集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡為Pi型網(wǎng)絡，包括兩個并聯(lián)接地的雙頻電納單元，所述兩個雙頻電納單元之間用一個電容或電感連接。本發(fā)明的集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，可適用于任意頻率相關復阻抗負載。本發(fā)明包含兩個并聯(lián)接地的雙頻電納單元，而二者之間通過一個電容或電感級聯(lián)，相比現(xiàn)有技術的Pi型結構具有更少的元件數(shù)量。本發(fā)明匹配網(wǎng)絡中僅僅包含集總元件，因而跟分布電路的方案相比，其具有較小的尺寸，可以減小電路的總體積，更適合于VHF/UHF頻段的應用，也易于被集成到射頻集成電路之中。
【專利說明】集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種雙頻匹配網(wǎng)絡，尤其涉及一種集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，屬于 通信【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 阻抗匹配是很多微波器件，比如放大器、天線等設計的關鍵問題之一，其作用在于 減少反射損耗，提高功率傳輸效率，提高增益，降低噪聲系數(shù)。當前，隨著移動通信的發(fā)展， 雙模雙頻系統(tǒng)和終端的應用越來越廣泛，而各種雙頻器件，比如雙頻放大器和雙頻天線也 得到越來越多的需求和應用，而這些器件的設計需要解決隨頻率變化的復阻抗負載的雙頻 匹配問題。
[0003]目前針對頻率相關復阻抗負載的雙頻匹配網(wǎng)絡，主要有：
[0004] 1.Pi型傳輸線網(wǎng)絡；
[0005] 2.基于三節(jié)級聯(lián)傳輸線的雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡；
[0006] 3. -段傳輸線和一個二階階梯阻抗短截線組成的L型結構；
[0007] 4.T型結構傳輸線網(wǎng)絡；
[0008] 5.兩個單頻匹配網(wǎng)絡級聯(lián)的網(wǎng)絡。
[0009] 以上這些雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡都是使用微波傳輸線實現(xiàn)阻抗匹配，而傳輸線的尺寸 較大，特別當頻率較低的時候，由于波長較長，整個功率分配器較大。而集總參數(shù)網(wǎng)絡具有 體積小和易于集成的優(yōu)點，可以減小電路的總體積。文獻"Y.Liu，Y. -J.Zhao，andY.Zhou， "Lumpeddual-frequencyimpedancetransformersforfrequency-dependentcomplex loads，"ProgressInElectromagneticsResearch，￥〇1.126，121_138,2012"中米用根據(jù) 兩個頻點的輸入阻抗在Smith圓圖中的位置，給出了三種網(wǎng)絡拓撲結構，分別是正L型、倒 L型以及Pi型網(wǎng)絡。前二者分別需要兩個雙頻電抗或電納單元，而第三者需要三個雙頻電 抗或電納單元。其中只有Pi型網(wǎng)絡是可以適用于任意頻率相關復阻抗情況。


