匹配,为什么要“共轭”
阻抗匹配问题一直是射频设计中一个最基本的问题,任何射频设计都绕不开阻抗匹配。
匹配的目的就是使得电磁波信号能够在系统中无反射的向前传播。在很多时候,我们都忽略了反射的影响,其实不然,在微波元器件中,我们除了要关注插入损耗外,反射损耗也是必须要关注的。很多情况下,反射损耗对系统的影响更大。反射损耗另一个比较熟悉的名字就是回波损耗RL。
最大功率传输的必要条件是:负载阻抗和源阻抗共轭匹配,就是下面这个方程式
这样匹配有什么好处呢?
1,负载匹配,可以向负载传输最大的功率。
2,接收机端进行阻抗匹配能够改善接收机的噪声系数
3,发设计端进行阻抗匹配,能够传输最大功率,提高效率。
说起共轭匹配,我们先复习一下共轭的概念。
一提到数学就头疼,共轭是什么玩意?带大家一起回忆一下。共轭就是两个复数的实部相同,虚部符号相反,大小相等,如下图所示,在复平面上,共轭也就是在坐标系里沿着x轴(实轴)镜像了一下。
实现最大功率传输,为什么要共轭呢?我们一起看一下。假设在一个最简单的电路中,如下图所示,Us为信号源电压,Rs为信号源内阻,RL为负载电阻。在什么情况下才能够使得信号源把最多的功率提供给负载呢?也就是如何让信号源的输出功率尽可能大。
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