【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及射頻微波，具體涉及一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法。
技術介紹
1、超寬帶(ultra?wideband，簡稱uwb)技術，是一種無線通信技術，與傳統的窄帶通信技術相比，uwb技術的帶寬非常寬，相應數據傳輸速率高；高帶寬窄脈沖，因此uwb技術具有較強的時間分辨能力，目前被較多應用到測距、定位的領域，也正是由于其較高的時間分辨能力，其抗多徑能力也較強。uwb技術最初是由美國國防部研究局(darpa)于20世紀60年代開發，主要用于雷達系統和軍事通信領域。uwb技術的特點是信號帶寬極寬，信號的時域和頻域特性非常復雜，可以通過這種信號實現高分辨率的目標探測和跟蹤。對于超寬帶電路，需要在非常寬的帶寬內實現前后級射頻電路的阻抗匹配。
2、傳統阻抗匹配方法通常使用史密斯圓圖進行設計，一般只考慮中心頻率點阻抗變化，該方法只能對單個頻點實現良好阻抗匹配。
3、在設計寬帶阻抗匹配電路的時候，通常是人工嘗試各種匹配電路結構，并通過仿真軟件仿真優化，最終得出寬帶阻抗匹配電路。設計費時費力，更多依靠設計師設計經驗這種方法非常依賴設計師經驗，且設計耗時長，沒有規律。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是針對
技術介紹
的不足提供本了一種寬帶射頻阻抗匹配網絡設計方法；選擇合適數量的并聯lc單元和串聯lc單元級聯，通過仿真優化反射系數到-10db以下，實現寬帶阻抗匹配的目的。
2、本專利技術為解決上述技術問題采用以下技術方案：
3、一種射頻寬
4、步驟1，明確需要匹配的負載阻抗zl和信源阻抗zs；
5、步驟2，在負載阻抗zl和信源阻抗zs之間插入寬帶射頻阻抗匹配網絡，進行仿真優化；其中，寬帶射頻阻抗匹配網絡包含一對級聯的并聯lc單元和串聯lc單元，仿真得到負載阻抗zl和寬帶射頻阻抗匹配網絡級聯之后的阻抗z0和此時的輸入反射系數s11,其對應關系為：
6、
7、以db形式表示為：
8、
9、步驟3，當負載阻抗zl和信源阻抗zs之間插入寬帶射頻阻抗匹配網絡后完全匹配時，即zo＝zs，此時輸入反射系數為零，即電路完全匹配；通常情況下，寬帶電路帶內做不到完全匹配，將帶內反射系數控制在-10db以下就可，即：
10、
11、步驟4，仿真軟件中觀察帶內s11的值是否都小于-10db，若不滿足，則在仿真軟件中通過設置并聯lc單元和串聯lc單元的參數θ值變量范圍，設置優化目標s11<-10db，進行自動優化；
12、若優化結果s11<-10db,則完成目標，若優化結果不滿足s11<-10db，則在寬帶射頻阻抗匹配網絡中繼續插入一對級聯的并聯lc單元和串聯lc單元，重復步驟2至步驟4，直到優化結果s11<-10db；
13、步驟5，根據優化得到的θ值，確定寬帶射頻阻抗匹配網絡中并聯lc單元和串聯lc單元代表的并聯元件和串聯元件種類和元件值，即完成寬帶射頻阻抗匹配網絡的設計。
14、作為本專利技術一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法的進一步優選方案，所述并聯lc單元為用verilog?a語言描寫的原理圖單元，用于表征阻抗匹配網絡中的并聯電感或并聯電容或開路。
15、作為本專利技術一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法的進一步優選方案，所述串聯lc單元為用verilog?a語言描寫的原理圖單元，用于表征阻抗匹配網絡中的串聯電感或并聯電容或短路。
16、作為本專利技術一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法的進一步優選方案，所述并聯lc單元，其特性阻抗可表述為
17、
18、其中，z0為射頻系統標準參考阻抗，一般是50歐姆；f是仿真頻率；f0是帶寬中心頻率；pi常數為圓周率
19、當θ＞0時，zplc正比于f，可等效成并聯一個電感，其電感值為
20、lp＝[z0cot(θ/2)]/(2*pi*f0)；
21、當θ＜0時，zplc反比于f，可等效成并聯一個電容，其電容值為
22、cp＝[tan(-θ/2)]/(2*pi*f0*z0)；
23、當θ＝0時，可等效為開路。
24、作為本專利技術一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法的進一步優選方案，所述串聯lc單元，其特性阻抗可表述為
25、
26、其中，z0為射頻系統標準參考阻抗，是仿真頻率；是帶寬中心頻率；
27、當θ≥0時，zslc正比于f,可等效成串一個電感，其電感值為
28、ls＝[z0tan(θ/2)]/(2*pi*f0)；
29、當θ＜0時，zslc反比于f,可等效成串一個電容，其電容值為
30、cs＝[cot(-θ/2)]/(2*pi*f0*z0)；
31、當θ＝0時，可等效為短路。
32、本專利技術采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：
33、1、本專利技術公開了一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法，用于實現寬帶射頻電路前后級阻抗匹配；包括兩種匹配單元：一個是并聯lc單元，可以模擬匹配電路中的并聯電感或并聯電容或開路；一個是串聯lc單元，可以模擬匹配電路中的串聯電感或串聯電容或短路。根據指標要求，選擇合適數量的并聯lc單元和串聯lc單元級聯，通過仿真優化反射系數到-10db以下，實現寬帶阻抗匹配的目的；本專利技術能簡單有效地實現射頻寬帶阻抗匹配網絡，極大降低設計難度，提高設計效率；
34、2、本專利技術所述的寬帶射頻阻抗匹配網絡設計方法不需要設計者具備豐富設計經驗及深厚射頻技術儲備，只需要逐步插入一對級聯的并聯lc單元和串聯lc單元，使用仿真軟件進行優化，即可完成寬帶匹配，匹配過程簡單有效。
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1.一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法，其特征在于：具體包含如下步驟；
2.根據權利要求1所述的一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法，其特征在于：所述并聯LC單元為用Verilog?A語言描寫的原理圖單元，用于表征阻抗匹配網絡中的并聯電感或并聯電容或開路。
3.根據權利要求1所述的一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法，其特征在于：所述串聯LC單元為用Verilog?A語言描寫的原理圖單元，用于表征阻抗匹配網絡中的串聯電感或并聯電容或短路。
4.根據權利要求1所述的一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法，其特征在于：所述并聯LC單元，其特性阻抗可表述為
5.根據權利要求3所述的一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法，其特征在于：所述串聯LC單元，其特性阻抗可表述為
【技術特征摘要】
1.一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法，其特征在于：具體包含如下步驟；
2.根據權利要求1所述的一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法，其特征在于：所述并聯lc單元為用verilog?a語言描寫的原理圖單元，用于表征阻抗匹配網絡中的并聯電感或并聯電容或開路。
3.根據權利要求1所述的一種射頻寬帶阻抗匹配網絡設計方法，其特征在于：所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：艾明貴，蔣浩，張春暉，施華，徐杰，朱潤生，蔣伊伊，陳凱旋，彭浩然，
申請(專利權)人：南京三樂集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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