摘 要:正Γ型匹配網(wǎng)絡(luò)的六種設(shè)計(jì),當(dāng)天線實(shí)部阻抗小于饋線阻抗時,串電容、并電感,串電感、并電容,串電容、并電容,串電感、并電感,或者直接串電抗原件,或者直接并電抗原件就能讓天饋線達(dá)到匹配。
關(guān)鍵詞:正Γ型匹配網(wǎng)絡(luò);電容;電感;實(shí)部;虛部;阻抗。
天線阻抗為Ra±jXa,既有實(shí)部Ra,又有虛部±jXa,對不同的頻率呈現(xiàn)不同的天線阻抗。而饋線阻抗Zc為定值,一般是50Ω、75Ω、230Ω等。要使天線的實(shí)部阻抗Ra等于饋線阻抗Zc,虛部電抗±jXa抵消為0,就要用Γ型網(wǎng)絡(luò)或其他網(wǎng)絡(luò)對實(shí)電阻Ra進(jìn)行調(diào)配,使Ra=Zc,再對±jXa進(jìn)行諧振抵消,使±jXa=0。這就是Γ型網(wǎng)絡(luò)和其他網(wǎng)絡(luò)匹配的
原理。
正Γ型網(wǎng)絡(luò)用于天線實(shí)部電阻Ra 抗元件,使它的性質(zhì)和±jXa′串化并相反,數(shù)值和±jXa′串化并相同,就達(dá)到了諧振抵消。也可用串聯(lián)L或C元件完全抵消掉天線虛部電抗,用抵消完天線虛部電抗后的剩余感抗或容抗與Ra進(jìn)行串化并,使Ra串化并等于饋線阻抗Zc,剩余的感抗或容抗串化并后再并聯(lián)相反性質(zhì),相同數(shù)值的容抗或感抗進(jìn)行諧振抵消。正Γ型匹配網(wǎng)絡(luò)是先串聯(lián)電抗元件調(diào)整天線實(shí)部電阻Ra,使之和饋線阻抗Zc相等,再并聯(lián)電抗元件抵消天線虛部電抗±jXa,達(dá)到匹配。 正Γ型網(wǎng)絡(luò)有以下六種匹配情況: 一、當(dāng)天線阻抗為Ra+jXa,實(shí)部電阻Ra小于饋線阻抗Zc和虛部感抗jXa較小時,可采用正Γ型的2種網(wǎng)絡(luò)形式:串電感、并電容,或串電容、并電感,組成正Γ型網(wǎng)絡(luò)。串電感、并電容形式:串電感X1加大天線虛部感抗,使Ra串化并后等于Zc,加大后的虛部感抗經(jīng)串化并后再并聯(lián)相同容抗的電容X2諧振抵消,達(dá)到匹配。串電容、并電感形式:串電容X1抵消完天線虛部感抗,用剩余容抗和Ra串化并,使Ra串化并后等于Zc,剩余容抗經(jīng)串化并后再并聯(lián)相同感抗的電感X2諧振抵消,達(dá)到匹配。 用2種網(wǎng)絡(luò)形式計(jì)算出電感L和電容C的數(shù)值,具體選擇用哪種形式匹配,可根據(jù)工作頻率計(jì)算出來的電感L和電容C的選值范圍和標(biāo)稱值來決定(電感不大于60 uH,電容不大于2500pF)。若2種網(wǎng)絡(luò)都容易達(dá)到選值,則看選擇的網(wǎng)絡(luò)主要是防雷還是防高頻干擾。若用于防雷,應(yīng)選用并電感的形式,使雷電的主要能量直流和低頻通過并聯(lián)電感旁路入地。若用于防高頻干擾,則選用并電容的形式,把高頻干擾旁路入地。 二、當(dāng)天線阻抗為Ra+jXa,實(shí)部電阻Ra小于饋線阻抗Zc,虛部感抗jXa較大時,只能采用正Γ型串電容、并電容形式。