CN116505905A - 一种射频宽带匹配电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及匹配电路技术领域，尤指一种基于容性负载下的射频宽带匹配电路；包括电信连接的匹配网络输入模块、阻抗变换器模块、LC并联谐振模块和匹配网络输出模块；本发明通过采用复合输出电路，即集中参数变压器形式的阻抗变换器、LC并谐振网络与LRC并联谐振网，以及降低负载电阻值，实现了大容性负载下的射频宽带匹配；同时，本发明的的匹配电路通过复合电路之间的协调配合，实现大容性负载下的射频宽带匹配，电路稳定性好，同时也大大提高了射频功率的传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及匹配电路技术领域，尤指一种基于容性负载下的射频宽带匹配电路。
背景技术
射频功率传输电路中阻抗匹配是关键环节之一，只有输出阻抗与负载阻抗匹配，才能实现射频功率的传输。目前容性负载射频匹配技术通常采用加载可调电感去中和负载的容性，使匹配电路在工作频点下实现谐振，根据工作频点调节电感值实现阻抗匹配，该技术的缺陷是同一时刻只能满足单一频点下的射频阻抗匹配，并不是真正意义上的宽带匹配网络。另一种技术是采用LC网络去平衡负载的容性达到宽带匹配，该技术仅适用于时负载电容较小的环境，当负载电容在1000pF以上时，无法实现宽带阻抗匹配。
发明内容
针对上述不足，本发明旨在提供一种射频宽带匹配电路，尤指一种一种基于容性负载下的射频宽带匹配电路。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种射频宽带匹配电路，所述的射频宽带匹配电路采用复合输出电路，包括电信连接的匹配网络输入模块、阻抗变换器模块、LC并联谐振模块和匹配网络输出模块；所述的匹配网络输入模块将功率源输出的射频信号馈入到匹配网络；所述的阻抗变换器模块采用集中参数变压器原理，馈入的射频信号经过阻抗变换器模块，将阻抗降低；所述的LC并联谐振模块保证匹配网络在工作带宽内匹配良好，并将射频信号传送到匹配网络输出模块；所述的匹配网络输出模块与LC串联谐振模块协调工作实现阻抗匹配。
所述的阻抗变换器变换模块采用集中参数变压器形式的阻抗变换器，可将阻抗由50Ω降低至25Ω。
所述的匹配网络输出模块包括大容性负载以及并联的电感和输出负载。
所述的阻抗匹配范围为20Ω到50Ω之间。
所述的阻抗变压器变比为2:1。
所述的阻抗变换器初级端连接放大器输出电路。
所述的阻抗变换器次级端连接电感与电容组成的并联谐振网络，然后连接负载电阻、电感与负载电容组成的并联谐振网络。
所述的阻抗变压器采用三个磁环，初级线圈采用铜皮。
所述的初级线圈与次级线圈叠绕在一起，初级线圈和次级线圈绕圈数不同。
所述的电感采用漆包线绕制，空心无加载介质。
本发明达到的有益效果是：本发明通过采用复合输出电路，即集中参数变压器形式的阻抗变换器、LC并谐振网络与LRC并联谐振网，以及降低负载电阻值，实现了大容性负载下的射频宽带匹配；同时，本发明的的匹配电路通过复合电路之间的协调配合，实现大容性负载下的射频宽带匹配，电路稳定性好，同时也大大提高了射频功率的传输效率。
附图说明
图1是本发明的逻辑模块组成示意图。
图2是本发明中射频匹配网络电路示意图。
图3是本发明中匹配网络驻波比示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图详细说明本实施例的具体实施方式：
如图1所示，一种基于容性负载下的射频宽带匹配电路，所述的射频宽带匹配电路采用复合输出电路，包括电性通讯连接的匹配网络输入模块、阻抗变换器模块、LC并联谐振模块和匹配网络输出模块；所述的匹配网络输入模块将功率源输出的射频信号馈入到匹配网络；所述的阻抗变换器模块是采用集中参数变压器原理，馈入的射频信号经过阻抗变换器模块，本实施例中将阻抗由50Ω降低至25Ω；所述的LC并联谐振模块采用LC并谐振网络，保证匹配网络在工作带宽内匹配良好，并将射频信号传送到匹配网络输出模块；所述的匹配网络输出模块包括大容性负载C以及并联的电感L和20Ω输出负载，匹配网络输出模块与LC串联谐振模块协调工作实现20Ω到50Ω的阻抗匹配。
