[發(fā)明專利]一種電小天線寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)及其電小天線寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810225192.0
• 申請日: 2008-10-30
• 公開（公告）號: CN101388676A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳愛新;張艷君;姜鐵華;魏文軒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H04B1/00
• 分類號: H04B1/00;H04B17/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所
• 代理人: 趙文利

1、一種電小天線寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)，其特征在于：采用了實(shí)頻數(shù)據(jù)法和直接優(yōu)化法相結(jié)合的優(yōu)化方法，具體優(yōu)化匹配步驟如下：

步驟一：根據(jù)二端口網(wǎng)絡(luò)理論，能夠得到端口2→端口1的矩陣A_in為：

Ain=A11A12A21A22]]>

??=101jωL12111jωC130110jωC1211jωL11011n00n10jωC111+jωRC111---(1)]]>

式中，A₁₁表示端口2具有A矩陣模式的第一元素，A₁₂表示端口2具有A矩陣模式的第二元素，A₂₁表示端口2具有A矩陣模式的第三元素，A₂₂表示端口2具有A矩陣模式的第四元素，j表示虛數(shù)的單位，ω表示角頻率，L12表示寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)中的第二電感，C13表示寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)中的第三電容，C12表示寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)中的第二電容，L11表示寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)中的第一電感，n表示寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)中的變壓器的變壓比，R表示寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)中的電阻R10的電阻值，C11表示寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)中的第一電容；

端口1→端口2的矩陣A_q為：

Aq=A11′A12′A21′A22′]]>

??=10jωC111+jωRC111n001n1jωL110110jωC12111jωC1301101jωL121---(2)]]>

式中，表示端口1具有A矩陣模式的第一元素，表示端口1具有A矩陣模式的第二元素，表示端口1具有A矩陣模式的第三元素，表示端口1具有A矩陣模式的第四元素；

步驟二：對式(1)根據(jù)阻抗變換得到端口2的輸入阻抗Z_in：

Zin=A11Za+A12A21Za+A22---(3)]]>

Z_a表示天線的阻抗值；

步驟三：對式(2)根據(jù)阻抗變換得到端口1的策動點(diǎn)阻抗Z_q：

Zq=A11′Zc+A12′A21′Zc+A22′---(4)]]>

Z_c表示同軸電纜的特性阻抗；

步驟四：對式(1)根據(jù)雙口網(wǎng)絡(luò)的參量轉(zhuǎn)換關(guān)系可以得出端口2的Z矩陣：

Z=Z11Z12Z21Z22=1A21A11|Ain|1A22---(5)]]>

式中，Z₁₁表示端口2具有Z矩陣模式的第一元素，Z₁₂表示端口2具有Z矩陣模式的第二元素，Z₂₁表示端口2具有Z矩陣模式的第三元素，Z₂₂表示端口2具有Z矩陣模式的第四元素，|A_in|表示端口2在A矩陣中的行列式，即|A_in|＝A₁₁A₂₂-A₁₂A₂₁；

步驟五：對式(3)根據(jù)傳輸線理論得到端口2的反射系數(shù)Γ_in：

Γin=Zin-ZcZin+Zc---(6)]]>

對式(6)根據(jù)傳輸線理論得到端口2的電壓駐波比VSWR：

VSWR=1+|Γin|1-|Γin|---(7)]]>

|Γ_in|表示反射系數(shù)Γ_in的模值；

步驟六：對式(5)根據(jù)二端口網(wǎng)絡(luò)理論得到端口2→端口1的轉(zhuǎn)換功率增益TPG：

TPG=maxi=1,2,3,······,N{P2(ωi)P1(ωi)}]]>

???=maxi=1,2,3,······,N{4|Z21|2(ReZc)(ReZa)|(Z11+Zc)(Z22+Za)-Z12Z21|2}---(8)]]>

式中，i表示天線阻抗數(shù)據(jù)的采集個數(shù)，N表示自然數(shù)，P₁表示信號源所提供的最大平均資用功率，P₂表示天線負(fù)載吸收的平均功率，ω_i表示采集的天線阻抗數(shù)據(jù)中第i個角頻率，ReZ_c表示同軸電纜的特性阻抗實(shí)部，ReZ_a表示天線阻抗實(shí)部。