集总参数双频阻抗匹配网络的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种集总参数双频阻抗匹配网络，集总参数双频阻抗匹配网络为Pi型网络，包括两个并联接地的双频电纳单元，所述两个双频电纳单元之间用一个电容或电感连接。本发明的集总参数双频阻抗匹配网络，可适用于任意频率相关复阻抗负载。本发明包含两个并联接地的双频电纳单元，而二者之间通过一个电容或电感级联，相比现有技术的Pi型结构具有更少的元件数量。本发明匹配网络中仅仅包含集总元件，因而跟分布电路的方案相比，其具有较小的尺寸，可以减小电路的总体积，更适合于VHF/UHF频段的应用，也易于被集成到射频集成电路之中。
【专利说明】集总参数双频阻抗匹配网络
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种双频匹配网络，尤其涉及一种集总参数双频阻抗匹配网络，属于 通信【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 阻抗匹配是很多微波器件，比如放大器、天线等设计的关键问题之一，其作用在于 减少反射损耗，提高功率传输效率，提高增益，降低噪声系数。当前，随着移动通信的发展， 双模双频系统和终端的应用越来越广泛，而各种双频器件，比如双频放大器和双频天线也 得到越来越多的需求和应用，而这些器件的设计需要解决随频率变化的复阻抗负载的双频 匹配问题。
[0003]目前针对频率相关复阻抗负载的双频匹配网络，主要有：
[0004] 1.Pi型传输线网络；
[0005] 2.基于三节级联传输线的双频阻抗匹配网络；
[0006] 3. -段传输线和一个二阶阶梯阻抗短截线组成的L型结构；
[0007] 4.T型结构传输线网络；
[0008] 5.两个单频匹配网络级联的网络。
[0009] 以上这些双频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，特别当频率较低的时候，由于波长较长，整个功率分配器较大。而集总参数网络具有 体积小和易于集成的优点，可以减小电路的总体积。文献"Y.Liu，Y. -J.Zhao，andY.Zhou， "Lumpeddual-frequencyimpedancetransformersforfrequency-dependentcomplex loads，"ProgressInElectromagneticsResearch，￥〇1.126，121_138,2012"中米用根据 两个频点的输入阻抗在Smith圆图中的位置，给出了三种网络拓扑结构，分别是正L型、倒 L型以及Pi型网络。前二者分别需要两个双频电抗或电纳单元，而第三者需要三个双频电 抗或电纳单元。其中只有Pi型网络是可以适用于任意频率相关复阻抗情况。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于提供一种集总参数双频阻抗匹配网络，可适用于任意频率相关 复阻抗负载。解决现有双频阻抗匹配网络使用微波传输线实现阻抗匹配，造成整个功率分 配器较大的技术问题。
[0011] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
[0012] 一种集总参数双频阻抗匹配网络，集总参数双频阻抗匹配网络为Pi型网络，包括 两个并联接地的双频电纳单元，所述两个双频电纳单元之间用一个电容或电感连接。
[0013] 本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
[0014] 前述集总参数双频阻抗匹配网络，其中双频电纳单元包括电容C和电感L，所述电 容C和电感L并联。
[0015] 前述集总参数双频阻抗匹配网络，其中双频电纳单元包括电容C和电感L，所述电 容C和电感L串联。
[0016] 前述集总参数双频阻抗匹配网络，其中双频电纳单元包括电容C、电感L、电感Ll， 所述电容C和电感L串联以后该串联电路与电感L1并联。
[0017] 前述集总参数双频阻抗匹配网络，其中双频电纳单元包括电容C、电容C1、电感L， 所述电容C和电感L串联以后该串联电路与电容C1并联。
[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：集总参数双频阻抗匹配网络可适用于任 意频率相关复阻抗负载，并且相比现有技术的Pi型结构具有更少的元件数量。本发明匹配 网络中仅仅包含集总元件，因而跟分布电路的方案相比，其具有更小的尺寸，可以减小电路 的总体积，更适合于VHF/UHF频段的应用，也易于被集成到射频集成电路之中。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1(A)是一种双频匹配网络的基本拓扑结构图；
[0020] 图1(B)是另一种双频匹配网络的基本拓扑结构图；
[0021] 图2是四种不同的集总参数拓扑结构图；
[0022] 图3是实施例一的拓扑结构图；
[0023] 图4是实施例一的仿真和测量的S11响应曲线图；
[0024] 图5是实施例二的拓扑结构图；
[0025] 图6是实施例二的仿真和测量的S11响应曲线图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0027] 如图1 (A)和⑶所示是两种双频匹配网络的基本拓扑结构，它们右端都分别连接 频率相关复阻抗负载：Zi =Gl+iBl。每个双频匹配网络都分别包含两个并联接地的电纳单 元和一个导纳变换器（J变换器）1。J变换器可用一个电容Pi网络或一个电感Pi网络来 实现。以图1(A)为例来说明：
[0028] 如图1(A)所示，一个负载经过一个J变换器，其导纳跟负载导纳的倒数成正比。该 J变换器包含一个正电容C和两个负电容-C。J变换器可以工作在任意频率，但是J值随频 率而变化，因为我们可以把它看作一个多频J变换器。在给定的两个频点上，J值为：
[0029] J(fj) =OjCi= 1,2 (1)
[0030] 根据图1 (A)，我们有：
[0031] Y1in(fi) =Z1i(fi)(cOiCpi= 1，2 (2)
[0032] 为了实现阻抗匹配，Y'in(fi)的实部必须为匹配导纳Y。，所以：
[0033] Re(Z，1况)）=YcAo^C)2 <l/GL(fi)i= 1，2 (3)
[0034] C值的选择必须满足如下条件：
【权利要求】
1. 一种集总参数双频阻抗匹配网络，其特征在于，集总参数双频阻抗匹配网络为Pi型 网络，包括两个并联接地的双频电纳单元，所述两个双频电纳单元之间用一个电容或电感 连接。
2. 如权利要求1所述的集总参数双频阻抗匹配网络，其特征在于，所述双频电纳单元 包括电容C和电感L，所述电容C和电感L并联。
3. 如权利要求1所述的集总参数双频阻抗匹配网络，其特征在于，所述双频电纳单元 包括电容C和电感L，所述电容C和电感L串联。
4. 如权利要求1所述的集总参数双频阻抗匹配网络，其特征在于，所述双频电纳单元 包括电容C、电感L、电感L1，所述电容C和电感L串联以后该串联电路与电感L1并联。
5. 如权利要求1所述的集总参数双频阻抗匹配网络，其特征在于，所述双频电纳单元 包括电容C、电容C1、电感L，所述电容C和电感L串联以后该串联电路与电容C1并联。
【文档编号】H03H7/38GK104410381SQ201410567582
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】田雨波, 刘云 申请人:江苏科技大学