S波段场效应管低噪声放大器的设计仿真(3)
利用史密斯图进行阻抗匹配
（1）．使用并联短截线的阻抗匹配
我们可以通过改变短路的短截线的长度与它在传输线上的位置来进行传输网络的匹配，当达到匹配时，连接点的输入阻抗应正好等于线路的特征阻抗。
假设传输线特征阻抗的导纳为Yin，无损耗传输线离负载d处的输入导纳Yd=Yin+jB（归一化导纳即为1+jb），输入导纳为Ystub=-jB的短截线接在M点，以使负载和传输线匹配。在史密斯图上的操作步骤：
1. 做出负载的阻抗点A，反向延长求出其导纳点B；
2. 将点B沿顺时针方向（朝着源端）转动，与r=1的圆交于点C和D；
3. 点D所在的电抗圆和圆周交点为F；
4. 分别读出各点对应的长度，B（aλ），C（bλ），F（kλ）；
5. 可以得出：负载至短截线连接点最小距离d=bλ-aλ,短截线的长度S=kλ-0.25λ。（2）．使用L-C电路的阻抗匹配
在RF电路设计中，还经常用L-C电路来达到阻抗匹配的目的，通常的可以有如下8种匹配模型可供选择：
这些模型可根据不同的情况合理选择，如果在低通情况下可选择串联电感的形式，而在高通时则要选择串联电容的形式。
使用电容电感器件进行阻抗匹配，在史密斯图上的可以遵循下面四个规则：
1.沿着恒电阻圆顺时针走表示增加串联电感；
2.沿着恒电阻圆逆时针走表示增加串联电容；
3.沿着恒电导圆顺时针走表示增加并联电容；
4.沿着恒电导圆逆时针走表示增加并联电感。
2.2 S参数
在绝大多数涉及射频系统的技术资料和数据手册中，都用到散射参数(S参数)。其原因在于实际射频系统不再采用终端开路、导线形成短路的测量方法。采用导线形成短路的时候，导线本身存在电感，而且其电感量在高频下非常之大，此外，开路情况也会在终端形成负载电容。另外，当涉及电磁波传播时也不希望反射系数的模等于1，在这种情况下，终端的不连续性将导致有害的电压、电流反射，并产生可能造成器件损坏的振荡。S参数描述了两端口入射功率和反射功率之间的关系，而不是电压和电流的关系。应用S参数测量和校准都变得容易。
描述一个系统被V1和V2激励，a1、a2和b1、b2分别表示输入和输出口的入射波、反射波功率。假定系统是线性的，S参数定义为：
图2.2 二端口网络S参数（2.2）
式中 称为双端口网络的散射矩阵，简称为 矩阵，它的个参数的意义如下：
：表示2端口匹配，1端口的反射系数；
：表示2端口匹配，1端口到2端口的传输系数；
：表示1端口匹配，2端口到1端口的传输系数；
：表示1端口匹配，2端口的反射系数。
在射频与微波频段上，与端口的开路、短路条件相比，端口的匹配比较容实现，在端口匹配条件下进行测试也比较安全。
2.3 长线的阻抗匹配
匹配包含两个方面的含义：一是微波源的匹配，要解决的问题是如何从微波源中取出最大功率；二是负载的匹配，要解决的问题是如何是负载吸收全部入射功率。这是两个不同性质的问题，前者要求信号源内阻与长线输入阻抗实现共轭匹配；后者要求负载与长线实现无反射匹配。
2.3.1 微波源的共轭匹配
对于一个给定的微波源，其输出最大功率的条件是：在同一参考面上负载的输入阻抗Zi与波源的内阻抗Zs互为共轭复数，这个条件称为“共轭匹配”。需强调的是Zi与Zs必须对同一参考面而言，其中Zi为从参考面处向负载看去的输入阻抗，Zs为从参考面处向波源看去的输入阻抗。
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