应的原始阻抗轨迹,可确定待匹配器件当前阻抗匹配情况,进而对待匹配器件进行阻抗匹配。
其中,在将数传电台宽带阻抗匹配网络连接在待匹配器件和终端之间之后,步骤S302还可包括获取当前待匹配器件的第二反射系数在史密斯圆图上的第二阻抗轨迹,若该第二阻抗轨迹未全部进入预设回波损耗圆内,则在数传电台宽带阻抗匹配网络中增加由第二电感和第二电容构成的第二谐振回路,其中,该第二谐振回路连接在第一谐振回路与待匹配器件之间,或者连接在第一谐振回路与终端之间。通过在将数传电台宽带阻抗匹配网络接入待匹配器件之后,再次确定待匹配器件的阻抗匹配情况,根据此时待匹配器件反射系数对应阻抗轨迹与预设回波损耗圆的位置关系对数传电台宽带阻抗匹配网络进行修正,即在待匹配器件当前阻抗匹配情况不满足要求时,在数传电台宽带阻抗匹配网络中增加第二谐振回路,对待匹配器件进行阻抗匹配,从而实现待匹配器件的阻抗匹配,并使待匹配器件反射系数对应的轨迹进一步卷曲或扭曲,进一步扩展了待匹配器件的阻抗匹配带宽。
进一步地,在设计的数传电台宽带阻抗匹配网络中,当第一电感和第一电容通过串联之后连接在待匹配器件与终端之间时,第二电感和第二电容均为一端接地,另一端连接在第一谐振回路与待匹配器件之间,或者连接在第一谐振回路与终端之间形成并联谐振回路;同样地,当第一电感和第一电容均一端接地,另一端连接在待匹配器件与终端之间形成并联谐振回路时,第二电感和第二电容通过串联连接在第一谐振回路与待匹配器件之间,或者连接在第一谐振回路与终端之间。通过在设计数传电台宽带阻抗匹配网络时,设计该网络包含第一及第二谐振回路,并且当第一谐振回路为串联谐振回路时,第二谐振回路为并联谐振回路;当第一谐振回路为并联谐振回路时,第二谐振回路为串联谐振回路,从而在利用该设计的数传电台宽带阻抗匹配网络对待匹配器件进行阻抗匹配时,充分考虑了匹配网络的内部器件及器件间的连接关系,从而提高了设计的数传电台宽带阻抗匹配网络实现待匹配器件的阻抗匹配的效率,并且使待匹配器件的反射系数对应轨迹进一步卷曲或扭曲,进一步扩展了待匹配器件的阻抗匹配带宽。
其中,当第一电感和第一电容串联后连接在待匹配器件与终端之间时,第一阻抗轨迹卷曲或扭曲指的是第一阻抗轨迹的高频端沿史密斯圆图上的电阻圆顺时针移动,第一阻抗轨迹的低频端沿史密斯圆图上的电阻圆逆时针移动;同样地,当第一电感和第一电容并联后连接在待匹配器件与终端之间时,第一阻抗轨迹卷曲或扭曲指的是第一阻抗轨迹的高频端沿史密斯圆图上的电导圆顺时针移动,第一阻抗轨迹的低频端沿史密斯圆图上的电导圆逆时针移动。其中,第一阻抗轨迹的高频端和低频端根据第一谐振回路的谐振频率进行确定,第一轨迹的高频端轨迹与低频端轨迹均以第一谐振回路的中心频点各自按相反方向移动。通过设计包含由电感和电容构成的谐振回路的数传电台宽带阻抗匹配网络,并将该数传电台宽带阻抗匹配网络接入待匹配器件与终端之间对待匹配器件进行阻抗匹配,从而使待匹配器件对应的阻抗轨迹的高频端轨迹与低频端轨迹按相反方向移动,使阻抗轨迹进行卷曲或扭曲,从而快速且准确地实现对待匹配器件的阻抗匹配,提高阻抗匹配效率并扩大了阻抗匹配带宽。
另外,设计的数传电台宽带阻抗匹配网络还可包括第三电感或第三电容,第三电感或第三电容并联或串联在待匹配器件与终端之间。从而数传电台宽带阻抗匹配网络包括由电感和电容构成的谐振回路,并且还串联或并联一个或多个的电感或电容,在对待匹配器件进行阻抗匹配时,快速实现了阻抗匹配并且扩展了待匹配器件的阻抗匹配带宽。
