射頻是我所知道的最接近魔法的東西。其中一些可能非常復雜，因此這里有五個帶有術語的想法需要理解，這樣您就不會迷失在射頻匹配對話中。

1. 阻抗匹配

在RF電路中，阻抗可以在很寬的頻率范圍內變化。RF匹配網絡的主要目標是匹配源和負載的阻抗，以最大限度地提高功率傳輸，并在所需的工作頻率范圍內最小化反射。這需要了解源和負載的阻抗，并選擇在該頻率下產生匹配的組件。

2. 頻率響應

RF匹配網絡的性能與頻率相關，因此確保網絡在所需頻率范圍內提供所需的阻抗匹配水平非常重要。顯示這一點的兩個最重要的圖是網絡的回波損耗和插入損耗圖。

回波損耗是因阻抗不匹配而從傳輸線反射回源的功率量的量度。反射信號會降低發射信號的功率，因此您希望通過最小化反射來最大化功率傳輸，從而降低回波損耗。根據經驗，-10dB是可接受的反射損耗水平。這相當于大約10%的信號功率，越低越好。在下圖中，您可以看到某個頻率范圍內的回波損耗，顯示性能好的區域和性能較差的區域。

插入損耗是指信號通過匹配網絡時損失的功率量。重要的是將插入損耗降至最低，以確保網絡不會顯著降低負載的可用功率。例如，您通常不會在匹配網絡中使用僅電阻元件。您將期望在整個匹配網絡中有一些損耗，來自傳輸線和網絡中的無源或有源組件。將其保持在最低限度對于信號性能是最好的，越接近0dB越好，但是1dB到2dB通常是可接受的損耗水平。

3. 史密斯圖

史密斯圖是一種圖形工具，用于分析和設計射頻匹配網絡。它是復反射系數的極坐標圖，并提供阻抗的可視化表示。這是損失圖的另一個更詳細的視圖。您要匹配的阻抗位于圓的中間，軸最右點開路，軸最左點短路。當跡線在水平軸上方時，它顯示為更具電感性，軸下方則更具電容性。

使用史密斯圖時，目的是將跡線上的所需頻率轉換為盡可能靠近中心點，以實現最佳阻抗匹配。這是通過使用一些不同的匹配網絡拓撲來增加或減少電容和電感來實現的。

4. 匹配技術

可以使用多種技術來設計RF匹配網絡，例如串聯和并聯LC網絡。技術的選擇取決于所需的阻抗匹配比和頻率范圍。

系列匹配：串聯匹配網絡由與傳輸線串聯的無源元件（如電感器或電容器）組成。

分流匹配：分流匹配網絡由與傳輸線并聯的無源元件組成。

Pi 匹配、L 匹配和 T 匹配：Pi、L 或 T 匹配網絡由串聯元件和分流元件的組合組成。

最適合給定應用的網絡將取決于所需的阻抗轉換。此信息可以通過添加 L 或 C 分量來移動阻抗跡線，從而從史密斯圖得出此信息。

5. S參數

S 參數是一組電氣參數，用于描述放大器、濾波器和傳輸線等射頻組件的行為。它們用于預測這些組件在電路或系統中使用時的性能，并且通常使用矢量網絡分析儀等專用設備進行測量。

S 參數是根據散射矩陣定義的，散射矩陣與設備或系統的輸入和輸出信號相關。在雙端口模型中，有四個 S 參數：S11、S12、S21 和 S22。

S11表示器件的反射系數，即輸入端口的反射波與入射波之比。這就是我們上面提到的回波損耗。

S21表示傳輸系數，即端口2處的發射波與入射波的比值。這就是我們上面提到的插入損耗。

S12是反向變速器。它與S21相同，只是從輸入端口的角度來看。

S22 僅從輸出端口的角度來看與 S11 相同。

你有它。如果你能從高層次上理解這5個主題，那么你就知道什么是匹配網絡，為什么需要它，如何看待它的性能以及如何讓它變得更好。

審核編輯：郭婷