基于简化实频方法的宽带天线阻抗匹配网络设计

给出了一种便于工程应用的宽带天线阻抗匹配网络设计方法。在简化实频方法的基础上通过遍历不同网络阶数和零频传输零点阶数下的优化过程,避免了简化实频方法中丢失潜在优良解的问题。设计过程引入对网络的匹配性能和物理实现难易程度的权衡考虑,从所有优化结果中选择最终方案,具有较大的工程实用价值。针对一个实际小型短波宽频带天线的阻抗匹配问题,运用该方法设计了匹配网络并进行了测量,结果表明:文中所给出的方法是有效和实用的。

宽带天线阻抗匹配网络设计中的实频法

本文对宽带天线阻抗匹配网络设计中的实频法与驻波比法进行了理论分析与实验研究，证明了实频法的优越性。用实频法设计的集总参数网络可以有效地解决短波。

1～30MHz传输线变压器的实频设计

介绍了Guanella型传输线变压器的工作原理,利用电报方程分析了其阻抗变换特性和平衡到不平衡转换特性。为在巴伦低阻端获得最佳的输入阻抗,根据测量得到的实频负载阻抗来确定传输线的特性阻抗,设计了在1~30 MHz频带内可用于450Ω到50Ω,600.0Ω到66.7Ω变换的9∶1传输线变压器巴伦。受绕组间距的限制,600.0到66.7Ω巴伦实际的传输线特性阻抗难以达到仿真所要求的值,但巴伦输入阻抗的仿真结果与实测结果仍有较好的一致性。实际测量的结果表明,这两款变压器的工作带宽（驻波比小于1.6）大于30∶1,在1~30 MHz的频带内插入损耗小于0.3 dB。

实频数据技术在水声换能器宽带匹配中的应用

水声换能器的宽带匹配网络设计是宽带声纳发射系统的关键技术之一,良好的匹配网络可以有效地减少功放的能量损失,扩展换能器工作频带,改善发射波形失真度.由于传统的宽带匹配网络设计需要较复杂的解析理论,并需要对换能器的等效电路进行有效分析,因而采用基于计算机辅助设计(CAD)的实频数据技术对多谐振模态水声换能器的宽带匹配网络进行设计.对实频数据技术中的简化实频数据技术(SRFT)进行分析讨论,仿真分析了宽带匹配网络与传统窄带匹配的功率传输增益(TPG),完成耐压圆管水声换能器的宽带匹配网络设计,并在消声水池进行了匹配效果试验.试验结果表明:采用简化实频数据技术设计出的宽带匹配网络在兼顾工作带宽的同时能有效改善系统发射效率.在同等测试条件下,相比较无匹配的发射系统,宽带匹配系统声源级提高了10dB以上;相比传统窄带匹配发射系统,换能器工作带宽扩展了约64%.整个宽带匹配网络的设计过程全部采用计算机辅助完成且无需获得换能器的等效电路,具有一定的工程实用价值.

微波多级FET宽带放大器的实频直接设计法

给出多级级联网络的功率传输增益表达式。以该表达式为基础,提出微波多级FET宽带放大器的实频直接设计法。这一方法无需负载及FET的数学模型,只需知道其实频参数(阻抗或散射参数)即可。适当选择匹配网络的拓扑结构,即可进行优化设计,物理概念清晰,应用简便。宽带匹配网络可以计及集总元件的频率依变损耗,从而有利于提高微波宽带放大器的设计精度。

联合实频数据及预均衡技术的声呐宽带发射技术

针对声呐发射系统在使用中存在工作效率低、匹配带宽窄和发射波形失真的情况,提出采用实频数据技术与预均衡技术相联合的发射系统设计方法。相比于传统的匹配技术,联合技术首先采用直接实频数据技术对换能器的匹配电路进行设计,无需分析换能器等效电路,通过编程可以灵活调整匹配参数,进而实现宽带匹配电路的设计;其次以宽带线性调频信号作为训练序列,基于OMP算法的压缩感知技术可以有效地对匹配后的发射系统冲激响应函数进行估计,由估计出的系统冲击响应函数构建时域预均衡滤波器实现发射波形的失真补偿。水池试验结果表明:采用联合技术设计的发射系统其工作带宽内的功率因数均在0.75以上;发射信号的最大幅度起伏由匹配均衡前的12 d B降低到匹配均衡后的3.3 d B;匹配均衡后的信号失真比与匹配均衡前相比提高了2.5倍。

基于改进简化实频技术的超宽带功率放大器设计

该文提出了一种基于改进简化实频算法的跨多倍频超宽带功率放大器。结合负载牵引技术,分析晶体管负载端的最优阻抗值变化。通过改进简化实频法中的优化目标和误差函数,对频段内选取多个频点的最优阻抗进行分析,设计并优化出了功率放大器的输出匹配电路,提高了功放的工作带宽。测试结果显示,在0.5~2.7 GHz频段内,饱和输出功率达到42.5 dBm,饱和漏极效率为64%~75%。

天线宽带匹配网络中的改进实频法

对实频宽带阻抗匹配进行了两点改进,即采用非最小电抗均衡器和优化均衡器带外阻抗的方法,使均衡器阻抗的实部和虚部在H ilbert变换中增加附加的自由度,这样可以获得较好的匹配。同时,通过一个加载偶极天线的例子验证了这两点改进的有效性。