为使本发明技术方案的效果更为清楚,结合阻抗匹配过程中待匹配器件的反射系数S11在史密斯圆图上对应的阻抗轨迹的变化情况进行阐述,参考如图7至图10所示,其中,图7为待匹配器件输入端进行阻抗匹配的结构示意图,在待匹配器件的输入端口S701与终端S702间设置有设计的数传电台宽带阻抗匹配网络,从而实现对待匹配器件的阻抗匹配,该数传电台宽带阻抗匹配网络包括电容S703、电感S704、电容S705、电感S706和电容S707,其中电容S703一端接地,另一端连接在输入端口和终端之间,电感S704和电感S705串联构成谐振回路,该谐振回路的一端与输入端口S701连接,另一端与终端S702连接,电感S706和电容S707并联构成谐振回路,其中电感S706和电容S707均为一端接地,另一端连接在输入端口S701与终端S702之间。具体地,针对待匹配器件的阻抗情况设计数传电台宽带阻抗匹配网络进行阻抗匹配的过程可参考图8至10。其中根据当前待匹配器件的阻抗获取器件的反射系数S11,并获取该反射系数S11在史密斯圆图上和在笛卡尔坐标上的原始阻抗轨迹如图8所示,史密斯圆图中反射系数S11对应轨迹1均在预设回波损耗圆外部,其中1Zfh为反射系数S11对应轨迹的高频端,1Zfl为反射系数S11对应轨迹的低频端。由图8所示可知,反射系数S11,即回拨损耗S11很高,S11的幅度在整个可用带宽上几乎等于0db,因此,可根据史密斯圆图轨迹原理,先向待匹配器件并联上一个电容S703,电容S703的一端接地,另一端连接在待匹配器件与终端之间,通过向待匹配器件并联一个电容,使S11对应轨迹沿电导圆顺时钟移动,获取如图8中史密斯圆图中所示的包含高频端2Zfh和低频端2Zfl的阻抗轨迹2,由图8笛卡尔坐标图可得出,由原始的阻抗轨迹1至阻抗轨迹2待匹配器件的反射系数S11部分满足阻抗匹配,尤其在410Mhz频段,S11的幅值达到约-25db。而对于窄带的设计,带宽内小于-10db是容易实现的,但是阻抗轨迹2还不能满足宽带性能要求,即阻抗轨迹2在宽带部分仍未能满足阻抗匹配要求,还不能够达到良好的阻抗匹配。
因此,为实现良好的阻抗匹配并进一步增大阻抗匹配带宽,根据待匹配器件的反射系数S11对应的阻抗轨迹与预设回波损耗圆的位置关系,在数传电台宽带阻抗匹配网络中增加由电感S704和电容S705构成的串联谐振回路,电感S704和电容S705串联后连接在待匹配器件的输入端口与终端之间,进而获取如图9所示的反射系数S11的史密斯圆图和笛卡尔坐标。其中,在将串联谐振回路接入之后,反射系数S11在史密斯圆图上对应的阻抗轨迹的高频端轨迹和低频端轨迹根据该谐振回路的中心频点进行卷曲,其中阻抗轨迹的高频端和低频端由谐振回路的谐振频率进行确定。如图9史密斯圆图上所示的中心频点F,反射系数S11在史密斯圆图对应的阻抗轨迹由阻抗轨迹2根据该中心频点F进行卷曲,变化为包含高频端频点3Zfh和低频端频点3Zfl的阻抗轨迹3,其中以该中心频点F为高低频分界点,阻抗轨迹2的高频端沿电阻圆顺时针移动,而低频端沿电阻圆逆时针移动,同时靠近预设回波损耗圆附近的之间频率位置保持不变。上述待匹配器件的反射系数S11对应阻抗轨迹以接入的谐振回路的中心频点为高低频分界点进行改变,相比单一接入电感或电容,反射系数S11对应阻抗轨迹不再沿着单一路径变化,而是以中心频点为高低频分界点,阻抗轨迹的高频端轨迹与低频端轨迹以所述中心频点各自按相反方向移动,从而改变了反射系数S11对应的阻抗轨迹,该阻抗轨迹可移动至与初始阻抗完全不同的电阻圆上,扩展了阻抗匹配的频率带宽,进一步降低待匹配器件阻抗匹配的难度,达到了意想不到的效果。明显地。通过图9中的笛卡尔坐标可确定大部分反射系数S11均在预设反射系数范围,即-10db以下,满足阻抗匹配要求。
