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射頻入門第一課就是學習匹配設計，那么什么是阻抗匹配？為什么要做阻抗匹配？
阻抗匹配的背景
在做電路設計時，不管是硬件還是射頻，我們的阻抗設計目標都是50Ohm，同軸電纜由兩個同心圓柱導體組成，內導體和外導體之間由介電材料隔開。
同軸電纜傳輸?shù)闹髂Ｊ绞菣M電磁波（TEM波），這種模式下電磁場完全被限制在電纜內部，沒有輻射損耗。
同軸線的最大功率容量：
P==
同軸線的傳輸損耗
Loss=
εr是同軸內介質的相對介電常數(shù)；Tanδ是介質損耗角正切角
Z=29.6578Ohm時，功率容量最大。當阻抗Z=76.3779Ohm時，同軸線的損耗最小。
那么為了得到一個較理想的功率容量，又使得損耗可以接受，取這兩個特殊阻抗的中間為標準值Z0=（29.6578+76.3779）/2= 53.0178 Ohm。簡便起見，取Z0=50Ohm
什么是阻抗匹配
工程上設定50Ohm為最佳傳輸阻抗，此時功率傳輸最大，損耗最小。最最理想模型當然是希望Source端的輸出阻抗為50歐姆，傳輸線的阻抗為50歐姆，Load端的輸入阻抗也是50歐姆，一路50歐姆下去，這是最理想的。
然而實際情況是：源端阻抗不會是50ohm，負載端阻抗也不會是50ohm，而且源端和負載端都不是實阻抗，呈現(xiàn)容性或者感性，阻抗R+jX。
在具有電阻、電感和電容的電路里，對電路中的電流所起的阻礙作用叫作阻抗。阻抗對電路的信號傳輸呈現(xiàn)損耗的現(xiàn)象。所以為了功率的最大傳輸，需要在傳輸線上損耗最小。
滿足最大功率傳輸?shù)臈l件是共軛匹配，共軛的含義是源端阻抗Rs+jXs和負載阻抗RL+jXL滿足：實部相等Rs=RL，虛部相底抵消Xs+XL=0。
阻抗匹配的好處
阻抗匹配的主要目的是減少信號反射和提高功率傳輸效率。以下是阻抗匹配的一些關鍵點：
減少反射：當兩個阻抗不同的網絡相連時，信號會在連接點產生反射，導致信號失真和功率損耗。阻抗匹配可以減少這種反射，確保信號能夠順利通過連接點。
提高功率傳輸效率：阻抗匹配可以提高功率傳輸效率，使得盡可能多的功率從源傳遞到負載。如果源和負載之間的阻抗不匹配，部分功率會以反射的形式返回源，導致功率傳輸效率降低。
信號完整性：阻抗匹配有助于保持信號的完整性，減少信號失真和噪聲。這對于高速數(shù)字電路和射頻電路尤為重要，因為這些電路對信號完整性的要求較高。
阻抗匹配怎么做？
計算機仿真：?由于這類軟件是為不同功能設計的而不只是用于阻抗匹配，所以使用起來比較復雜。設計者必須熟悉用正確的格式輸入眾多的數(shù)據。設計人員還需要具有從大量的輸出結果中找到有用數(shù)據的技能。另外，除非計算機是專門為這個用途制造的，否則電路仿真軟件不可能預裝在計算機上。
手工計算：?這是一種極其繁瑣的方法，因為需要用到較長的計算公式、并且被處理的數(shù)據多為復數(shù)。
經驗：?只有在RF領域工作過多年的人才能使用這種方法?？傊?，它只適合于資深的專家。
史密斯圓圖：看圖作畫。
史密斯圓圖是由很多圓周交織在一起的一個圖。正確的使用它，可以在不作任何計算的前提下得到一個表面上看非常復雜的系統(tǒng)的匹配阻抗，唯一需要作的就是沿著圓周線讀取并跟蹤數(shù)據。
在史密斯圖上找到負載阻抗的位置，工程師可以確定需要添加的電感或電容元件，以調整阻抗，使其與源阻抗或傳輸線的特性阻抗匹配。
實際調試中，工程師也可以將矢網的smith圓圖調出來根據實際的圓圖情況調整繞圓的方式和方法。
總之，阻抗匹配對于確保射頻電路的性能、效率和可靠性至關重要。在設計射頻電路時，工程師需要仔細考慮阻抗匹配，以實現(xiàn)最佳的設計效果。
