【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及射频微波，具体涉及一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法。
技术介绍
1、超宽带(ultra wideband，简称uwb)技术，是一种无线通信技术，与传统的窄带通信技术相比，uwb技术的带宽非常宽，相应数据传输速率高；高带宽窄脉冲，因此uwb技术具有较强的时间分辨能力，目前被较多应用到测距、定位的领域，也正是由于其较高的时间分辨能力，其抗多径能力也较强。uwb技术最初是由美国国防部研究局(darpa)于20世纪60年代开发，主要用于雷达系统和军事通信领域。uwb技术的特点是信号带宽极宽，信号的时域和频域特性非常复杂，可以通过这种信号实现高分辨率的目标探测和跟踪。对于超宽带电路，需要在非常宽的带宽内实现前后级射频电路的阻抗匹配。
2、传统阻抗匹配方法通常使用史密斯圆图进行设计，一般只考虑中心频率点阻抗变化，该方法只能对单个频点实现良好阻抗匹配。
3、在设计宽带阻抗匹配电路的时候，通常是人工尝试各种匹配电路结构，并通过仿真软件仿真优化，最终得出宽带阻抗匹配电路。设计费时费力，更多依靠设计师设计经验这种方法非常依赖设计师经验，且设计耗时长，没有规律。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供本了一种宽带射频阻抗匹配网络设计方法；选择合适数量的并联lc单元和串联lc单元级联，通过仿真优化反射系数到-10db以下，实现宽带阻抗匹配的目的。
2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
3、一种射频宽
4、步骤1，明确需要匹配的负载阻抗zl和信源阻抗zs；
5、步骤2，在负载阻抗zl和信源阻抗zs之间插入宽带射频阻抗匹配网络，进行仿真优化；其中，宽带射频阻抗匹配网络包含一对级联的并联lc单元和串联lc单元，仿真得到负载阻抗zl和宽带射频阻抗匹配网络级联之后的阻抗z0和此时的输入反射系数s11,其对应关系为：
6、
7、以db形式表示为：
8、
9、步骤3，当负载阻抗zl和信源阻抗zs之间插入宽带射频阻抗匹配网络后完全匹配时，即zo＝zs，此时输入反射系数为零，即电路完全匹配；通常情况下，宽带电路带内做不到完全匹配，将带内反射系数控制在-10db以下就可，即：
10、
11、步骤4，仿真软件中观察带内s11的值是否都小于-10db，若不满足，则在仿真软件中通过设置并联lc单元和串联lc单元的参数θ值变量范围，设置优化目标s11<-10db，进行自动优化；
12、若优化结果s11<-10db,则完成目标，若优化结果不满足s11<-10db，则在宽带射频阻抗匹配网络中继续插入一对级联的并联lc单元和串联lc单元，重复步骤2至步骤4，直到优化结果s11<-10db；
13、步骤5，根据优化得到的θ值，确定宽带射频阻抗匹配网络中并联lc单元和串联lc单元代表的并联元件和串联元件种类和元件值，即完成宽带射频阻抗匹配网络的设计。
14、作为本专利技术一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法的进一步优选方案，所述并联lc单元为用verilog a语言描写的原理图单元，用于表征阻抗匹配网络中的并联电感或并联电容或开路。
15、作为本专利技术一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法的进一步优选方案，所述串联lc单元为用verilog a语言描写的原理图单元，用于表征阻抗匹配网络中的串联电感或并联电容或短路。
16、作为本专利技术一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法的进一步优选方案，所述并联lc单元，其特性阻抗可表述为
17、
18、其中，z0为射频系统标准参考阻抗，一般是50欧姆；f是仿真频率；f0是带宽中心频率；pi常数为圆周率
19、当θ＞0时，zplc正比于f，可等效成并联一个电感，其电感值为
20、lp＝[z0cot(θ/2)]/(2*pi*f0)；
21、当θ＜0时，zplc反比于f，可等效成并联一个电容，其电容值为
22、cp＝[tan(-θ/2)]/(2*pi*f0*z0)；
23、当θ＝0时，可等效为开路。
24、作为本专利技术一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法的进一步优选方案，所述串联lc单元，其特性阻抗可表述为
25、
26、其中，z0为射频系统标准参考阻抗，是仿真频率；是带宽中心频率；
27、当θ≥0时，zslc正比于f,可等效成串一个电感，其电感值为
28、ls＝[z0tan(θ/2)]/(2*pi*f0)；
29、当θ＜0时，zslc反比于f,可等效成串一个电容，其电容值为
30、cs＝[cot(-θ/2)]/(2*pi*f0*z0)；
31、当θ＝0时，可等效为短路。
32、本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
33、1、本专利技术公开了一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法，用于实现宽带射频电路前后级阻抗匹配；包括两种匹配单元：一个是并联lc单元，可以模拟匹配电路中的并联电感或并联电容或开路；一个是串联lc单元，可以模拟匹配电路中的串联电感或串联电容或短路。根据指标要求，选择合适数量的并联lc单元和串联lc单元级联，通过仿真优化反射系数到-10db以下，实现宽带阻抗匹配的目的；本专利技术能简单有效地实现射频宽带阻抗匹配网络，极大降低设计难度，提高设计效率；
34、2、本专利技术所述的宽带射频阻抗匹配网络设计方法不需要设计者具备丰富设计经验及深厚射频技术储备，只需要逐步插入一对级联的并联lc单元和串联lc单元，使用仿真软件进行优化，即可完成宽带匹配，匹配过程简单有效。
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1.一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法，其特征在于：具体包含如下步骤；
2.根据权利要求1所述的一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法，其特征在于：所述并联LC单元为用Verilog A语言描写的原理图单元，用于表征阻抗匹配网络中的并联电感或并联电容或开路。
3.根据权利要求1所述的一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法，其特征在于：所述串联LC单元为用Verilog A语言描写的原理图单元，用于表征阻抗匹配网络中的串联电感或并联电容或短路。
4.根据权利要求1所述的一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法，其特征在于：所述并联LC单元，其特性阻抗可表述为
5.根据权利要求3所述的一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法，其特征在于：所述串联LC单元，其特性阻抗可表述为
【技术特征摘要】
1.一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法，其特征在于：具体包含如下步骤；
2.根据权利要求1所述的一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法，其特征在于：所述并联lc单元为用verilog a语言描写的原理图单元，用于表征阻抗匹配网络中的并联电感或并联电容或开路。
3.根据权利要求1所述的一种射频宽带阻抗匹配网络设计方法，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾明贵，蒋浩，张春晖，施华，徐杰，朱润生，蒋伊伊，陈凯旋，彭浩然，
申请(专利权)人：南京三乐集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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