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关于阻抗匹配的问题

05-08
      阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学的一部分,主要用于传输线上,来达到所有高频信号都能传到负载点的目的,不会有信号反射回源点,从而提高效率。
  在纯电阻电路中,当负载电阻等于激励源内阻时,则输出功率为最大,此时为匹配。当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成分时,为使负载得到最大功率,负载阻抗与内阻必须满足共轭关系,称共轭匹配。
  为达到阻抗匹配,一般有两种方法:一是通过改变电阻,二是调整传输线的波长。
最近一直在为阻抗匹配而头疼,这是我自己学习的一点心得,可是在仿真的时候我还是有些问题搞不清楚,希望各位同学可以帮忙:
1. 大家在仿真时,在阻抗匹配方面通常使用什么样的方法,有没有什么经验和技巧可以分享的呢
2. 设定端口时,能否通过强制其为一特定值来达到匹配的目的?
3. 如果加载电阻,电容,电感等电子器件,在仿真的时候该怎么弄
4. 记得看到过,说先用本征模求解,来查看阻抗是否匹配,大家也用这个方法么
谢谢大家的讨论与回答,希望我的提问能也给其他困惑的同学带来光明,好想多学些东西

试谈下小编的问题,
1.关于第四点,本征模求解好像是求本征频率和品质因数的, 没听说过可以做匹配
2.关于第三点,小编要加入的如果是那些集总的电容,电感,只能是画一个模型,然后把他定义为LRC元件,但我不感肯定这做出来和实测的结果是不是吻合;如果是加入分支的微带形式,我也碰到这个问题,是不是总的特性阻抗会不会改变?想想好像不会变,但看到文献上说,要把分支结构等效成电容,然后重新计算特性阻抗
3.关于第二点,不知道小编的意思是什么?是不是这个意思:如果你做的系统不是50ohm,而不加匹配元件,要强制变成50ohm。这样应该不行吧,但是端口阻抗是可以你自己随意设定的
4.关于第一点,一个可以按照公式,加入匹配元件,把你的阻抗匹配到需要值;还有就是利用软计算,象ADS里面就有一个自带的软件可以计算匹配
只是大概说上几句,很多东西自己也不是很懂,期望很和大家进一步讨论!

小编说的第三点,意思是让改变馈线的特性阻抗,让它和模型匹配,而不是我们一般说的让模型和馈线匹配。
这样的话就按dobby说的做就行吧。

谢谢dobby和3wjs的回答
我说的第三点就是dobby所说的意思 我也觉得这样肯定不行了 呵呵
还有wjs的回答让我想到 为了阻抗匹配 是不是这样:
1)改变天线的结构:如天线的尺寸 馈入的位置 组成材料等等;
2)改变匹配网络:利用电路元件以及传输线元件等。
第二种方法就是dobby说的第二点吧,我没见过这方面的例子,具体怎么做还在摸索中,是否有这样的例子可供参考呢
而关于我说的第一种方法,就是wsj所说的让模型和馈线匹配吧,我问过一个同学,他的意思是这样只能调整谐振频率,而对vswr没有什么改变,如果是想改善我的vswr,这样的话该怎么办呢

2.在hfss仿真的时候,加波端口他是自动匹配到你前面的传输线,例如波导,你加波端口,就是说你后面相当于接的无线长的波导,这就是hfss和cst的出众之处,它把匹配和天线的辐射仿真可以分开来调
象有些软件,feko,fdtd,没有这种功能,对于波导你必须探针激励,当你仿真天线时候,就必须在仿真天线参数的同时,又要调匹配
3.要用集中元件进行匹配的话,请用ADS,里面有自动的匹配工具
比如说把你的天线的输入阻抗在hfss里面仿真出来,在ADS里面当成负载,进行匹配
这样做很好。

“比如说把你的天线的输入阻抗在hfss里面仿真出来,在ADS里面当成负载,进行匹配
这样做很好”这方法好!要是能有个例子给大家就好了。呵呵可惜没怎么接触过ADS

不知道怎么把hfss里的s参数导入到ADS中去,hfss和designer兼容性更好些吧,毕竟是同一个公司的产品,
楼上的3wjs朋友有时间可以试试,呵呵

个人想法:
  我在做仿真时,不管是做什么最喜欢看其SMITH曲线,我认为这是阻抗匹配最简单的方法,就向你们说的两处匹配问题,与信号源的匹配我就不说了,我就单说与负载匹配的问题.我们可以通过HFSS仿真的办法,观察其SMITH图来观察他们的阻抗特性,到底是容性阻抗,感性阻抗,还是纯电阻元件,匹配的公式为Zin==Zl*,对于容性的我门可以加一个电感销钉来匹配,对于感性的我们可以加个容性的来匹配,我们可以在仿真中通过观察VSWR的大小,来调整螺钉的位置以达到阻抗匹配的目的.
  对于第二个问题,我认为是可以的.我在做一些匹配时,我就通过改变断口的波阻抗来匹配前面的传输线,方法很简单,传输线确定后,其特性阻抗也就是定值了,我们通过设置阻抗边界,来匹配该传输线,但是这种方法使用频带很小,对单频率匹配最有效.
  对于第三个问题,我也是只弄过波导中电感和电容的仿真,也就是前面说的螺钉的问题,所以我说SMITH对我们HFSS仿真很有用.
  第四个问题,我一般是看VSWR来观察阻抗是否匹配,其他的方法还没接触过,小编要是有兴趣可以给我联系.

呵呵,我倒是希望zmhai能给个例子先。ADS不懂啊

请问有这样的例子吗?没用hfss做过电感和电容方面的仿真,很想学学。

很多都不懂,还在努力学习中

更糊涂了呢 呵呵 主要是没见过这方面的例子 还是支持用例子

我有个理解,天线与馈线联结时候,馈线相当于电源。天线相当于负载。而电源是纯电阻。R。所以要求天线也只有R没有X。所以要求天线谐振点就是X为零的点。我这么理解对不?

我觉得不是很对.
首先,"馈线相当于电源"是不对的.馈线就是馈线.它与天线之间是行波匹配,即Zl=Z0,而如果是电源的话就应是共轭匹配,即Zl=Zc*.
第二,"电源是纯电阻"也是不对的.电源内阻完全可以有电抗分量.

xuexizhong

对于第一个问题,我在微带天线馈电匹配的设计中,习惯利用Smith图来调节,很方便快捷。

        我是这样想的,比如用网分测天线的电气指标时,网分相当于是电源,而馈线是传输线(通常阻抗为50欧姆吧),而天线就相当与是负载.不知道是不是这样理解.

微带天线一般侧馈的话,一般用加开路的支节来调配!我觉得有用

有没有那位讲一讲smith圆图的作用和用法啊
仿了这么久……一直没有用过,汗…………
或者哪有类似教程呢?

学习!学习!

又学了不少东西!


管理员您好,我想请教您一个问题,是不是调节天线的结构就能满足阻抗匹配而不用加大天线的大小?
2、天线的基板大小是以什么确定的?

看一下 谢谢小编

方法很多 不过不同的方法都有优缺点  根据自己的时间需求选择

1:在HFSS中计算完毕的工程下点选solution data,打开solution对话框(解释平时用来在计算过程中观察网格剖分迭代数目,是否收敛的对话框),该对话框中偏右处有三个选项,选择ExportMatrix Data就可以导出.SNP格式的文件;
2:在ADS中调出SNP模型框,在它的参数设置指向你从HFSS中导出的SNP文件,S参数就导入ADS了,后续可以用于小系统电路的整体仿真
PS:这就是大体思路,一些细节设置根据你的需求定就好,希望能帮到你~~

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