应用于匹配网络的负阻抗变换器研究

根据非福斯特电路的负阻抗变换特性,研究了有源宽带匹配网络。采用晶体管设计负阻抗变换器(NIC),结合传输矩阵对电路进行了分析。通过仿真和实验测试实现了在10～100MHz频率范围内的负电抗变换,其中20～60MHz频率范围内转换效率大于90%,测试结果与模拟结果基本一致,验证了负阻抗变换器的可行性和有效性。利用该电路结构能够对电小天线进行宽带匹配,提高天线的工作带宽和辐射性能。     

应用于电小接收天线的非福斯特匹配网络研究

传统无源电路匹配的电小天线因受到增益-带宽约束条件的限制而无法广泛使用。为突破该限制,采用基于运算放大器的接地型负阻抗变换器设计了非福斯特匹配电路,实现了电小接收天线的宽带匹配。并且,基于理想运算放大器的特性,分析了非福斯特电路的负阻抗转换性能,研究了非福斯特电路匹配电小接收天线的实现过程,最后通过实物加工与测试,验证了所设计的非福斯特电路对电小接收天线的性能改善。测试结果表明,在10～20 MHz频段内,非福斯特电路能够将电小天线的输入阻抗匹配到50Ω,S_(11)在整个频段内小于-15 dB;加载非福斯特电路对电小天线接收增益的改善在整个频段内大于2.5 dB,其中在10～16.5 MHz内提高了8.5 dB,验证了所设计非福斯特匹配电路的可行性与有效性。     

天线宽带匹配网络的粒子群优化设计

提出了基于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)设计天线宽带匹配网络的方法;采用了等效阻抗方法解决了UHF频段天线宽带匹配网络实际制作中元件值随频率畸变较大的困难;最后利用上述方法设计了一付30~512MHz全向超宽频带小型化天线的匹配网络,设计结果使得带内VSWR<3.0,并与实验结果吻合良好。     

一种两宽带天线共口径的设计

 给出了一种两宽带天线共用一个口径的设计.天线制作在420×200mm²的PCB板上,其中一副天线由阻抗加载的矩形及倒L形金属片构成,两者之间使用了一个低通匹配网络进行连接.此天线实现30~600MHz驻波比小于3的宽带匹配,其中86~110MHz之间为陷波设计.另外一副天线采用开式套筒结构,实现了800~1200MHz驻波比小于2.2的设计.利用天线1的低通匹配网络作为天线2的开式套筒,从而实现了共口径设计.     

VHF/UHF天线宽带匹配网络的优化设计与实验研究

本文系统地研究了VHF/UHF天线宽带匹配网络的设计与制作.提出遗传算法与模拟退火法相结合的优化设计方法,解决VHF/UHF天线宽带匹配网络制作过程中元件值随频率较大变化引发的难题.最后,利用该方法研制了30~450MHz全向宽带小型化天线的宽带匹配网络.实验表明,带内VSWR＜3.0,且计算结果与测试结果十分吻合.     

一种短波鞭状宽带天线的设计

设计了一种短波鞭状宽带天线,天线体高度为10 m,直径为10 cm,利用FEKO电磁仿真软件建立了仿真模型。通过对天线体进行两点集总元件加载来改善天线低频段阻抗特性,利用遗传算法优化了加载点和加载位置,并在天线馈电端运用改进实频法进行匹配网络设计,使得天线在3³0 MHz频段内阻抗平稳。计算了天线的驻波比、增益和效率,并实际制作了一副天线进行了测试,实测天线驻波比和仿真计算结果相吻合,最大驻波比不超过2.8,可以和宽带发射机良好匹配,实现了天线的宽带化。     

基于非福斯特电路的缝隙电小天线研究

无源电小天线遵循Bode-Fano约束准则,体积、带宽与效率互相构成约束关系,难以在小型化的同时实现宽频带。而通过非福斯特电路等效的负阻抗元件可以有效抵消电小天线的大电抗,从而突破上述准则的限制,提高天线的辐射性能。文中选用蝶形缝隙天线作为非福斯特电路匹配的对象,将电路焊接在天线的背面进行一体化设计,使有源天线的集成度更高。并通过仿真分析有源蝶形天线一体化后的馈电网络,比较了不同馈电位置与馈电方式对天线性能的影响。最终优化后的有源缝隙天线在250 MHz～850 MHz的工作频段内S₁₁参数均小于-10 dB,在谐振频率达到-24 dB时,相对带宽对比匹配前提升了109%,增益提升了5.8 dB。对该有源天线进行了加工测试,实测结果与仿真结果基本一致。     

电感性负载的非福斯特电路研究与设计

基于非福斯特电路的有源电小天线宽带匹配在工程应用领域受到广泛关注。文中以电小环天线的等效电路为负载,提出一种接地型运放管的非福斯特电路,并对其负阻抗转换性能进行了分析。经过仿真分析,在2-30MHz频段内,单级运放非福斯特电路可以实现99%的电感转换率;两级运放乘法电路能够将电路的输入阻抗匹配到50欧姆,S11在整个频段内小于-26dB。实物测试了两级运放乘法器电路,验证了接地型运放管非福斯特匹配电路可较好地提高电感性电小天线的性能。     

