微带线匹配设计

1、第3节微带线匹配设计在前面介绍了设计集总参数元件的匹配网络的方法，但是这种匹配网络只适合于频率较低的场合，或者是尺寸远小于工作波长的情况。随着工作频率的提高和工作波长的缩小，分立元件的寄生参数效应将变得更加明显，设计时相应地就要考虑寄生效应，这将使得问题变得相当复杂。分立元件的这些问题限制了它在射频微波电路中的应用。通常在几个GHz频段中，射频工程师常采用分立元件和分布元件混合使用的方法。相比较于前面的分立元件匹配网络，这种网络避免使用电感，而是用传输线替换了电感。原因是电感比电容具有更高的电阻性损耗，而且电感绕制起来麻烦，很难做到精确。这种网络是由几段串联的传输线以及间隔配置的并联电容构成。

2、在这种匹配网络中的分布元件显示出独特的电特性，明显地不同于低频集总参数元件。它适合作为手机等移动通信设备功率放大器的匹配网络。其结构如下图所示。传输线(TL)和电容元件的混合匹配网络设计实例1：设计一个匹配网络将ZL=(30+j20)ohm的负载阻抗变换到Zin=(60+j80)ohm的输入阻抗。要求必须采用两段串联传输线和一个并联电容。已知两段传输线的特性阻抗均为50ohm,匹配的工作频率为2GHz。首先，建立一个工程matching1_prj,弹出窗口如下图点选框内的S_Params,然后点OK然后会光标处出现虚框将虚框放在空白窗体内。出现S参数模板如图示:s-parametersSP1S

3、feiirt=li.ClGHzSlop-10.0GHz5=D.1GHxICRDisplaiTemplate-ditipfeiitmpll"S_ParamsOuaddBSmrthu然后手工将Zin和ZL值键入Terml和Term2的Z参数，如下图示TermTerm1Num=1TermTsrmSNum=2Z=304j20OhmPARAMETERSS_PsramSP1Start-1,0GHzSt叩=100OHz品卡0,1GHzDisplayTemplatedisptemplua<l_dB_Smith”File旦址SelectViewInsertOptions二Ib南昌QHHLwped

4、=Ccmpon«ntsSjrstSfli_Mod/D«nodlSysteim-PILLiccmponent写Syst.ejTi-PaEsiveSystfli-Swilch&Alg*rithmicSjrstfrm_Atfnps&MixarsSystem-DataMod&lsTx/RkSubsystemsDrawingFormatsFilterDG-AllPassivePassivePassiveF&ssivePassivePassiveCircuitCircuitCircuitCircuitCircuitCircuitDG-DG一DG二DG-D

5、G-DG一KL1LinesRLCCouplerFiltersMatchirTermTeirnNumZ=6Chietdicdetectyi:匚IB南昌SmithChartMalchinPalettet5-5SrnithChartMatching一TraniistcrBi&s工小p白danceMatching放置一个smithchart元件，目前这个元件是空的。ZFDR马口Ohmfe1rmfern1Num=1Z=5O+18OOhmDA_SmhhChaifMateh_matchinglDAGmithChartMatchlTerm1erm2Num=ZZ=304j'20OhmS-PARA

6、METERSsparamSP1Stait=1OGHz$tcp=10,0GHzStep=0.lGHzDisplayleniplaldlplempi点击，启动SmithChart工*SParatnsQuaddBSmilhH然后点击tools,在下拉菜单中找到SmithChartUtility具视窗。如下图示：制占商；5yflXfgECTMSTS.噫也leririCustofiLfararyIC-CAPImportLfwCakTermSmllhCtSmlihcrNum二Z=6出ImpEancuMatching.吐kWCcfrcc-sef毋KEWmhINtntAExpertSpkeHoddGcet贰e

7、1yMBlCheckRefreserJtBDn.OJrfentfE.iLDOI：orfefii：FbtCorfigiriatim.ISFr/TwhwC4hfi<|urXmi”Oat-sFieTook.CtmneztedSoktions：Wdttberd-iTod.Hz：HzCOMWlkFiiXflL,ExportiREGFtMef"Dog力Jnatnjftsrt.4RAMIddB：在弹出的对话框中选择UpdateSmithChartutilityfromSmartCoponent,然后点击OK就可以用ADS自带的Smith圆图工具来设计匹配。先设置匹配的工作频率为2GHz,默认

