阻抗匹配及調(diào)配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計(jì)

所謂阻抗匹配，一般來(lái)說(shuō),就是任意一負(fù)載通過(guò)一個(gè)特殊的網(wǎng)絡(luò),都應(yīng)將其轉(zhuǎn)換為某設(shè)備或電路所要求的特定阻抗，以使其獲得最大的能量，從而達(dá)到最佳的傳輸效果。

1  阻抗匹配的方法及網(wǎng)絡(luò)計(jì)算公式

為了使天線的輸入阻抗(R_A+jX_A)與饋線的特性阻抗(W)相匹配，在天線的輸入系統(tǒng)與饋線之間，通常會(huì)接入一套阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。匹配網(wǎng)絡(luò)是一種四端網(wǎng)絡(luò)，可以是π型或倒L型,但通常采用的是如圖1所示的倒L型匹配網(wǎng)絡(luò)。

(1)當(dāng)Ra>W時(shí),一般可采用圖1(a)所示的網(wǎng)絡(luò)匹配方式。此時(shí)有：

此時(shí)電路中的元件最大電壓(100%調(diào)幅峰值)和最大電流(100%調(diào)幅有效值)為：

(2)當(dāng)RA<W,且R_A²-WR_A＋XA²＜0時(shí)，可采用圖1(b)的線路，此時(shí)有：

(3)當(dāng)R_A＜W,且R_A²-WR_A＋XA²>0時(shí)，上述兩種網(wǎng)絡(luò)線路都可釆用。具體采用哪一種，可按計(jì)算結(jié)果來(lái)選用最合適的一種。

上述算式中，正、負(fù)號(hào)的選取原則是:元件值及其電流、電壓值都不宜太大，有實(shí)現(xiàn)的可能就行。

2  抑制射頻倒送的主要方法

由于天線具有互逆性，發(fā)射天線同樣也是性能很好的接收天線。因此，在發(fā)射本機(jī)信號(hào)的同時(shí)，也會(huì)接收到空間其他高頻信號(hào),倒送到本機(jī)發(fā)射機(jī)。對(duì)全固態(tài)發(fā)射機(jī)而言,這種倒送的高頻電壓會(huì)與發(fā)射機(jī)的激勵(lì)電壓疊加在一起，瞬間損壞場(chǎng)效應(yīng)管，同時(shí)使駐波比監(jiān)測(cè)電路報(bào)警，發(fā)射機(jī)自動(dòng)保護(hù)或關(guān)機(jī)。為了抑制射頻倒送，可以采取加裝陷波和阻塞兩種網(wǎng)絡(luò)的方法。

2.1  陷波網(wǎng)絡(luò)

陷波網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。這是一種先串后并的陷波網(wǎng)絡(luò)。L₁和C₁串聯(lián)諧振在干擾頻率f₁，和X并聯(lián)諧振在工作頻率f_o。這樣，在抑制為的同時(shí)，也不影響原來(lái)的阻抗。

圖3所示是先并后串的陷波網(wǎng)絡(luò)。其中L₁和C₁并聯(lián)諧振在工作頻率f₀，和X串聯(lián)諧振于干擾頻率f₁。這樣，在抑制f₁的同時(shí)，也不影響原來(lái)的阻抗。

2.2  阻塞網(wǎng)絡(luò)

串聯(lián)回路中的并聯(lián)諧振電路如圖4所示,這是一種先并后串式網(wǎng)絡(luò)。圖中，L₁和C₁并聯(lián)諧振在干擾頻率f₁，和X串聯(lián)諧振在工作頻率f₀。這樣，在抑制f₁的同時(shí)，也不影響原來(lái)的阻抗。這種方法可以在雙頻或多頻共用天線的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)中作為阻塞網(wǎng)絡(luò)使用。

圖5所示為先串后聯(lián)式。圖中，L₁和C₁串聯(lián)諧振在工作頻率f₀,和X并聯(lián)諧振在干擾頻率f₁的同時(shí)，它也不影響原來(lái)的阻抗。

3  結(jié)語(yǔ)

對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)中各射頻前端電路、短距離無(wú)線傳輸系統(tǒng)(語(yǔ)音、視頻)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)等，大多都有共匹配網(wǎng)絡(luò)與信息處理單元的連接，其良好的匹配可以使發(fā)射機(jī)輸出的調(diào)頻能量得到有效的傳輸,從而使發(fā)射機(jī)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。