[发明专利]一种基于简化实频方法的放大器匹配网络设计方法

摘要

本发明公开了一种基于简化实频方法的放大器匹配网络设计方法。现有放大器匹配网络设计方法操作复杂繁琐。本发明如下：一、设定平坦增益水平T0；通过用达林顿等效方法，将源、负载阻抗分别等效为[G]、[L]；以[E]来等效匹配网络。二、建立[G]、[E]和[L]级联后的增益T w的表达式。三、建立匹配网络[E]的E11、E12、E21的表达式。四、计算出T w。五、设计出匹配网络。本发明采用实归一化的散射参量矩阵函数描述二端口匹配网络，以散射参量矩阵函数为变量，优化匹配网络的传输功率增益TPG。

主权项

1.一种基于简化实频方法的放大器匹配网络设计方法，其特征在于：步骤一、设定平坦增益水平T0；通过用达林顿等效方法，将源、负载阻抗分别等效为[G]、[L]；以[E]来等效匹配网络；步骤二、建立源[G]和匹配网络[E]级联后的增益T₁的表达式如式(1)所示，式(1)中，G₂₁为源[G]的S21参数；E₂₁为匹配网络[E]的S21参数；E₁₁为匹配网络[E]的S11参数；G₂₂为源[G]的S22参数；建立源[G]、匹配网络[E]和负载[L]级联后的增益T(w)的表达式如式(2)所示，式(2)中，L₂₁为负载[L]的S21参数；L₁₁为负载[L]的S11参数；的表达式如式(3)所示；式(3)中，E₂₂为匹配网络[E]的S22参数；G₂₂为源[G]的S22参数；步骤三、建立匹配网络[E]的E₁₁、E₁₂、E₂₁的表达式如式(4)、(5)、(6)所示；式(4)、(5)、(6)中，h(p)为具有实系数的普通多项式，g(p)是严格的霍尔维茨多项式；h₀、h₁、……、h_n分别为n个分子系数；n个分子系数分别由n个分子初始系数通过霍尔维茨多项式变换法进行优化得到；g₀、g₁、……、g_n分别为n个分母系数；n是匹配网络[E]的总无功元素数；k是DC处传输零点的阶数；p为匹配网络[E]在左半开平面内的传输零点的虚部；建立g(p)g(‑p)的表达式如式(7)所示；g(p)g(‑p)＝G_np²ⁿ+G_n‑1p^2(n‑1)+...+G₁p²+G₀     式(7)式(7)中，系数G_i如式(8)所示；根据联立式(4)、(7)、(8)求出g₀、g₁、……、g_n；进入步骤四；步骤四、根据式(2)计算出T(w)；并计算error＝T(w)‑T0；若error<0.05，则进入步骤五；若error>0.05，则更改平坦增益水平T0以及各分子初始系数，并重复步骤二和三；步骤五、将h₀、h₁、……、h_n及g₀、g₁、……、g_n输入网络综合函数，生成的CV矩阵和系数m；根据CV矩阵和系数m构建匹配网络；匹配网络是由电感和电容组成的梯形网络结构电路，若m＝1，则匹配网络开始于电感；若m＝‑1，则匹配网络开始于电容；CV矩阵的内的n个元素分别为各电感的电感值、各电容的电感值。