在討論50歐姆阻抗這個話題時，有同學留言說：是不是和最大輸出功率也相關(guān)，今天我們從阻抗匹配角度來談一談 最大輸出功率這個話題。

阻抗匹配問題一直是射頻設計中一個最基本的問題，任何射頻設計都繞不開阻抗匹配。

匹配的終極目的就是使得電磁波信號能夠在系統(tǒng)中無反射的向前傳播。 在很多時候，我們都忽略了反射的影響，其實不然，在微波元器件中，我們除了要關(guān)注插入損耗外，反射損耗也是必須要關(guān)注的。 很多情況下，反射損耗對系統(tǒng)的影響更大。 反射損耗另一個比較熟悉的名字就是回波損耗——RL。

最大功率傳輸?shù)谋匾獥l件是：負載阻抗和源阻抗共軛匹配，就是下面這個方程式

這樣匹配有什么好處呢？

1，負載匹配，可以向負載傳輸最大的功率。

2，接收機端進行阻抗匹配能夠改善接收機的噪聲系數(shù)

3，發(fā)設計端進行阻抗匹配，能夠傳輸最大功率，提高效率。

說起共軛匹配，我們先復習一下共軛的概念。

一提到數(shù)學就頭疼，共軛是什么玩意？ 帶大家一起回憶一下。 共軛就是兩個復數(shù)的實部相同，虛部符號相反，大小相等，如下圖所示，在復平面上，共軛也就是在坐標系里沿著x軸（實軸）鏡像了一下。

實現(xiàn)最大功率傳輸，為什么要共軛呢？ 我們一起看一下。 假設在一個最簡單的電路中，如下圖所示，Us為信號源電壓，Rs為信號源內(nèi)阻，RL為負載電阻。 在什么情況下才能夠使得信號源把最多的功率提供給負載呢？ 也就是如何讓信號源的輸出功率盡可能大。

利用上面這個簡單的電路，很容易得到信號源輸出功率與電路元器件之間的關(guān)系：

在這里，我們假設：

這時，我們就可得到：

我們就得到了，信號源的輸出功率只取決于Us，Rs和RL。 當信號源一定時，輸出功率只取決于k，負載阻抗和信號源內(nèi)阻的比值。

取右邊的極值唄。 我們也可以得到這個功率比和阻抗比的關(guān)系曲線。

也就是當k等于1時，即RL=Rs時，負載可獲得最大的輸出功率，此時的狀態(tài)為匹配狀態(tài)。 無論負載阻抗大于還是小于信號源內(nèi)阻，都不可能使得負載獲得最大功率，并且這兩個電阻值偏差越大，輸出功率就越小。

當源阻抗為復數(shù)時，我們可以用同樣的推導過程進行計算。 這時的等效電路如下圖所示：

其信號源電壓為Vs，信號源內(nèi)阻為Zs=Rs+jXs。 負載阻抗為Z=R+jX。 電路中的電流為：

電流的幅度值為：

負載處的功率為：

參照前文到的結(jié)論，當R=Rs，X=-Xs時，負載的功率最大，即輸出功率最大。 這時即有

那么在共軛匹配下，負載能夠得到最大的功率是多少呢？

只有二分之一的源功率能夠到負載，剩下的到哪去了呢？ 被源自己的電阻吃掉了。 所以我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)，源都是最熱的那一個。

如果負載阻抗不能滿足共軛匹配條件怎么辦呢？ 很簡單，讓他匹配嘛，在源與負載之間加一個匹配網(wǎng)絡，將負載阻抗變換為信號源阻抗的共軛匹配。 這個阻抗變換就是阻抗匹配的重要方法之一。

注意：看看過去的方向。

審核編輯：湯梓紅