一种可调的三分支天线阻抗匹配网络

为了对天线负载阻抗进行实时匹配,提出了一种可调谐的三分支阻抗匹配网络。在开路支节加载变容二极管,将改进粒子群算法与仿真软件ADS 相结合,得到天线在900 MHz 处谐振,回波损耗为-36. 463 dB。研究天线负载阻抗变化对匹配网络的影响,实现阻抗实部1. 8 ~51. 8Ω,虚部-50 ~ -100 Ω的匹配。对三分支阻抗匹配网络进行制作,实测可知,加载三分支匹配网络后天线在980 MHz 处谐振,回波损耗为-28. 997 dB,驻波比在1. 074~1. 732 之间波动。当变容二极管的偏置电压变化时,实测与仿真的频率偏移量变化趋势大致相同,证明可调的三分支匹配网络能有效实现天线的实时阻抗匹配。     

免调谐行波天线宽带阻抗匹配的设计与实现

在实现免调些性波天线宽带阻抗的匹配,在对其进行设计的过程中,设计人员应采用科学合理的设计方案,应用适当的变压器和变换器,研究相应的电路形式,并且考虑其功率容量,从而对变压器进行实时监测,分析其参数,这样设计人员就能提升其设计效率,并快速的将免调谐行波天线宽带阻抗进行匹配.因而,本文将对免调谐行波天线宽带阻抗匹配的设计与实现进行分析,并提出正确的设计方案.     

射频功率放大器的宽带匹配设计

多倍频程功率放大器具有显著的优点,同轴电缆阻抗变换器能实现射频功率放大器有效的宽带匹配。在给出同轴电缆阻抗变换器方案设计的基础上,详细介绍了其基本原理以及1∶1和1∶4同轴变换器的具体结构及等效电路。针对工程需要,以同轴电缆阻抗变换器为宽带匹配网络的核心,设计了一款超宽带匹配功率放大器,经软件仿真优化及测试验证,阻抗匹配准确,测试结果达到了技术指标要求。     

AOTF-NIR宽带功率超声换能器阻抗匹配网络的设计与优化

随着近红外声光可调滤波器（Near Infrared Acousto-Optic Tunable Filter,AOTF-NIR）光谱成像技术在深空探测的广泛应用,超声换能器作为AOTF-NIR核心部件,对其工作带宽、光谱衍射效率及功率效率提出了更高的要求.超声换能器在不同频率下具有不同的输入阻抗,当驱动信号源输出阻抗与换能器输入阻抗失配时将会产生能量损耗,导致无法把功率最大限度的传递给换能器,从而使AOTF-NIR光谱衍射效率降低,影响光谱灵敏度.该文通过射频电路先进设计系统（Advanced Design System,ADS）仿真及实验测试,运用滤波器网络理论,采用LC无耗储能元件设计了一种带通型宽带匹配网络.最终在60-120MHz带宽范围内阻抗匹配网络的回波损耗S₁₁>-29.8dB,阻抗匹配网络功率效率达到90%以上.通过不断地微调优化匹配阻抗值及LC参数值,以此来提高光谱衍射效率,使光谱衍射效率最高达90%以上,提高了在620-1150nm波段内的光谱灵敏度及光谱成像清晰度.     

传输线在宽带匹配中的应用

提出了一种宽带匹配网络设计的新思路。文中以任意输入阻抗的匹配为分析模型,详细分析了传输线在宽带匹配中的各种应用,并从宏观角度定性分析了传输线在阻抗匹配中的应用原理。在此基础上分析设计了一副工作在30～88 MHz频段、电压驻波比小于3．0的实用单极子天线,其实测结果良好地满足了要求。     

基于高频雷达的匹配电路实验设计

阻抗匹配电路的设计是射频实验教学中重要的组成部分。本文以高频地波雷达接收机中匹配电路的设计为原型,设计了一个阻抗匹配的教学实验。该实验要求学生根据项目实际应用需求,针对雷达接收机中具体匹配要求,以ADS仿真软件为设计平台,来完成接收机中滤波器与放大器间的匹配电路的设计。该实验项目将理论分析、电磁仿真与工程应用紧密结合,增强学生对阻抗匹配的原理及其在工程中的具体应用的理解,同时增强学生解决实际工程问题的能力。     

一种用于无源UHF RFID应答器的阻抗匹配方法

提出了一种可以在915MHz ISM频带下工作的、符合ISO/IEC 18000-6B标准的无源UHF RFID应答器的阻抗匹配方法.该UHF RFID应答器具有复数阻抗并从射频电磁场接收能量.该阻抗匹配方法利用天线的寄生电感,通过调整反向散射电路的电容来改变匹配网络的容抗,从而实现ASK调制.而且,该阻抗匹配方法在阅读器、天线与应答器之间达到了最大的功率传输.采用该阻抗匹配方法的应答器芯片通过支持肖特基二极管和EEPROM的Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺进行流片,经测试其工作距离约为4m.     

ALD中射频阻抗匹配器的设计与研究

阐述原子层沉积系统（ALD）中射频阻抗匹配器的设计方案。利用ADS软件对阻抗匹配网络进行仿真,通过分析ALD真空腔室内等离子体产生前后的负载阻抗变化,结合仿真结果,提出等离子体产生过程中阻抗匹配网络的控制方法。经实验验证,该阻抗匹配器和控制方法可实现阻抗匹配。