串電容X1抵消部分天線虛部感抗,用剩余的天線虛部感抗和實(shí)部電阻Ra串化并,使Ra串化并后等于Zc,剩余天線虛部感抗經(jīng)串化并后再并聯(lián)相同容抗的電容X2抵消,達(dá)到匹配。若采用串電感、并電容形式,會使感抗更大,使串化并后的Ra阻抗超過饋線阻抗Zc;若采用串電容,并電感形式,串聯(lián)X1的容抗既要抵消完天線虛部的感抗jXa,還要有剩余容抗與Ra進(jìn)行串化并,提升天線實(shí)部電阻Ra等于饋線阻抗Zc。這樣,就是串聯(lián)電容X1的容抗很大、電容C值很小,遠(yuǎn)超過選值范圍。 三、當(dāng)天線阻抗為Ra-jXa,實(shí)部電阻Ra小于饋線阻抗Zc,虛部-jXa較小時,可采用正Γ型的2種網(wǎng)絡(luò)形式:串電感、并電容,或串電容,并電感。串電感、并電容形式:串電感X1抵消完天線虛部的容抗,用剩余感抗和Ra串化并使之等于Zc,剩余感抗經(jīng)串化并后再并聯(lián)相同數(shù)值的容抗X2抵消,達(dá)到匹配。串電容、并電感形式:串電容X1加大天線虛部容抗,加大后的天線虛部容抗和Ra串化并后等于Zc,加大后的天線虛部容抗經(jīng)串化并后再并聯(lián)相同數(shù)值的感抗X2進(jìn)行諧振抵消,達(dá)到匹配。 四、當(dāng)天線阻抗為Ra -jXa,實(shí)部電阻Ra小于饋線阻抗ZC,虛部容抗-jXa較大時,只能采用正Γ型的串電感、并電感形式。串電感X1的感抗抵消一部分天線虛部容抗,用剩余天線虛部容抗和Ra進(jìn)行串化并,使Ra串化并后等于饋線阻抗Zc,剩余天線虛部容抗經(jīng)串化并后再并聯(lián)相同數(shù)值的感抗X2抵消,達(dá)到匹配。若采用串電感并電容形式,需要串電感X1的感抗很大,抵消完天線容抗-jXa后,還需有剩余感抗和Ra串化并,使Ra串化并后等于饋線阻抗Zc,使電感的選值超范圍。若采用串電容、并電感形式,使天線回路的虛部容抗更大,串化并后的天線實(shí)部電阻Ra遠(yuǎn)超過饋線阻抗Zc,不能完成阻抗匹配。 五、當(dāng)天線的阻抗是Ra-jXa,或Ra+jXa,串化并后的Ra串化并剛好等于饋線阻抗Zc時,則不需要串聯(lián)電抗元件調(diào)整天線實(shí)部電阻Ra,只用一個并聯(lián)電抗元件L或C,使感抗或容抗等于±jXa的串化并值,且性質(zhì)相反,達(dá)到并聯(lián)諧振抵消虛部電抗,使Za=Zc。 六、當(dāng)天線的阻抗是Ra-jXa,或Ra+jXa,實(shí)部電阻Ra剛好等于饋線阻抗Zc時,只用1個串聯(lián)電抗元件L或C,使感抗或容抗等于±jXa值且性質(zhì)相反,達(dá)到串聯(lián)諧振抵消虛部電抗,僅剩下實(shí)部電阻Ra與Zc同值 匹配。 參考文獻(xiàn) [1]朱德釗,邱安.微波技術(shù)[Z].中國人民解放軍通訊學(xué)院,1991 [2]劉洪才等.廣播發(fā)射與衛(wèi)星傳輸理論基礎(chǔ).中國廣播電視出版社 作者簡介 高文學(xué)(1982-),工作于延安廣播轉(zhuǎn)播臺,工程師。