8、设置为1GHz。然后在SmithChart工具右下角的NetworkSchematic中分别选中ZS和ZL,将设计要求中的Zin和ZL值输进去。分别按下回车键，可以看到Smith圆图中的源和负载点将自动移动到相应的位置。如图所示：施SmithChartUtilityFileEditViewOrclssHelp口B囱昌岩领需Q牛曜方XFreqfGHz）2|20（Ohm与）VNormalize50庄5niifhChirtUlilityDefineSQurct/LoadNetworkTerminations.接下来先在NetworkSchematic中选中负载ZL,然后在左上方的Palette中选择

9、串联微带线，将鼠标移动到圆图区域。口日南昌磅昌总庄小她担K?mrrtDtSdM<tic.-£<tchijicl_prjLSnicrtCxp。1rMtDAJitbu"tWitchl3»*j¥2tlUct：按照同样的步骤将并联电容和另一段串联微带线添加进去，另外在中将开始频率和结束频率分别设为1.0e9和3.0e9。如下图示：NetworkResponse生niithChartUlility接下来通过手动调整圆图上三个节点的位置，将曲线末端节点位置调整到尽可能与源点重合。在此过程中可以借助菜单栏中的Zoomin选中局部放大进行微调。如下图所示:S

10、mWiCFiatIUlllllySmith亡方Ulllhy口白四音4小微势xTt格Hh)CurrentSdbw«tic点tfaraHlLLeIjAcLlticIprjLDAS>i.th£hu-»Hkt=h.lMct¥oikSchmitLCLuckS4UTMgpMuLC电0»&-D3<3QQT43抽qMBS?+jq.iuerV5TR2.0UI.306TM3+jG强剪口理1*4,Cwflan*ni3MMfzltKh:50.0tlutD“L»»:匚3.wT业幅0914BuildJJS-CiEEilhut*&qu

11、ot;El*®即tU.ichKts«t然后单击BuildADSCircuit,将设计的匹配网络Update到电路原理图中。如下图示:frnrtfiChirl-mvtdhinil口B感吕HsamJ.ie-i三CurrtritSELtAttLcnhtribiofJjprj'JSFurtCgpgKitI>A_SailhZFiU-tHatrh|lLood0£i5urot*1204413r：0.aT623+j-owseoLedeSaurcH勺山ui匚*LacklapadKnriChm："34300<T4.L6?flt:口HBStT+j|o.?l

12、»2TBujIdCjfibui!t,CmatchiinillpdmaCchiiiicTruh，Butk|l:彳Cxp力外at口电f电社t，.ZaKI.DVkIiii：Z339HA$L»h：3.DODa加C141AEi5Ed*jw*iwtSpttwHIpdi51"立曲将断出¥SdTria晓俣而iuiefe占6口鼻南香4*地仃*?r±'XHp«d-CE«i-3BdantE亘“Id>土糜山藤念靖rudiIntoHlri-chv卢thenetws-k出弓下二时。:1、强ththeFi>n±&yo

13、uufed.TerrnTermlNbm=1Z=60*j*80Ohmkk4dkDA_SrrithChartMatchlmatctiinglDA_SmithCnartMs(cn1Fp务GHz'SourceTpa=R羽助唱SouficeEnable=Fal5e-Rg=!?OoritnLg=InHi?-H?ra®bun:eFileSparm="S(iH1y.-3P1SourceJmpTyp&=Sourcaknpsdancestart=wAAps=Sri«sRLCsteP=QRLOnrnDisplayTeirdisptempl"SParams,Qu

14、ad-dBSmith"T白ATITerm2Num=2,工早四r6隔iOhmLoitzl6='7Lpadsip"-Loa3Fil8Spafm="S(1,J1r-.LoaditnpT>oe=L&adm口6dan*Z0=50Ohm，可以通过接着按下工具栏中的PushIntoHierarchy.fmitthins"Tprj1matdiinsl*(Scliemrliclil小*2M但gtwam货&融通更Mg比时m8就r"e也邺B南昌4期加口口小工中脾碌W珅晶含狞嗒Z3gd.亡安口.|Pij0iirtsMerirchryI&q

15、uot;miCchrintHprj"DA5mithC?hArtMi.1ch1nAtcfiinil£&diem«.1kt：1EjeEjRisfeet细hs*tStfertEnA-gX沌y蛾S曲d(2DartCLrt«.De漏hG她出心口B南音M闻）口nd上生壁aw妙晶盒,万喏武更H<x士典也赢、公变可回原L'lspd-CwiijiD.«ntxSmafhChartMatchingNetwqrkDesignAssistantNeedHelp?PleaseseetheapprnpnateCesignGuideUserManual&

