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在射频电路设计中的阻抗匹配分析
摘要：阻抗匹配是射频电路设计的一个关键问题。为了使射频能量注入载荷以及实现高效率的能量传输，阻抗匹配技术必须被采用。本文一开始分析了阻抗不匹配引起的额外能量损耗和额外失真， 电路设计的不合适引起的额外能量损耗会对通讯系统和其他系统的功能产生影响，同时分析了用于设计阻抗匹配的的正常电路结构和其利弊。并且匹配网路中的太多组件将给新号带来严重的衰减，分析给射频电路设计者解决这方面问题的相关可供参考的方法。
1 简介
为了实现高效率的能量传输， 载荷阻抗和源阻抗之间的匹配必须尽可能的在电路设计中被实现。为了保证信号传递的最大效率化，两方面很重要。一是载荷阻抗和源阻抗之间的匹配，二是电路中阻抗的连续性。射频通常指的是 10~200赫兹的电磁波，这样的电磁波的能量传递是波的传播过程， 这样的传递过程将产生在不同界面的反折射。 为了使射频能量注入载荷，阻抗匹配技术必须被采用。现在，市场上用于高射频能量的阻抗 Zs 通常是 50 欧姆（或者75欧姆）。仅仅当负载阻抗 Zl 和 Zs 相互匹配时，负载才能获得最大的能量。本文一开始分析了阻抗不匹配引起的额外功率损耗和额外失真， 以及用于设计阻抗匹配的的正常电路结构和其利弊。
2阻抗不匹配问题的分析
阻抗匹配的目的：
1达到能量传输的最大化
2消除能量传输中的相位偏移
如果一匹配的网络由不止一个模块组成，那么任何独立模块都不能独立的实现这些目标。所有的在这个匹配网络中的模块都要相互协作区实现能量传输的最大化以及消除相位偏移。 换句话说，一个匹配网路是实现阻抗匹配目标的最小单元体。这些独立模块之间的阻抗匹配是没有意义的。 因此可以得出结论能量输出单位中的阻抗匹配而不是独立模块之间的阻抗匹配
才是必要的，除非对于独立模块而言，所在匹配网络只有该一个模块。
A 由于阻抗不匹配引起的额外功率损失
当阻抗不匹配时， 严格地讲从能量源到负载的能量传递是随时间变化的， 包括它的幅值相位。更多是因为阻抗不匹配引起这些额外功率损失， 归根到底是振荡器和负载之间能量的来回反复。这些功率损失可基于以下公式计算：
第一行表明了当γ=0，没有额外功率损失。第二行和第三行表明γ大于 0 小于 10%，额外功率损失很小。从起始的-30dBm减少不到 0.5dBm.但是，当γ大于 50%，额外的能量损失将很明显，额外能力损失将超过 1dB。不匹配电路设计引起的额外功率损失将严重破坏传输系统或者其他系统的功能。目前为止，一个 64QAM 调制的通讯系统将会要求通道之间的能量精度小于十分之一的 dB。射频电路中的不匹配设计将是毁灭性的的。
B 阻抗不匹配引起的额外失真不匹配问题中， 源和负载间的反射信号按顺序加入到输入新号并且最终在源或者是负载处干扰输入信号。当信号频率不变或者当反射信号和输入信号有着相同频率时，额外的失真将会发生。额外失真可以用如下表达式评估：
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