【發(fā)明內容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，可適用于任意頻率相關 復阻抗負載。解決現(xiàn)有雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡使用微波傳輸線實現(xiàn)阻抗匹配，造成整個功率分 配器較大的技術問題。
[0011] 本發(fā)明的目的通過以下技術方案予以實現(xiàn)：
[0012] 一種集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡為Pi型網(wǎng)絡，包括 兩個并聯(lián)接地的雙頻電納單元，所述兩個雙頻電納單元之間用一個電容或電感連接。
[0013] 本發(fā)明的目的還可以通過以下技術措施來進一步實現(xiàn)：
[0014] 前述集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，其中雙頻電納單元包括電容C和電感L，所述電 容C和電感L并聯(lián)。
[0015] 前述集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，其中雙頻電納單元包括電容C和電感L，所述電 容C和電感L串聯(lián)。
[0016] 前述集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，其中雙頻電納單元包括電容C、電感L、電感Ll， 所述電容C和電感L串聯(lián)以后該串聯(lián)電路與電感L1并聯(lián)。
[0017] 前述集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，其中雙頻電納單元包括電容C、電容C1、電感L， 所述電容C和電感L串聯(lián)以后該串聯(lián)電路與電容C1并聯(lián)。
[0018] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡可適用于任 意頻率相關復阻抗負載，并且相比現(xiàn)有技術的Pi型結構具有更少的元件數(shù)量。本發(fā)明匹配 網(wǎng)絡中僅僅包含集總元件，因而跟分布電路的方案相比，其具有更小的尺寸，可以減小電路 的總體積，更適合于VHF/UHF頻段的應用，也易于被集成到射頻集成電路之中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1(A)是一種雙頻匹配網(wǎng)絡的基本拓撲結構圖；
[0020] 圖1(B)是另一種雙頻匹配網(wǎng)絡的基本拓撲結構圖；
[0021] 圖2是四種不同的集總參數(shù)拓撲結構圖；
[0022] 圖3是實施例一的拓撲結構圖；
[0023] 圖4是實施例一的仿真和測量的S11響應曲線圖；
[0024] 圖5是實施例二的拓撲結構圖；
[0025] 圖6是實施例二的仿真和測量的S11響應曲線圖。

【具體實施方式】
[0026] 下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0027] 如圖1 (A)和⑶所示是兩種雙頻匹配網(wǎng)絡的基本拓撲結構，它們右端都分別連接 頻率相關復阻抗負載：Zi =Gl+iBl。每個雙頻匹配網(wǎng)絡都分別包含兩個并聯(lián)接地的電納單 元和一個導納變換器（J變換器）1。J變換器可用一個電容Pi網(wǎng)絡或一個電感Pi網(wǎng)絡來 實現(xiàn)。以圖1(A)為例來說明：
[0028] 如圖1(A)所示，一個負載經(jīng)過一個J變換器，其導納跟負載導納的倒數(shù)成正比。該 J變換器包含一個正電容C和兩個負電容-C。J變換器可以工作在任意頻率，但是J值隨頻 率而變化，因為我們可以把它看作一個多頻J變換器。在給定的兩個頻點上，J值為：
[0029] J(fj) =OjCi= 1,2 (1)
[0030] 根據(jù)圖1 (A)，我們有：
[0031] Y1in(fi) =Z1i(fi)(cOiCpi= 1，2 (2)
[0032] 為了實現(xiàn)阻抗匹配，Y'in(fi)的實部必須為匹配導納Y。，所以：
[0033] Re(Z，1況)）=YcAo^C)2 <l/GL(fi)i= 1，2 (3)
[0034] C值的選擇必須滿足如下條件：

【權利要求】
1. 一種集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，其特征在于，集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡為Pi型 網(wǎng)絡，包括兩個并聯(lián)接地的雙頻電納單元，所述兩個雙頻電納單元之間用一個電容或電感 連接。
2. 如權利要求1所述的集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，其特征在于，所述雙頻電納單元 包括電容C和電感L，所述電容C和電感L并聯(lián)。
3. 如權利要求1所述的集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，其特征在于，所述雙頻電納單元 包括電容C和電感L，所述電容C和電感L串聯(lián)。
4. 如權利要求1所述的集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，其特征在于，所述雙頻電納單元 包括電容C、電感L、電感L1，所述電容C和電感L串聯(lián)以后該串聯(lián)電路與電感L1并聯(lián)。
5. 如權利要求1所述的集總參數(shù)雙頻阻抗匹配網(wǎng)絡，其特征在于，所述雙頻電納單元 包括電容C、電容C1、電感L，所述電容C和電感L串聯(lián)以后該串聯(lián)電路與電容C1并聯(lián)。
【文檔編號】H03H7/38GK104410381SQ201410567582
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權日:2014年10月22日
【發(fā)明者】田雨波, 劉云 申請人:江蘇科技大學