[发明专利]集总参数三频阻抗匹配网络

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻抗匹配网络，尤其涉及一种集总参数三频阻抗匹配网络，属于微波多频阻抗匹配网络领域。

背景技术

阻抗匹配网络是功率放大器、功率分配以及天线等微波组件的关键电路部分，当前随着多频微波组件的研究越来越受到重视，多频阻抗匹配网络的研究也价值凸显。

目前在双频阻抗匹配网络方面已经提出了多种方案，但是对三频阻抗匹配网络的研究还较少。双频阻抗匹配网络的主要方案有以下几种：

1、用两段不同特性阻抗但长度相同的传输线级联，可以在两个频点实现从实数阻抗到实数阻抗的匹配。

2、用一段传输线和一个终端短路或开路的短截线相级联，也可实现实数阻抗之间的双频匹配。

3、用两段不同长度不同特性阻抗的传输线级联，可以在两个频点实现从复数阻抗到实数阻抗的匹配。

4、用三段不同长度不同特性阻抗的传输线级联，可以在两个频点实现一个频率相关的复数负载到实数阻抗的匹配。

5、用两段传输线和一个两节的阶梯阻抗短截线级联，可以实现频率相关的复数负载的双频匹配。

6、用两段传输线和二者之间的一个短截线级联，也可实现频率相关的复数负载的双频匹配。

以上这些阻抗匹配网络都是使用微波传输线实现阻抗匹配，而传输线的尺寸较大，特别是在频率较低的时候，由于波长较长，使整个匹配网络体积较大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，而提出一种集总参数三频阻抗匹配网络，以实现三频阻抗匹配并减小电路体积。

该三频阻抗匹配网络包括一个并联电纳电路单元和一个串联电抗电路单元，并联电纳电路单元的一端接地，另一端通过串联电抗电路单元与实数负载连接，所述并联电纳电路单元是由一个串联LC电路与一个电感并联构成，所述串联电抗电路单元是由一个并联LC电路与一个电容串联构成。

技术效果：

1、可在三个频点上同时实现从一个实数阻抗到另一个实数阻抗的匹配。

2、电路采用集总参数元件实现，电路总体积小，成本低，易于芯片集成。

附图说明

图1为单频阻抗匹配L型网络结构示意图。

图2为串联电抗电路单元的相关曲线图。

图3为并联电纳电路单元的相关曲线图。

图4为本发明的电路结构图。

图5为本发明的电路仿真曲线图。

在图1和图4中：jX_s表示电抗电路单元；jB_p表示电纳电路单元；Z_in表示实数负载依次接电抗电路单元和电纳电路单元之后获得的输入阻抗；Z_in1表示实数负载接电抗电路单元之后获得的输入阻抗；R_l表示实数负载。

在图2和图3中：f₁、f₂、f₃表示三个频点；X表示电抗电路单元在三个频点处的电抗值的绝对值；B表示电纳电路单元在三个频点处的电纳值的绝对值。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明。

熟知的单频阻抗匹配L型网络结构如图1所示，在单个频点上，实数负载在经过一个电抗单元和一个接地的电纳单元后获得匹配，图中的jX_s和jB_p可以由电感或电容实现。为实现三频阻抗匹配，jX_s和jB_p不能仅用单一的元件来实现，必须使用组合的电路结构在三个频点分别实现需要的电抗和电纳，从而在三个频点上分别实现匹配。

本发明的三频阻抗匹配网络结构如图4所示，其是由单频阻抗匹配L型网络演变而来，其中的jB_p采用并联电纳电路单元，jX_s采用串联电抗电路单元，jB_p的一端接地，另一端通过jX_s与实数负载R_l连接。

串联电抗电路单元是由一个并联LC电路与一个电容串联构成，所述并联LC电路即由一个电容和一个电感并联构成。串联电抗电路单元在三个频点上分别实现需要的电抗，相关曲线如图2所示，且X_s，1＝X_s，3＝-X_s，2＝-X，X_s，1、X_s，2、X_s，3分别表示电抗电路单元在三个频点处的电抗值，相关元件值为：