一种自动天线阻抗匹配CMOS电路的设计

为了解决小型化天线阻抗匹配时由于电感的精度不足导致阻抗匹配效果变差的问题,提出一种自动天线阻抗匹配的CMOS电路. 首先,提出了一种新型阻抗匹配方法,该方法通过在天线的输入端与末端添加电容的方式来实现阻抗匹配. 然后,通过将匹配的电容进行集成,提出一种片上自动阻抗匹配电路,通过功率检测电路和峰值检测电路来判断天线的输入功率的大小,通过电容扫描电路和程控电容来改变天线的输入阻抗. 通过该电路,天线可以自动调节输入阻抗来匹配源端的输出阻抗,以获得最大的输入功率. 该电路省去了使用网络分析仪调节阻抗匹配的步骤,从而可以降低测试环境的变化对阻抗匹配的影响,降低了射频功率放大器输出阻抗的设计要求,可以通过设计匹配电容的精度来改变阻抗匹配的精度.     

中子管射频离子源前端电路设计

设计了一套中子管用小功率射频离子源前端电路.该射频离子源前端电路主体由MC1648压控振荡器产生的信号源、功率放大器、耦合天线及阻抗匹配电路等部分组成.利用Smith圆图对前端电路主体进行了设计研究,结果实现了可产生稳定工作频率13.56MHz、最大输出功率为4 W的高频正弦波.     

ICP与射频源的匹配网络的设计与实现

通过对比不同负载阻抗时L型网络的调节方法，并推导匹配网络的电抗公式，确定先串后并和先并后串L型网络的使用条件。又通过在Advanced Design System软件中进行阻抗匹配的仿真，利用可变电容变化对负载阻抗的影响设计出结构简单的自动阻抗匹配电路。相较于传统结构，此自动阻抗匹配电路经济便捷，实现了负载阻抗不断变化时负载阻抗和源端阻抗的快速匹配。     

改进滑模极值搜索控制在阻抗匹配的应用

针对等离子体隐身中机载小型化射频电源在阻抗匹配网络的匹配速度慢和匹配精度低的问题,提出了一种新的阻抗匹配优化算法.通过分析射频电路阻抗匹配过程提出优化目标函数,根据电路输出有功功率与匹配电容的特性曲线自寻优系统峰值,利用切换环节结合终端滑模控制设计了改进终端滑模极值搜索算法,得到L型匹配网络电容的优化值,获得射频源输出...     

低噪声前置放大器的最佳噪声源电阻与最大信号功率传输问题

本文讨论了中、低频段的晶体管放大器最佳噪声源电阻与最大功率传输之间的定量关系,分析了获得最佳噪声系数和同时获得阻抗匹配的电路结构。并讨论了共射组态的E_n-I_n相关系数的数量关系。     

关于阻抗匹配问题的分析

就输入电路与输出电路之间的功率传输关系而言,当电路实现阻抗匹配时,电路将获得最大的输出率,实现理想的效果。     

天线阻抗的实时检测及自动校正系统设计

设计个低成本、全集成的天线阻抗自动校正系统以实现最大的功率传输及最好的链路性能.该系统包含2个独立的环路:第1个环路通过对并联LC调谐网络的控制实现对阻抗实部的实时检测与自动校正,而第2个环路通过对串联LC调谐网络的控制实现对阻抗虚部的实时检测与自动校正.在这2个环路中,调谐元件采用的是与标准CMOS 工艺兼容的MOS可变电容,以实现单片集成和连续调节.在第1个环路中,除了检测阻抗的实部信息外,还检测虚部的正负特性作为第2个控制准则来确保环路的稳定性.在不同的天线阻抗下,对该系统的性能进行仿真验证.研究结果表明:对于不同的天线阻抗,都能快速地校正到目标阻抗50Ω;调谐网络的插入损耗低于1.5 dB;与固定阻抗匹配系统相比,传输功率可高达3.7 dB.     