小型天线匹配问题中的实频技术法

由于小型天线输入阻抗的高Q特性,使其难于获得良好匹配,且限制了其频带宽度.从“有效孔径”的概念出发,讨论了良好匹配对改善小型天线性能之重要。然后采用了实频技术法对小型天线在两个倍频程的宽带范围内进行匹配,从而提高了小型天线的接收效率。

基于简化实频法的宽带匹配电路实验教学研究

针对射频微波电路中宽带阻抗匹配网络的教学困难,引入了简化实频法科研成果,通过将网络综合法与专业仿真软件设计结果进行比较,验证了简化实频法实现宽带阻抗匹配网络的有效性。实验中,学生通过学习宽带网络的设计与优化过程,能够将理论性的抽象问题具体化,降低了理论知识的学习难度,提高了学生的实验积极性,获得了较满意的教学效果。

有耗宽带匹配网络的实频直接优化方法

提高微波集成电路的设计精度是一重要课题.本文基于以散射参数表示的多级级联网络传输增益表达式,提出微波多级 FET 宽带放大器的实频直接优化方法.其匹配网络可以计及元件的损耗,且元件的损耗可以是任意非均匀的和频率依变的.设计结果能够更加接近于实际性能,有利于微波集成电路投片合格率的提高.

基于实频技术的超宽带GaN功率放大器研究

针对Lange耦合器在超宽带功率放大器中的应用,设计了一款基于实频技术的超宽带GaN功率放大器。匹配网络采用微带结构,应用微波CAD软件对所设计的电路进行仿真和优化,工作带宽为2～4 GHz,放大器增益大于26 dB,增益平坦度±0.3 dB,输出功率达到40 dBm,PAE大于25%。使用相对介电常数为3.38、厚度为0.508 mm的介质基板实现该放大器,可广泛应用于通信领域。

宽带匹配网络设计中的改进实频法

通过对传输功率增益TPG的进一步推导,引入了共轭匹配原理,提出了一种对实频法的改进算法,运用最小二乘法直接求取电阻折线各段的增量值,避免了对增量的最初选取,简化了计算。用改进实频法设计了一个短波天线宽带匹配网络,在简化算法的基础上取得了比较好的性能。

基于实频技术的小型化Wilkinson十八路功分器设计

以工作于100MHz的Wilkinson十八路等功分器为设计对象,结合宽带匹配设计方法——实频技术法,设计功分器阻抗变换节,以达到小型化设计的目的。将实频技术引入阻抗变换节设计,采用集总元件构成的网络结构来取代微带功分器的四分之一波长阻抗变换节,从而大大缩减了Wilkinson十八功分器的整体尺寸。根据仿真模型制作了十八等功分器实物,尺寸仅为10 10cm2,其插入损耗小于13.5dB,幅度波动小于0.2dB,隔离度大于18dB。

公度线网络双端匹配“实频技术”

本文在近几年发展的“实频技术”的基础上,提出了一种设计公度线结构双端宽带匹配网络的新方法——公度线网络双端匹配“实频技术”,并将它应用到了宽带、低噪微波多级放大器的设计中,编制了相应的CAD程序,给出了设计实例。

一种声学换能器改进实频数据宽带匹配算法

提出一种对声学换能器进行宽带匹配设计的改进实频数据优化算法。该算法避免了繁琐的数学运算,并有效降低了优化过程的非线性度,提高了优化的效率。在对该算法进行理论分析的基础上,举例说明了经过匹配之后,声学换能器的工作带宽明显拓宽,功率增益也明显提高。

实频技术在宽带微波放大器中的应用

本文利用实频技术编制了机助设计程序ORI。程序中着重考虑了如何减小实频技术中由于折线化和曲线逼近所引起的误差。提出了解决放大器稳定性的方法,并讨论了怎样合理地选用优化方法,优化初值以及目标函数。文中还给出了两个单级宽带放大器及一个四级宽带放大器的设计与实测结果。

基于实频技术的1.3～2.4 GHz宽带功率放大器的研究

功率放大器作为射频微波发射机系统中的关键部件,一直成为学术界以及产业界的重点研究对象。主要对功放的性能提升技术进行相应的研究,使用实频技术研究功放的匹配技术,首先理论分析实频技术,然后通过ADS进行仿真验证,仿真结果表明,使用CGH40010FGaN HEMT功放管进行输入输出匹配网络,在1.3~2.4GHz频率范围内功放的漏极附加效率不小于58%,输出饱和功率≥40dBm,功放增益>6.5dB,显著地提升功放效率以及功放的输出功率。

实频法用于天线的宽带匹配

实频法是利用一个二端口无耗网络来实现任意负载与电阻性信号源之间的宽带匹配 ,它用于微波电路及天线的阻抗匹配设计 ,本文叙述了实频法的基本原理 。

基于ADS水声通信换能器的宽带实频匹配

换能器的宽带匹配技术是水声通信发射机系统设计的关键一环。匹配良好的电路,能有效减少电路的功率损耗,提高负载功率,同时还能有效扩展工作带宽。传统的宽带匹配技术基于的理论通常需要大量的公式计算,后期引入计算机辅助设计(CAD),但基于MATLAB仿真的实频技术也需要设计出一个有效且高效的算法,而这通常需要消耗大量的时间与精力。利用ADS软件中的一个MACH匹配模块,创造性地对其添加一个前置带通滤波器,可对实测换能器阻抗特性S参数进行实频匹配。该过程全程由计算机计算完成,后期对电抗元器件进行调谐,可以达到较为理想的匹配效果。实践表明,这种方法省去了几乎所有的计算推导,具有较大的工程实用价值。