通过根据阻抗轨迹2与预设回波损耗圆的位置关系,构建电感和电容的串联谐振回路并且串联接入待匹配器件与终端之间进行阻抗匹配,获取阻抗轨迹3,通过电感和电容的串联谐振回路,实现了增加待匹配器件的阻抗匹配带宽。然而,为进一步使阻抗轨迹3的带宽满足要求,即实现待匹配器件进一步的阻抗匹配,使器件的反射系数S11均在预设范围内,还可在数传电台宽带阻抗匹配网络中增加由电感S706和电容S707构成的并联谐振回路,电感S706和电容S707均为一端接地,另一端连接在待匹配器件与终端之间,将并联谐振回路并联入待匹配器件输入端口与终端之间进行阻抗匹配,获取如图10所示的反射系数S11在史密斯圆图上和笛卡尔坐标上的阻抗轨迹。其中带宽明显进一步扩展,反射系数S11由阻抗轨迹3以接入的并联谐振回路的中心频点F为高低频分界点,在史密斯圆图上高频端沿电导圆顺时针移动,而低频端沿电导圆逆时针移动,变化为包含高频端频点4Zfh和低频端频点4Zfl的阻抗轨迹4,且阻抗轨迹4均在预设的反射系数S11圆圈内,实现了对待匹配器件的阻抗匹配。同样地,由图10中反射系数S11在笛卡尔坐标上的示意图可知,待匹配器件的反射系数S11值均在预设的目标值-10db以下,实现了对当前待匹配器件的阻抗匹配。
其中,在史密斯圆图的电阻圆上,根据待匹配器件反射系数对应阻抗轨迹与预设回波损耗圆的位置关系,确定并构建电感和电容的串联谐振回路,并将该谐振回路串联接入待匹配器件之后,可根据以下方程计算串联谐振回路的中心频点:
其中,ΔZ为阻抗变化量、ΔZS为串联谐振回路阻抗变化量,LS为串联电感、CS为串联电容、ωS为串联谐振回路的角频率。
参考如图11所示的待匹配器件在串联谐振回路时的变化示意图,在向待匹配器件串联谐振回路之后,以中心频点fs为高低频分界点,阻抗在高频端与低频端中随着频率的改变以不同趋势进行改变。而在史密斯圆图上,中心频点fs对应阻抗值保持不动,器件反射系数对应阻抗轨迹以中心频点fs为高低频分界点,高频端围绕电阻圆顺时针移动,低频端围绕电阻圆逆时针移动,反射系数对应阻抗轨迹在史密斯圆图内圈进行卷曲,从而不仅实现对待匹配器件的阻抗匹配,并且扩大了阻抗匹配带宽,提高了阻抗匹配的效率。
同样地,在史密斯圆图的电导圆上,根据待匹配器件反射系数对应阻抗轨迹与预设回波损耗圆的位置关系,确定并构建电感和电容的并联谐振回路,并将该谐振回路并联接入待匹配器件之后,可根据以下方程计算并联谐振回路的中心频点:
其中ΔZP为并联谐振回路阻抗变化量、LP为并联电感、CP为并联电容、ωP为并联谐振回路角频率、ΔY为导纳变化量,ΔYP为并联谐振回路导纳变化量。
参考如图12所示的待匹配器件在并联谐振回路时的变化示意图,在向待匹配器件并联谐振回路之后,以中心频点fp为高低频分界点,阻抗和导纳在高频端与低频端以不同趋势随着频率变化而变化。而在史密斯圆图上,中心频点fp对应阻抗值保持不动,器件反射系数对应阻抗轨迹以中心频点fp为高低频分界点,高频端围绕电导圆顺时针移动,低频端围绕电导圆逆时针移动,反射系数对应阻抗轨迹在史密斯圆图内圈进行卷曲,从而不仅实现对待匹配器件的阻抗匹配,并且扩大了阻抗匹配带宽,提高了阻抗匹配的效率。
上述任意一个实施例的数传电台宽带阻抗匹配网络设计方法,通过获取待匹配器件的反射系数在史密斯圆图上的原始阻抗轨迹,并根据该阻抗轨迹与预设回波损耗圆的位置关系设计数传电台宽带阻抗匹配网络,其中该数传电台宽带阻抗匹配网络包含由电感和电容并联或串联构成的谐振回路,在对待匹配器件进行阻抗匹配时接入待匹配器件与终端之间,使待匹配器件阻抗轨迹进行卷曲或扭曲,从而不仅实现了待匹配器件的阻抗匹配,还进一步扩大了待匹配器件的阻抗匹配带宽。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
需要说明的是,本发明实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象,不代表针对对象的特定排序,可以理解地,“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换,以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述实施例仅表达了本发明几种实施方式,其描述较为具体,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种数传电台宽带阻抗匹配网络,其特征在于,所述数传电台宽带阻抗匹配网络包括第一谐振回路,所述第一谐振回路包括第一电感和第一电容,所述第一电感和所述第一电容并联或者串联后连接在待匹配器件与终端之间。
