阻抗匹配电路及天线的制作方法

1.本实用新型属于匹配网络技术领域，具体涉及一种阻抗匹配电路及天线。


背景技术：

2.现有射频天线的射频放大器普遍采用单端结构，射频放大电路的负载端(信号输出端)与信号源端存在阻抗差，需要通过调节电路使负载端与信号源端的阻抗相适配后方能使用；另一方面，负载端与信号源端之间还需要进行平衡与不平衡转换。
3.但对于目前的调节电路来说，如在实现阻抗匹配功能的同时还要满足功率最大化，只能在实际应用过程中依靠经验对其元件的具体参数进行调整，效率非常低下。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种阻抗匹配电路，旨在解决现有的调节电路在进行阻抗匹配调整时效率较低的技术问题。
5.本实用新型为达到其目的，所采用的技术方案如下：
6.一种阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路包括第一匹配电路和巴伦电路；其中：
7.所述第一匹配电路包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电容和第二电容；所述第一电感的一端分别与所述第二电感的一端、所述第一电容的一端电连接，所述第二电感的另一端接地，所述第三电感的一端分别与所述第四电感的一端、所述第二电容的一端电连接，所述第四电感的另一端接地，所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端用于连接信号输出端；
8.所述巴伦电路包括第五电感、第六电感、第三电容和第四电容；所述第一电感的另一端分别与所述第五电感的一端、所述第三电容的一端电连接，所述第三电感的另一端分别与所述第六电感的一端、所述第四电容的一端电连接，所述第三电容的另一端、所述第六电感的另一端接地，所述第五电感的另一端、所述第四电容的另一端用于连接信号源端。
9.进一步地，所述阻抗匹配电路还包括第二匹配电路；其中：
10.所述第二匹配电路包括第五电容、第七电感和第八电感；所述第七电感的一端分别与所述第八电感的一端、所述第五电感的另一端、所述第四电容的另一端电连接，所述第八电感的另一端接地，所述第七电感的另一端、所述第五电容的一端用于连接所述信号源端，所述第五电容的另一端接地。
11.进一步地，所述第五电感的电感值是基于所述信号输出端的阻抗值与所述信号源端的阻抗值的乘积计算得出，且所述第五电感的电感值等于所述第六电感的电感值。
12.进一步地，所述第三电容的电容值是基于所述信号输出端的阻抗值与所述信号源端的阻抗值的乘积计算得出，且所述第三电容的电容值等于所述第四电容的电容值。
13.进一步地，所述第一电感的电感值是基于所述信号输出端的阻抗值与所述信号源端的阻抗值的乘积计算得出，且所述第一电感的电感值等于所述第三电感的电感值。
14.进一步地，所述第二电感的电感值是基于所述信号输出端的阻抗值与所述信号源
端的阻抗值的乘积计算得出，且所述第二电感的电感值等于所述第四电感的电感值。
15.进一步地，所述第一电容的电容值是基于所述信号输出端的阻抗值与所述信号源端的阻抗值的乘积计算得出，且所述第一电容的电容值等于所述第二电容的电容值。
16.进一步地，所述第一电感的电感值是基于所述信号输出端的阻抗值与所述信号源端的阻抗值的乘积计算得出，且所述第一电感的电感值等于所述第三电感的电感值，所述第八电感的电感值为所述第一电感的电感值的二分之一。
17.进一步地，所述第二电感的电感值是基于所述信号输出端的阻抗值与所述信号源端的阻抗值的乘积计算得出，且所述第二电感的电感值等于所述第四电感的电感值，所述第七电感的电感值为所述第二电感的电感值的二分之一。
18.进一步地，所述第一电容的电容值是基于所述信号输出端的阻抗值与所述信号源端的阻抗值的乘积计算得出，且所述第一电容的电容值等于所述第二电容的电容值，所述第五电容的电容值为所述第一电容的电容值的两倍。
19.对应地，本实用新型还提出一种天线，所述天线包括如前述的阻抗匹配电路。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