16、lt;3>,Ptirt'"PI.Num=1.TLIN-,TL1-Z=5DOhmE-WOBF=2GHzTCl0-2.821902TUN-'IL2-.Z=50QhmE=23.4D俨GH工IllIfVWWhfbI+cnP2-bfcjm=2AJTbE：然后在matchingl.dsn(matchinflj>rjmaUhingl*(Scbeautic)J曲皿它Mt8t泣Ipob城y*沌四e世心DawtxSDwyGM匹口B向&“曦虱殳匕包曼含,牙陪蔡麽网人lpdYc«i4a«nSw土照由磔V臼IS百W-«<1esx*r1sI

17、®:®cl-JJr-J-l&rmTermlNumZ«604f80STDisp;ayTempi.dfspcempiS_Par3ms_Quad_O0_Smtth20OhmgrmTermsNum»2Z»304f&PARAMETERS.SP1Stat"5GHzStCp=25GHzstep=0001GHZ发EjR50Ktgtwt也51Lyo/h!>vDinarrKlri：C*wgnGjii*DB南昌eSYSSynthww.ffCTRA5Y5.匕曲也含占喀弟胡园工X'Mp«d*Cc«f4O

18、1;ntK.QectronicNotebccI:.念部期日圈rmatchinxlprjDASmithChartMatchlmatchinKl(Schematic):4CurtOwLtraryPalell«ax包,4bGVCIIOQfaw3ETH3CuurnTtw后tnc壮DeMc.S-Parame1<：<2加网garFrequen年嬴：InpeddnceMatchrfl.MjxWCorccMrtfSPtCECarpatfcityCocr<xx»entVAzudNetfctExportac.ModelGenwMCfUserVocrdedhtodd$<n

19、mChwlK«tdHtlp?6pmpi.M«m1O*ckRepf«*c<«6on.,gardiy.O.。o曲吟CoflfxcemPdHteCNMdbonHotKey/TootocCon66r此8.理NdTOOL,ConnectedScUtecsWorlbecxhTod.ConnectionM*n*jcrOent.£>pcctADSFtotenvDw»gnIr«trumrtServtf.SendSeatedfonponertToineCafcLp5*eiectedCanpon-rcfromuneCafcgccMS&

20、gt;r<ht$i2edConfoPwlNuE:闫Kfmatchintlprjmitchinxl*(ScbeMtic)J口B向&Q黑蓝慧卬.I'Mp«d*Cc«7-3CL4ntXQectrcr*:IXtotebock.匕型曼含万霜超序网久，免磔蚣臼陋Palell*(9图E(I策舲:二川益恐TTs嘉酚RjzllCustomLtrs的3承CTIErKftdeDcsijv.IC31rrcxxtSrwthChart.IrrpedsrwHrtchnQ.MpdtiCWipCMrtfPKEConpattttyCc<r<x<-«ntW

21、87;d.®rmlMtExport步<。ModelUs<f<(xrp4©dModdPepce«rtdbon,.garchyOMo.OCcdjxrentP4HteConhQir&xm犷“T8bxCEqx&SStartLneCakSendSdectedicirponert：ToUneCakUpd±uSctectodConpcnentFrgLneCdcPtoc«NewSynthwUedC<xr(x<nt1rZL=(3020)OMn.20Ohm曲.&PARAMETERS.ifermTermsNum&

22、#187;2Z»304f£»CafiieTod.CccwctodSoMwreWo4b-nchW.国DI，；?”£ccwctonHangerOM.dfspcemp5PQfdTTExportA05ftotenrrDesnIgrgntStTNflmpcftSystemModelSP1Stat"5GHzStCp=25GHzSt印:0001GHZ电LineCak/ninel.kiQ|mlihmlih.defaultID|M$UB_DEFAULTErMur19800jl.OOOHuGx«jT«rDRough0803rrrn|l0e»33|rr<n色rduesgccfwslentKrmatchint!prjmatchinfl*(ScheaAtic)：故EjRSsd的%t"Urea池Me妙&OxjwwxH.OwiyiGjb5由b口B曲昌、卿阿。仁W4曜虱匕阳晟含片陪卷圈网只。血一血加>+穿出筋焦十曰照思ssgcl好舲二，;TT®S酎。”rmTfermlNum»1Z-60*f80OhmMUN-LTL1Su8t=WuWW«0669011HFL»1710673Dnm3T1T-,S.PARAMETERSMSIMSI.佗T1.H-0