阻抗匹配及调配网络参数设计

所谓阻抗匹配，一般来说,就是任意一负载通过一个特殊的网络,都应将其转换为某设备或电路所要求的特定阻抗，以使其获得最大的能量，从而达到最佳的传输效果。

1  阻抗匹配的方法及网络计算公式

为了使天线的输入阻抗(R_A+jX_A)与馈线的特性阻抗(W)相匹配，在天线的输入系统与馈线之间，通常会接入一套阻抗匹配网络。匹配网络是一种四端网络，可以是π型或倒L型,但通常采用的是如图1所示的倒L型匹配网络。

(1)当Ra>W时,一般可采用图1(a)所示的网络匹配方式。此时有：

此时电路中的元件最大电压(100%调幅峰值)和最大电流(100%调幅有效值)为：

(2)当RA<W,且R_A²-WR_A＋XA²＜0时，可采用图1(b)的线路，此时有：

(3)当R_A＜W,且R_A²-WR_A＋XA²>0时，上述两种网络线路都可釆用。具体采用哪一种，可按计算结果来选用最合适的一种。

上述算式中，正、负号的选取原则是:元件值及其电流、电压值都不宜太大，有实现的可能就行。

2  抑制射频倒送的主要方法

由于天线具有互逆性，发射天线同样也是性能很好的接收天线。因此，在发射本机信号的同时，也会接收到空间其他高频信号,倒送到本机发射机。对全固态发射机而言,这种倒送的高频电压会与发射机的激励电压叠加在一起，瞬间损坏场效应管，同时使驻波比监测电路报警，发射机自动保护或关机。为了抑制射频倒送，可以采取加装陷波和阻塞两种网络的方法。

2.1  陷波网络

陷波网络如图2所示。这是一种先串后并的陷波网络。L₁和C₁串联谐振在干扰频率f₁，和X并联谐振在工作频率f_o。这样，在抑制为的同时，也不影响原来的阻抗。

图3所示是先并后串的陷波网络。其中L₁和C₁并联谐振在工作频率f₀，和X串联谐振于干扰频率f₁。这样，在抑制f₁的同时，也不影响原来的阻抗。

2.2  阻塞网络

串联回路中的并联谐振电路如图4所示,这是一种先并后串式网络。图中，L₁和C₁并联谐振在干扰频率f₁，和X串联谐振在工作频率f₀。这样，在抑制f₁的同时，也不影响原来的阻抗。这种方法可以在双频或多频共用天线的天调网络中作为阻塞网络使用。

图5所示为先串后联式。图中，L₁和C₁串联谐振在工作频率f₀,和X并联谐振在干扰频率f₁的同时，它也不影响原来的阻抗。

3  结语

对于物联网中各射频前端电路、短距离无线传输系统(语音、视频)、传感检测系统等，大多都有共匹配网络与信息处理单元的连接，其良好的匹配可以使发射机输出的调频能量得到有效的传输,从而使发射机安全稳定地运行。