21.本实用新型提出的阻抗匹配电路，通过巴伦电路将单端信号转换为两路差分信号，并将巴伦电路的两路输出端与第一匹配电路进行级联连接，得到差分式匹配网络，从而在实现了信号输出端与信号源端之间的平衡与不平衡转换的前提下，可根据信号源端及信号输出端具体的阻抗值预先计算出该差分式匹配网络中各个电感和电容的最优值，进而在消除两端阻抗失配的同时达到基于该差分式匹配网络下的功率最大化，免去了在电路连接完毕后对元件参数进行调试的操作，提高了工作效率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
23.图1为本实用新型阻抗匹配电路一实施例的连接示意图。
24.附图标记说明：
25.[0026][0027]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0030]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0031]
参照图1，本实用新型一实施例提供一种阻抗匹配电路，该阻抗匹配电路包括第一匹配电路1和巴伦电路2；其中：
[0032]
第一匹配电路1包括第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4、第一电容c1和第二电容c2；第一电感l1的一端分别与第二电感l2的一端、第一电容c1的一端电连接，第二电感l2的另一端接地，第三电感l3的一端分别与第四电感l4的一端、第二电容c2的一端电连接，第四电感l4的另一端接地，第一电容c1的另一端、第二电容c2的另一端用于连接信号输出端zdp；
[0033]
巴伦电路2包括第五电感l5、第六电感l6、第三电容c3和第四电容c4；第一电感l1的另一端分别与第五电感l5的一端、第三电容c3的一端电连接，第三电感l3的另一端分别与第六电感l6的一端、第四电容c4的一端电连接，第三电容c3的另一端、第六电感l6的另一端接地，第五电感l5的另一端、第四电容c4的另一端用于连接信号源端zsn。
[0034]
在本实施例中，将巴伦电路2和第一匹配电路1进行级联连接，可获得差分式匹配网络。具体地，巴伦电路2是单端与差分对之间的转换模块，当信号源端zsn输出的射频信号从巴伦电路2的输入端(即图示的左端)输入后，将通过巴伦电路2的两个输出端(即图示的右端)进行输出，相当于将一路输入信号分为两路输出信号，实现了平衡与不平衡转换。但此时巴伦电路2输出端的阻抗与信号输出端zdp的阻抗仍存在失配的问题，于是将巴伦电路
2的两个输出端分别与第一匹配电路1的两个输入端(即第一电感l1的另一端和第三电感l3的另一端)连接，如此，通过调整第一匹配电路1中各个电感及电容的具体值，可使第一匹配电路1实现t型匹配，消除巴伦电路2输出信号的阻抗失配问题，实现巴伦电路2输出端与信号输出端zdp的阻抗匹配。其中，巴伦电路2及第一匹配电路1中各个电感和电容的具体值，可预先根据信号源端zsn及信号输出端zdp具体的阻抗值经计算得出，而信号源端zsn及信号输出端zdp具体的阻抗值可通过查找芯片手册或通过矢量网络分析仪测量得到。
[0035]
由此可见，本实施例提供的阻抗匹配电路，通过巴伦电路2将单端信号转换为两路差分信号，并将巴伦电路2的两路输出端与第一匹配电路1进行级联连接，得到差分式匹配网络，从而在实现了信号输出端zdp与信号源端zsn之间的平衡与不平衡转换的前提下，可根据信号源端zsn及信号输出端zdp具体的阻抗值预先计算出该差分式匹配网络中各个电感和电容的最优值，进而在消除两端阻抗失配的同时达到基于该差分式匹配网络下的功率最大化，免去了在电路连接完毕后对元件参数进行调试的操作，提高了工作效率。
[0036]
具体地，参照图1，阻抗匹配电路还包括第二匹配电路3；其中：
[0037]
第二匹配电路3包括第五电容c5、第七电感l7和第八电感l8；第七电感l7的一端分别与第八电感l8的一端、第五电感l5的另一端、第四电容c4的另一端电连接，第八电感l8的另一端接地，第七电感l7的另一端、第五电容c5的一端用于连接信号源端zsn，第五电容c5的另一端接地。
[0038]
