阻抗匹配与史密斯(Smith)圆图：基本原理

摘要：本文利用史密斯圆图作为RF阻抗匹配的设计指南文中给出了反射系数阻抗和导纳的作图范例，并给出了MAX2474工作在900MHz时匹配网络的作图范例

事实证明，史密斯圆图仍然是确定传输线阻抗的基本工作

在处理RF系统的实际应用问题时，总会遇到一些非常困难的工作，对各部分级联电路的不同阻抗进行匹配就是其中之一一般情况下，需要进行匹配的电路包括天线与低噪声放大器(LNA)之间的匹配功率放大器输出(RFOUT)与天线之间的匹配LNA/VCO输出与混频器输入之间的匹配匹配的目的是为了保证信号或能量有效地从信号源传送到负载
在高频端，寄生元件(比如连线上的电感板层之间的电容和导体的电阻)对匹配网络具有明显的不可预知的影响频率在数十兆赫兹以上时，理论计算和仿真已经远远不能满足要求，为了得到适当的最终结果，还必须考虑在实验室中进行的RF测试并进行适当调谐需要用计算值确定电路的结构类型和相应的目标元件值
有很多种阻抗匹配的方法，包括

• 计算机仿真：由于这类软件是为不同功能设计的而不只是用于阻抗匹配，所以使用起来比较复杂设计者必须熟悉用正确的格式输入众多的数据设计人员还需要具有从大量的输出结果中找到有用数据的技能另外，除非计算机是专门为这个用途制造的，否则电路仿真软件不可能预装在计算机上
• 手工计算：这是一种极其繁琐的方法，因为需要用到较长(几公里)的计算公式并且被处理的数据多为复数
• 经验：只有在RF领域工作过多年的人才能使用这种方法总之，它只适合于资深的专家
• 史密斯圆图：本文要重点讨论的内容

本文的主要目的是复习史密斯圆图的结构和背景知识，并且总结它在实际中的应用方法讨论的主题包括参数的实际范例，比如找出匹配网络元件的数值当然，史密斯圆图不仅能够为我们找出最大功率传输的匹配网络，还能帮助设计者优化噪声系数，确定品质因数的影响以及进行稳定性分析。

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