阻抗匹配与史密斯(Smith)圆图基本原理
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2015-11-09
16:55:43
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阻抗匹配与史密斯(Smith)圆图：基本原
理
摘要：本文利用史密斯圆图作为
RF
阻抗匹配的设计指南，文中给出了反射系数阻抗和导纳的作图范例，并给出了
MAX2474
工作在
900MHz
时匹配网络的作图范例
事实证明，史密斯圆图仍然是确定传输线阻抗的基本工作
在处理 RF 系统的实际应用问题时，总会遇到一些非常困难的工作，对各部分级联电路的不同阻抗进行匹配就是其中之
一。一般情况下，需要进行匹配的电路包括天线与低噪声放大器(LNA)之间的匹配，功率放大器输出(RFOUT)与天线之
间的匹配，LNA/VCO 输出与混频器输入之间的匹配，匹配的目的是为了保证信号或能量有效地从信号源传送到负载。
在高频端，寄生元件(比如连线上的电感板层之间的电容和导体的电阻)对匹配网络具有明显的不可预知的影响，频率在
数十兆赫兹以上时，理论计算和仿真已经远远不能满足要求，为了得到适当的最终结果，还必须考虑在实验室中进行
的 RF 测试，并进行适当调谐，需要用计算值确定电路的结构类型和相应的目标元件值。
有很多种阻抗匹配的方法，包括
计算机仿真： 由于这类软件是为不同功能设计的，而不只是用于阻抗匹配，所以使用起来比较复杂，设计者
必须熟悉用正确的格式输入众多的数据，设计人员还需要具有从大量的输出结果中找到有用数据的技能。另
外，除非计算机是专门为这个用途制造的，否则电路仿真软件不可能预装在计算机上。
手工计算： 这是一种极其繁琐的方法，因为需要用到较长(几公里)的计算公式并且被处理的数据多为复数。
经验： 只有在 RF 领域工作过多年的人才能使用这种方法。总之，它只适合于资深的专家。
史密斯圆图：本文要重点讨论的内容
本文的主要目的是复习史密斯圆图的结构和背景知识，并且总结它在实际中的应用方法。讨论的主题包括参数的实际
范例，比如找出匹配网络元件的数值。当然，史密斯圆图不仅能够为我们找出最大功率传输的匹配网络，还能帮助设
计者优化噪声系数，确定品质因数的影响以及进行稳定性分析。
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