由于巴伦电路2输入端的阻抗与信号源端zsn的阻抗可能存在失配的问题，将影响信号传输。于是本具体实施方式将巴伦电路2的输入端与第二匹配电路3的输出端(即第七电感l7的一端和第八电感l8的一端)连接，如此，通过调整第二匹配电路3中各个电感及电容的具体值，可使第二匹配电路3实现π型匹配，实现巴伦电路2输入端与信号源端zsn的阻抗匹配。其中，第二匹配电路3中各个电感和电容的具体值，可预先根据信号源端zsn及信号输出端zdp具体的阻抗值经计算得出，而信号源端zsn及信号输出端zdp具体的阻抗值可通过查找芯片手册或通过矢量网络分析仪测量得到。
[0039]
具体地，第五电感l5的电感值是基于信号输出端zdp的阻抗值与信号源端zsn的阻抗值的乘积计算得出，且第五电感l5的电感值等于第六电感l6的电感值。
[0040]
具体地，第三电容c3的电容值是基于信号输出端zdp的阻抗值与信号源端zsn的阻抗值的乘积计算得出，且第三电容c3的电容值等于第四电容c4的电容值。
[0041]
针对巴伦电路2，作为一种优选的具体实施方式，第五电感l5、第六电感l6的电感值与信号输出端zdp、信号源端zsn的阻抗值满足以下计算公式：
[0042][0043]
而第三电容c3、第四电容c4的电容值与信号输出端zdp、信号源端zsn的阻抗值满足以下计算公式：
[0044][0045]
具体地，第一电感l1的电感值是基于信号输出端zdp的阻抗值与信号源端zsn的阻抗值的乘积计算得出，且第一电感l1的电感值等于第三电感l3的电感值。
[0046]
具体地，第二电感l2的电感值是基于信号输出端zdp的阻抗值与信号源端zsn的阻
抗值的乘积计算得出，且第二电感l2的电感值等于第四电感l4的电感值。
[0047]
具体地，第一电容c1的电容值是基于信号输出端zdp的阻抗值与信号源端zsn的阻抗值的乘积计算得出，且第一电容c1的电容值等于第二电容c2的电容值。
[0048]
针对第一匹配电路1，作为一种优选的具体实施方式，第一电感l1、第三电感l3的电感值与信号输出端zdp、信号源端zsn的阻抗值满足以下计算公式：
[0049][0050]
第二电感l2、第四电感l4的电感值与信号输出端zdp、信号源端zsn的阻抗值满足以下计算公式：
[0051][0052]
而第一电容c1、第二电容c2的电容值与信号输出端zdp、信号源端zsn的阻抗值满足以下计算公式：
[0053][0054]
需要说明的是，上述各个计算公式中的ω＝2*π*f，其中，f为天线射频放大器芯片所采用的频率(如2.4g，5.8g等)。
[0055]
具体地，第八电感l8的电感值为第一电感l1的电感值的二分之一。
[0056]
具体地，第七电感l7的电感值为第二电感l2的电感值的二分之一。
[0057]
具体地，第五电容c5的电容值为第一电容c1的电容值的两倍。
[0058]
针对第二匹配电路3，第八电感l8、第七电感l7的电感值与第一电感l1、第二电感l2的电感值满足以下关系：
[0059]
l8＝l1/2
[0060]
l7＝l2/2
[0061]
而第五电容c5的电容值与第一电容c1的电容值满足以下关系：
[0062]
c5＝c1*2
[0063]
如此，通过上述具体实施方式中的计算公式，可基于已获取到的信号输出端zdp及信号源端zsn的阻抗值，预先将巴伦电路2、第一匹配电路1及第二匹配电路3中各个电感的电感值及各个电容的电容值确定下来，免去了在巴伦电路2、第一匹配电路1及第二匹配电路3连接完毕后再对元件参数进行调试的操作。从而通过简捷易行的方式实现了信号输出端zdp与信号源端zsn的平衡与不平衡转换及阻抗匹配，并达到了基于该差分式匹配网络下的功率最大化，提高了匹配网络的工作稳定性。
[0064]
对应地，本实用新型实施例还提供一种天线，该天线包括上述任一实施例中的阻抗匹配电路。
[0065]
本实施例所提供的天线具体为具有射频放大器的射频天线，信号源端zsn和信号输出端zdp对应射频放大器芯片输入及输出馈电信号的两端。其中，关于阻抗匹配电路的具体连接关系，可参照上述实施例。由于该天线采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0066]
需要说明的是，本实用新型公开的阻抗匹配电路及天线的其它内容可参见现有技术，在此不再赘述。
[0067]
以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。