射频能量收集的小型化双频整流天线设计

针对传统的双频整流天线转换效率不高的问题,提出了一种用于射频（RF,radio frequency）能量收集的双频整流天线。其工作频段为1.75 GHz和2.45 GHz,主要由接收天线、阻抗匹配电路、二倍压整流电路和负载电路组成。基于小型化双频天线,引入一种新型双频阻抗匹配网络,以提高整流电路在较低输入功率下的射频-直流（RF-DC）转换效率。此外,采用新型阻抗匹配网络使得整流电路复杂度得以降低,减小了能量损耗。与传统的双频整流天线相比,-10 dBm输入功率条件下,在普通室内环境中新型双频整流天线具有更高的RF-DC转换效率。实验结果显示,在1.75 GHz GSM频段和2.45 GHz WLAN频段上最大RF-DC转换效率分别可以达到65.34%和54.3%。测试结果证明,其可以在物联网低功耗设备中得以应用。     

垂直腔面发射激光器的高频调制

面向芯片级原子光学器件的研制需要,研究了垂直腔面发射半导体激光器的高频调制特性及Bogatov效应引起的一级侧边带转移效率的不对称现象。设计制作了垂直腔面发射半导体激光器的控制电路与基于微带匹配技术的高精度阻抗匹配电路。通过实验研究了不同射频输入功率下激光器的调制效率。结果显示:在3.4 GHz、3.162 mW射频功率输入下,实现了最大为60%的边带转移效率;激光器一级左右边带调制幅度具有不对称性,并且该不对称性随射频输入功率的增加而增强。     

等离子、反应离子刻蚀机自动匹配网络的研究

用分布参数的电路理论对等离子刻蚀、反应离子刻蚀机上从射频电源到真空室的功率传输电路进行了分析。用双口网络的分析方法推导出L型低通向上匹配网络的参数计算公式。根据射频放电光电信号与反射功率的关系,提出了采用非线性自寻优的控制策略实现自动匹配的新方法。研制成硬件以8031单片微机为主、软件算法为改进的座标轮换成败法的自寻优匹配器。     

B类功率放大器的设计与仿真

设计了一种具有较高输出功率和较高功率效率的B类功率放大器,采用了负载牵引和源牵引的设计方法得出最大输出功率对应的最优负载阻抗和源阻抗,并运用阻抗匹配技术分别实现负载阻抗和源阻抗到50Ω的匹配电路设计.仿真结果表明,工作频率为960 MHz下该功率放大器的功率附加效率为69.39%,输出功率为45.32 d Bm.     

主从网络模式下中压配网电力线载波通信阻抗匹配方法

中压电力线信道环境恶劣,不同频点下信道输入阻抗存在较大差异,网络模式下的通信节点间的阻抗匹配具有重要意义。在中压配网电力线载波通信信道功率传输模型基础上,推导中压配网主从网络模式下从载波机间的阻抗匹配关系,提出一种基于差分定域的中压配网三点通信的阻抗匹配优化协调算法。该方法通过差分定域法界定寻优范围,在此基础上调整上游从载波机匹配阻抗,保证其接收功率电平大于最低可识别门限值的前提下,使下游从载波机接收功率最大。该协调优化方法可移植性强,优化速度快,相关算例验证了方法的正确性与有效性。     

无线无源压力传感器信号传输的研究

对无线无源压力传感器的信号传输进行了研究。设计了一种平面螺旋天线,用于对远端传感器的数据进行读取。对所设计的读取天线进行阻抗计算并使用先进设计系统(ADS)软件构建阻抗匹配电路。通过搭建测试平台,对阻抗匹配前后的天线两端电压幅值以及传感器与天线的耦合距离进行测试,测试结果表明,通过对天线进行阻抗匹配能增大天线两端电压以及传感器与天线的耦合距离。     

免调谐行波天线宽带阻抗匹配的设计与实现

为实现免调谐行波天线在短波宽频带内的阻抗匹配,采用传输线变压器作为阻抗变换器。通过合理选择变换电路形式及传输线最佳特性阻抗,综合考虑功率容量、平衡／不平衡转换等要素,给出了详细的设计思路与方案,并进行了参数实测和分析,验证了传输线变压器实现宽带阻抗匹配的可行性和有效性。     

