怎样理解阻抗匹配

  阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
我们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源,总是有内阻的（请参看输出阻抗一问）,我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R,电源电动势为U,内阻为r,那么我们可以计算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r),可以看出,负载电阻R越小,则输出电流越大。负载R上的电压为：Uo=IR=U*[1+(r/R)],可以看出,负载电阻R越大,则输出电压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为：
P=I*I*R=[U/(R+r)]*[U/(R+r)]*R=U*U*R/(R*R+2*R*r+r*r)
                          =U*U*R/[(R-r)*(R-r)+4*R*r]
                          =U*U/{[(R-r)*(R-r)/R]+4*r}
对于一个给定的信号源,其内阻r是固定的,而负载电阻R则是由我们来选择的。注意式中[(R-r)*(R-r)/R],当R=r时,[(R-r)*(R-r)/R]可取得最小值0,这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U*U/(4*r)。即,当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可获得最大输出功率,这就是我们常说的阻抗匹配之一。对于纯电阻电路,此结论同样适用于低频电路及高频电路。当交流电路中含有容性或感性阻抗时,结论有所改变,就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等,虚部互为相反数,这叫做共厄匹配。在低频电路中,我们一般不考虑传输线的匹配问题,只考虑信号源跟负载之间的情况,因为低频信号的波长相对于传输线来说很长,传输线可以看成是“短线”,反射可以不考虑（可以这么理解：因为线短,即使反射回来,跟原信号还是一样的）。从以上分析我们可以得出结论：如果我们需要输出电流大,则选择小的负载R;如果我们需要输出电压大,则选择大的负载R;如果我们需要输出功率最大,则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。有时阻抗不匹配还有另外一层意思,例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的,如果负载条件改变了,则可能达不到原来的性能,这时我们也会叫做阻抗失配。
在高频电路中,我们还必须考虑反射的问题。当信号的频率很高时,则信号的波长就很短,当波长短得跟传输线长度可以比拟时,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不匹配（相等）时,在负载端就会产生反射。为什么阻抗不匹配时会产生反射以及特征阻抗的求解方法,牵涉到二阶偏微分方程的求解,在这里我们不细说了,有兴趣的可参看电磁场与微波方面书籍中的传输线理论。传输线的特征阻抗（也叫做特性阻抗）是由传输线的结构以及材料决定的,而与传输线的长度,以及信号的幅度、频率等均无关。例如,常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75欧,而一些射频设备上则常用特征阻抗为50欧的同轴电缆。另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为300欧的扁平平行线,这在农村使用的电视天线架上比较常见,用来做八木天线的馈线。因为电视机的射频输入端输入阻抗为75欧,所以300欧的馈线将与其不能匹配。实际中是如何解决这个问题的呢?不知道大家有没有留意到,电视机的附件中,有一个300欧到75欧的阻抗转换器（一个塑料包装的,一端有一个圆形的插头的那个东东,大概有两个大拇指那么大的）?它里面其实就是一个传输线变压器,将300欧的阻抗,变换成75欧的,这样就可以匹配起来了。这里需要强调一点的是,特性阻抗跟我们通常理解的电阻不是一个概念,它与传输线的长度无关,也不能通过使用欧姆表来测量。为了不产生反射,负载阻抗跟传输线的特征阻抗应该相等,这就是传输线的阻抗匹配。如果阻抗不匹配会有什么不良后果呢?如果不匹配,则会形成反射,能量传递不过去,降低效率;会在传输线上形成驻波（简单的理解,就是有些地方信号强,有些地方信号弱）,导致传输线的有效功率容量降低;功率发射不出去,甚至会损坏发射设备。如果是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时,会产生震荡,辐射干扰等。

写得很好,收下了.此外,尽管传输线的阻抗与频率无关,但天线的辐射阻抗是频率的函数.

用网络分析仪直接看smith圆图，和swr不就可以了。

阻抗匹配是个极其重要的问题，其重要性怎么强调都不为过。
现在新兴的Signal Integrity中的核心问题就是阻抗匹配。
……
千言万语，太重要了

有些天线的重点设计就在阻抗匹配
阻抗匹配得好
可以拓宽带宽 增加天线效率 需要改善电流分布
不知道我说得对不对
新人
多多包含 多多指导

那么天线与馈线的阻抗匹配具体怎么实现呢，请教以下

同问呵呵
现在遇到一个天线的反射系数太高
想知道怎么把它降下来?

我的理解是这样的：
1）所谓的匹配是指发射机的输出阻抗与馈线的特性阻抗匹配，以及馈线的特性阻抗通过某种匹配网络（比如L、T、PI型或其组合）与天线的阻抗相匹配
2）匹配是为了使发射机能够最大的输出功率
3）天线的输入阻抗（包括实部与虚部）是随着发射频率而变化的，正好是50或75欧姆纯阻的情况很少见，因此一般情况下都要加匹配网络，常用的匹配网络有L型（或叫做伽玛型，分正反两种）或T或PI型。这几种网络的元器件根据频段的不同可以用分离元器件，或者用微带线代替，或者根据分布参数加一部分器件组成。
4）如果不匹配，很容易烧坏功率放大器，尤其是大功率情况下

谢谢各位大虾指点顶一下`辛苦了各位`

写的太好了，呵呵，今后还要多多向lz学习啊

谢谢小编的解释
不过我觉得并不是所有传输线的特性阻抗都和频率无关的，比如：微带线的特性阻抗是和频率相关的，用仿真软件仿真就看的出来，只不过频率低的时候变化不大。

匹配这个东西不要想得太复杂,从无源来看就是将驻波调到越接近1越好,当然不可能达到1的,从有源来看你的天线辐射功率越高越好,接收灵敏度越低越好.当然最终看的就是有源部分.测出的数据好那就证明你的天线匹配好.

嗯，微波电路中到处都涉及阻抗匹配这个问题呢，不管是有源的放大器还是无源的天线等等，都需要进行良好的功率匹配才能正常工作的。就像上面有人说得，怎么强调其重要性也不为过。收藏先～～～

这里有一阻抗匹配软件，http://bbs.sdgb.cn/ShowForum.aspx?ForumID=96，虽然是中波的，但是也有参考价值

长知识了，谢谢

扫盲帖。
不同类型的天线在设计的时候影响其匹配的特性的参数都不一样，不能一概而论。

写的真的很好啊，谢谢小编，之前我一直就没有怎么重视这个匹配问题

看的脑袋发晕，呵呵
好像还没这么深入研究过，小编强人啊
不过归总就一句话，阻抗不匹配的话，能量在传输过程中反射功率加大，那辐射功率就减小了
而且会引起功放发热甚至烧毁

老问题了，应该结题

写的太好了，呵呵，今后还要多多向lz学习啊 ！

高人,

谢谢小编，好好学习，天线的阻抗匹配太重要了！