2.根据权利要求1所述的数传电台宽带阻抗匹配网络,其特征在于,所述数传电台宽带阻抗匹配网络还包括第二谐振回路,所述第二谐振回路包括第二电感和第二电容;
当所述第一电感和所述第一电容串联后连接在所述待匹配器件与所述终端之间时,所述第二电感和所述第二电容并联后连接在所述第一谐振回路与所述待匹配器件之间,或者连接在所述第一谐振回路与所述终端之间;
当所述第一电感和所述第一电容并联后连接在所述待匹配器件与所述终端之间时,所述第二电感和所述第二电容串联后连接在所述第一谐振回路与所述待匹配器件之间,或者连接在所述第一谐振回路与所述终端之间。
3.根据权利要求1至2任意一项所述数传电台宽带阻抗匹配网络,其特征在于,所述数传电台宽带阻抗匹配网络还包括第三电感或第三电容,所述第三电感或所述第三电容并联或串联在所述待匹配器件与所述终端之间。
4.一种数传电台宽带阻抗匹配网络设计方法,其特征在于,所述方法包括:
获取待匹配器件的第一反射系数在史密斯圆图上的第一阻抗轨迹;
根据所述第一阻抗轨迹与预设回波损耗圆的位置关系设计能够使所述第一阻抗轨迹卷曲或扭曲的数传电台宽带阻抗匹配网络;
其中,所述数传电台宽带阻抗匹配网络包括由第一电感和第一电容构成的第一谐振回路,在进行所述待匹配器件的阻抗匹配时,所述第一电感和所述第一电容串联或者并联后连接在所述待匹配器件和终端之间。
5.根据权利要求4所述的数传电台宽带阻抗匹配网络设计方法,其特征在于,所述方法还包括:
在将所述数传电台宽带阻抗匹配网络连接在所述待匹配器件和所述终端之间之后,获取当前所述待匹配器件的第二反射系数在史密斯圆图上的第二阻抗轨迹;
若所述第二阻抗轨迹未全部进入所述预设回波损耗圆内,则在所述数传电台宽带阻抗匹配网络中增加由第二电感和第二电容构成的第二谐振回路,其中,所述第二谐振回路连接在所述第一谐振回路与所述待匹配器件之间,或者连接在所述第一谐振回路与所述终端之间。
6.根据权利要求5所述的数传电台宽带阻抗匹配网络设计方法,其特征在于,当所述第一电感和所述第一电容串联后连接在所述待匹配器件与所述终端之间时,所述第二电感和所述第二电容并联后连接在所述第一谐振回路与所述待匹配器件之间,或者连接在所述第一谐振回路与所述终端之间;
当所述第一电感和所述第一电容并联后连接在所述待匹配器件与所述终端之间时,所述第二电感和所述第二电容串联后连接在所述第一谐振回路与所述待匹配器件之间,或者连接在所述第一谐振回路与所述终端之间。
7.根据权利要求5所述的数传电台宽带阻抗匹配网络设计方法,其特征在于,当所述第一电感和所述第一电容串联后连接在所述待匹配器件与所述终端之间时,所述第一阻抗轨迹卷曲或扭曲指的是所述第一阻抗轨迹的高频端沿所述史密斯圆图上的电阻圆顺时针移动,所述第一阻抗轨迹的低频端沿所述史密斯圆图上的电阻圆逆时针移动;
当所述第一电感和所述第一电容并联后连接在所述待匹配器件与所述终端之间时,所述第一阻抗轨迹卷曲或扭曲指的是所述第一阻抗轨迹的高频端沿所述史密斯圆图上的电导圆顺时针移动,所述第一阻抗轨迹的低频端沿所述史密斯圆图上的电导圆逆时针移动。
8.根据权利要求4至7任意一项所述的数传电台宽带阻抗匹配网络设计方法,其特征在于,所述数传电台宽带阻抗匹配网络还包括第三电感或第三电容,所述第三电感或所述第三电容并联或串联在所述待匹配器件与所述终端之间。
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