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正文摘录:

曹卫平等：背负式短波天缒麴煎堕堡圆堑塑型邀和宽带匹配网络的计算机辅助设计(CAD)。其中解析设计法要求给出负载的解析表达式，再进行解析设计；宽带匹配网络CAD的方法只要求给出负载带内一些实际频率点上的阻抗(或导纳)数据就能进行设计，所需数据可以是实验测试或理论计算得到的。宽带匹配网络CAD方法主要有元件直接优化法、实频数据法以及在此基础上发展得到的简化实频数据法等。图1网络分析仪测试的鞭带天线的阻抗圆图对于以天线为负载的匹配问题，解析设计法是不适用的，而c.AD方法却是一种有效的方法。下面以元件直接优化法为例说明宽带匹配网络CAD方法。设计思想：结合实频数据法和直接优化法，利用一个简单的CAD工具——Smith圆图工具来构建宽带匹配网络，再对网络中的元件值进行精确计算。’步骤如下：(1)在实测出天线的阻抗参数后，首先要判断只用无源网络进行匹配是否能够满足要求。如果不能满足则插入附加阻尼网络。本文选择的鞭带天线用无源网络进行匹配是无法达到指标的，所以在天线底部串接一个R—L—c并联的附加网络的方法。由于R—L—c并联网络阻抗随频率变化曲线具有阻尼性质，所以他可以对天线负载阻抗曲线进行适当地平滑，然后就比较容易用宽带匹配网络CAI)的方法进行匹配了，至于R，L，C元件的选取，可通过优化并结合具体的技术要求而定，目的是使天线阻抗数值较低的地方能够升高而对天线阻抗数值较高的地方影响不大。当插入附加阻尼网络之后，将天线和附加阻尼网络看成一个负载Z。。。插入附加网络后使端口的反射系数S。与带宽cu的关系下的面积满足博德理论之后，再根据Smith圆图工具构建T型或Ⅱ型无耗网络，该无耗网络起阻抗均衡的作用。(2)构建无耗网络下面结合一个简单的(；AD软件——Smith圆图T县，根据实频数据法和直接优化法的思想，以输入VSWR的设计为例，介绍一种新型、方便的宽带匹配网络综合方法。在利用Smith圆图工具进行匹配网络的设计之前，先了解以下规律：在Smith圆图上：36①串联一个电容的效果是归一化阻抗沿等电阻圆逆时针转动；②串联一个电感的效果是归一化阻抗沿等电阻圆顺时针转动；③并联一个电容的效果是归一化阻抗沿等电导圆顺时针转动；④并联一个电感的效果是归一化阻抗沿等电导圆逆时针转动；下面开始输入VSWR的优化设计，根据实频数据法的折线观点，可以在需要的频段内均匀取几个频点的输入阻抗来进行设计。根据VSWR＜3这个加权条件，需要设计一个匹配网络，即阻抗变换网络，使得经过这个网络后，这几个频点的输入阻抗均在VSWR：3的范围内，尽量的接近圆心。(3)当然这样不能得到精确的值，只能得到拓扑结构和大概的值，还需要借助ADs进行精确计算。根据上述拓扑结构构建的仿真电路，如图2所示。图2匹配电路从仿真、测试结果(图3，图4)中我们可以看出dB(S、，)＜一6，VSWR＜3。所设计的宽带匹配网络当中的附加网络电阻值为50Q，通过理论计算在6～10MHz的范围内天线的效率最低为10％，达设计指标。O.2.4盒：一6济鲁.8.IO.12、…if。|||，一—。、^一／——＼√{、◇┗┻┻┻┻┻┛567891011F嘲mIH2图35lt仿真结果图现在我们设计10～30MHz的匹配网络，该匹配网络的拓扑结构的构建与6～10MHz频带内的拓扑结构的构建思想和步骤相同。图5为所设计的匹配网络的电路的形式，图6为s。的仿真结果。由图6，图7可以看出，若用这个匹配网络对天线进行匹配，可以实现从10～30MHz频带范围内VSWR＜3的目标。