4.1.2 分布参数元件匹配网络的设计
随着工作频率的提高,波长不断减小,当波长与元器件尺寸或电路尺寸相当时,可以采用分布参数元件实现匹配网络。分布参数元件匹配网络是在主传输线上并联一段支节或串联一段传输线构成。
1.单支节匹配
单支节匹配就是在主传输线上并联一个支节,用支节的电纳抵消其接入处主传输线上的电纳,来达到匹配。单支节可以是终端开路,也可以是终端短路。
2.双支节匹配
单支节匹配的优点是简单,缺点是支节的位置需要调节,这对于有些电路来说是困难的。解决的办法是采用双支节匹配,使2个支节的位置固定不变,只需调节支节的长度,通过调节支节的长度达到匹配。双支节可以是终端开路,也可以是终端短路。双支节终端短路的匹配网络如图4.1所示。
图4.1 双支节匹配
3. λ/4阻抗变换器
λ/4阻抗变换器应在电压波腹或电压波谷处接入。若在电压波谷处接入,如图4.2所示,此时距终端最近的电压波谷点离终端长度为
图4.2 用λ/4阻抗变换器匹配负载阻抗
4. 混合参数元件匹配网络
在射频频段,也常采用集总参数元件与分布参数元件混合使用的方法。混合参数元件电路的匹配网络通常是由几段传输线以及间隔配置的并联电容构成,这种结构由于有集总参数的电容,结构比全部采用分布参数的匹配网络更紧凑。由于电感比电容有更高的电阻性损耗,所以混合参数元件的电路通常避免使用电感。
只要网络由2段传输线及之间1个并联电容构成,该网络就可以实现将任意负载转换成任意阻抗。但若对网络有带宽要求时,需要增加网络中传输线及电容的数目。图4.3为常见的微带线匹配网络,这种结构的优点是在加工完电路之后,通过调整电容值及电容在微带线上的位置,可以调整电路的参数。
图4.3 混合参数构成的微带线匹配网络