考虑非纯阻性负载阻抗匹配的无线充电系统

为了提高电能传输效率，提出一种基于动态电容和Boost-Buck变换器的无线充电非纯阻性负载阻抗匹配的方法。可根据负载变化来改变电容和Boost-Buck变换器开关管占空比，分别补偿负载的虚部与实部，从而达到最佳阻抗点以提高系统传输效率。在MATLAB/Simulink环境下搭建系统仿真模型，并建立系统实验平台。仿真与实验结果表明，当接不同性质负载时，所提出阻抗匹配方法的系统传输效率都比未进行阻抗匹配时的高，最大系统传输效率可达83.14%,比无阻抗匹配提升了3.21%。同时，在等效阻抗为18～35Ω时，系统传输效率均保持在80%以上，具有阻抗匹配范围大的性能。     

最大传输功率之再探究

在信号传输时,功率是考虑的重要因素之一。在教材中最大功率传输定理的基础上,对正弦稳态下的最大传输功率做了更深入的讨论,得出了戴维南阻抗和负载在三种特殊限制条件下的最大传输功率。介绍了在负载不能任意改变的情况下,为实现最大功率传输而通常选用的三种LC匹配网络:"L"型匹配网络、"T"型匹配网络和"π"型匹配网络,并经讨论得出三种匹配网络本质上是一种网络,即"L"型匹配网络。     

微波匹配网络的计算机辅助设计

本文主要论述了,微波晶体管放大器阻抗匹配网络的园图设计法和计算机辅助设计法.     

基于宽禁带功率器件的F类放大器的研究与设计

F类射频功率放大器作为开关模式放大器的一种,其理想效率为100%。传统F类功率放大器的设计方法是利用输出端谐波抑制,在晶体管的漏极得到近似方波的电压信号和近似半正弦波的电流信号,以此提高放大器效率。文章通过研究电路的结构,在F类功率放大器的输入端加入谐波抑制电路,同时利用输入和输出谐波抑制匹配网络,能够更有效提高输出功率和功率附加效率;结合宽禁带功率器件,在S波段完成一款电路的设计,在3.45~3.55GHz频带内,输入激励为28dBm条件下,测试得到最大PAE能够达到78.3%,输出功率40.5dBm,实验结果和仿真结果基本吻合。     

微波传输线阻抗匹配计算的软件实现

Smith原图是目前从事微波工程实验和天线设计的重要工具。本文介绍了圆图仿真的必要性及圆图构成原理,并详细地介绍了圆图仿真和圆图构成的过程,包括圆图的绘制和智能计算,通过应用给出图形用户界面,阻抗圆图等反射系数圆,阻抗点,阻抗匹配的仿真结果和曲线图。应用作为开发平台研制的Smith原图应用软件包,使圆图的应用和计算变得更加方便快捷。该软件具有用户图形界面,简单易用且计算精度高,在工程应用中,发挥了强大的功效,方便有线传输实现功率最大的传输而且还不会损坏电路。并对此开发的软件作了测评以及对前景进行展望。     

基于插入损耗法的噪声源内阻抗建模及误差分析

针对传导电磁干扰滤波器设计中人工电源网络阻抗、噪声源内阻抗、负载阻抗与EMI滤波器的阻抗匹配问题,建立了插入损耗法的误差理论模型及其等效电路.分别分析了串联和并联插入损耗法的测量精度及其系统误差,据此提出了相应的测试条件和测试方法,即当被测阻抗远大于负载阻抗时,采用串联插入损耗法;当被测阻抗远小于负载阻抗时,采用并联插入损耗法;当被测阻抗与负载阻抗相当时,可改变负载阻抗.理论与试验研究表明,该方法在适用范围内能够快速有效地提取EMI噪声源内阻抗,从而实现噪声源与EMI滤波器之间的最大阻抗适配,为EMI滤波器的设计及传导电磁干扰噪声抑制提供理论依据.