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射频电路设计中混合型匹配电路的设计思路

摘要

现如今电子信息技术发展迅速，尤其在射频电路设计方面尤为显著，从而促进电子

产品的广泛使用。但在实际生产制造设计时，总会出现阻抗不匹配的现象。为使电路匹

配，这就诞生射频设计仿真软件ADS,它是在国内外高校、科研院所和电子公司中广受

流传的射频微波电路设计仿真工具，此软件性能精湛，仿真手段层出不穷，是广受射频工

程师们认可的工程设计软件。ADS软件可以帮助我们修改、优化匹配电路，最终达到最优

的匹配状态。使得传输效率最大化，因此匹配电路在高速发展的电子通信时代扮演一个

重要的角色。

本课题重点研究匹配电路的基本理论和设计原理，以及T型和Pi型匹配电路仿真设

计的详细过程。利用ADS射频软件来设计匹配网络和做原理图仿真，根据得到的数据中的

仿真结果来判断设计的可行性。从而实现匹配电路性能最优的设计方案。

关键字：匹配电路ADS原理仿真

目录

1绪论2

1.1课题研究背景2

1.2课题研究内容1

2ADS仿真软件的发展与介绍2

3匹配电路的理论础3

3.1阻抗匹配的基本原理3

3.2阻抗匹配电路的种类3

3.2.1集中参数匹配电路3

3.2.2分布参数匹配电路5

4设计匹配电路的本原理7

4.1匹配电路设计参数7

4.1.1特性阻抗与输入阻抗7

1

4.1.2反射系数与驻波系数8

4.2匹配电路设计原理8

4.2.1T型匹配电路8

4.2.2Pi型匹配电路9

5匹配电路的设计与仿真9

5.1T型匹配电路的设计与仿真9

5.2Pi型匹配电路的设计与仿真13

6总结16

参考文献17

1绪论

1.1课题研究背景

伴随着科技的高速发展，人们也越来越来追求高性能的电子产品，而阻抗匹配问题自

打通信发展开始一直都是头号难题。我们都解射频和微波电路与现代快速发展的通信时

代是密切相关的，是共同成长的，因此两者都得到广泛的运用。在现如今的通信领域，

越来越来用户使用计算机、无线网、智能手机以及定位软件。它们的工作频率都已经达到

GHz,速度也相比于从前提升千倍甚至于万倍，正因为这样，射频和微波电路技术才

在通信领域成为一种必不可少的技术，所以研究射频技术中的相关仿真设计也是十分必

要的，这就讲到本文提出的T型和Pi型匹配电路的分析设计与优化，其就是重点所在（彭

鹏飞，邱俊宏，2022）。作为电科专业的学生，我们都应知悉射频与微波匹配技术是电学技

术与电场分布理论的结合，其中电路中产生的波动也会影响我们设计的匹配电路的反射系

数，从而导致整个电路的性能没有达到理想的效果（徐嘉宁，王铭凯,2023）。

射频微波电路设计中最重要的概念之一就是阻抗匹配。在设计过程中，完成阻抗变换,

实现负载和信号源之间的匹配或者负载和传输线之间的匹配即是匹配电路的实质。同时还

必须要考虑到电路与系统的问题，在此情势发展下由于系统中传输效率、功率容量以及工

作稳定性会影响电路的匹配效果。在这个微波电子技术和通信网络迅速发展的时代，各种

通信设备和仿真软件工作所需的频率越来越高，能轻松达到GHz,甚至于更高的频率范围

（彭俊杰，范诗琪，2021）。由于信号传输方式与传输特性受系统工作频率所决定，因此怎样

2

确保在射频微波通信电路中信号能高效率传输、高功率容量和低传输减弱，匹配电路发挥

着举足轻重的作用。

现如今，人们对于射频微波电路的性能要求愈来愈高，设计也愈来愈复杂繁琐，因此

就诞生许多射频仿真软件来满足于射频设计的需求。其中美国安捷伦公司推出的射频微

波通信技术仿真软件ADS在业界广为流传（薛宇峰，马思敏,2021）。在电路设计分析的前提

下，ADS对于我们来说是十分适合的，它的