如图2所示，本发明中的匹配网络电路中阻抗变压器变比为2:1，阻抗变换器初级端连接放大器输出电路，阻抗变换器次级端连接电感L2与电容C2组成的并联谐振网络，然后连接负载电阻R1、电感L1与负载电容C1组成的并联谐振网络。
如图3所示，本发明通过采用集中参数变压器形式的阻抗变换器、LC并谐振网络与LRC并联谐振网络协调配合以及降低负载电阻值，实现了大容性负载下的射频宽带匹配。容性负载阻抗值1300pF，负载电阻值20Ω，在1.0MHz-8.0MHz工作带宽内，匹配电路驻波比＜1.25。
本实施例中，阻抗变压器采用三个120mm*60mm*25磁环，初级线圈采用宽度25mm厚度0.3mm铜皮，为了达到最佳耦合效果，初级线圈与次级线圈叠绕在一起，初级线圈7圈，次级线圈5圈。磁环电感
。感性阻抗在1.0MHz-8.0MHz带宽内阻抗值为1107Ω-8856Ω。
本实施例中，电感L1与电感L2采用漆包线绕制，空心无加载介质。漆包线规格4mm*2mm(宽带*厚度)的扁平漆包线，电感L1绕制3圈、电感L2绕制4圈。
本实施例中，通过仿真优化电感L1值为335nH,电感L2值为613nH，电容C2值为743pF，负载电阻R1值为20Ω。
本发明通过采用复合输出电路，即集中参数变压器形式的阻抗变换器、LC并谐振网络与LRC并联谐振网，以及降低负载电阻值，实现了大容性负载下的射频宽带匹配；同时，本发明的的匹配电路通过复合电路之间的协调配合，实现大容性负载下的射频宽带匹配，电路稳定性好，同时也大大提高了射频功率的传输效率。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种射频宽带匹配电路，其特征在于：所述的射频宽带匹配电路采用复合输出电路，包括电信连接的匹配网络输入模块、阻抗变换器模块、LC并联谐振模块和匹配网络输出模块，
所述的匹配网络输入模块将功率源输出的射频信号馈入到匹配网络，
所述的阻抗变换器模块采用集中参数变压器原理，馈入的射频信号经过阻抗变换器模块，将阻抗降低；
所述的LC并联谐振模块保证匹配网络在工作带宽内匹配良好，并将射频信号传送到匹配网络输出模块；
所述的匹配网络输出模块与LC串联谐振模块协调工作实现阻抗匹配。
2.根据权利要求1所述的一种射频宽带匹配电路，其特征在于：阻抗变换器变换模块采用集中参数变压器形式的阻抗变换器，可将阻抗由50Ω降低至25Ω。
3.根据权利要求1所述的一种射频宽带匹配电路，其特征在于：所述的匹配网络输出模块包括大容性负载以及并联的电感和输出负载。
4.根据权利要求1所述的一种基于容性负载下的射频宽带匹配电路，其特征在于：所述的阻抗匹配范围为20Ω到50Ω之间。
5.根据权利要求2所述的一种射频宽带匹配电路，其特征在于：所述阻抗变换器的阻抗变压器变比为2:1。
6.根据权利要求2所述的一种射频宽带匹配电路，其特征在于：所述的阻抗变换器初级端连接放大器输出电路。
7.根据权利要求2所述的一种射频宽带匹配电路，其特征在于：所述的阻抗变换器次级端连接电感与电容组成的并联谐振网络，然后连接负载电阻、电感与负载电容组成的并联谐振网络。
8.根据权利要求2所述的一种射频宽带匹配电路，其特征在于：所述的阻抗变压器采用三个磁环，初级线圈采用铜皮。
9.根据权利要求2所述的一种射频宽带匹配电路，其特征在于：所述的初级线圈与次级线圈叠绕在一起，初级线圈和次级线圈绕圈数不同。
10.根据权利要求3或7所述的一种射频宽带匹配电路，其特征在于：所述的电感采用漆包线绕制，空心无加载介质。
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