調(diào)頻發(fā)射機推動級輸出回路匹配分析

何遠(yuǎn)松

發(fā)射機中微帶線電路分析的難點是發(fā)射機生產(chǎn)單位沒有給出電路板的介電常數(shù)值和相對介電常數(shù)值。這兩個值只能是我們在工作中根據(jù)對電路板尺寸的實際測量、分析計算獲得的。

1 調(diào)頻發(fā)射機推動級電路板的介電常數(shù)εr

調(diào)頻大功率發(fā)射機30W推動級電路的輸出回路的原理圖如圖1所示。

圖1A30W推動電路原理圖 圖1B 阻抗匹配等效電路

圖1所示電路，微帶線的工作波長，工廠是按照88～108MHz頻率范圍內(nèi)的中心頻率來設(shè)計而成批量生產(chǎn)放大電路板的。其中心工作頻率為f=98MHz。為計算方便，我們一般按頻率f=100MHz，波長λ=3m來推導(dǎo)電路的阻抗匹配。

實測電路板微帶線長度L1=38cm。其工作原理分析：頻率f=100MHz時，在空氣介電常數(shù)εr=1，λ/4=75cm。L1等于四分之一波長，即L1=λε/4=38cm。

在電路板中，介質(zhì)波長：

λε=4×38=152cm。

正48V供電回路L1的A點，連接電容C1=1200PF，所以A點對地短路，阻抗為0 Ω。由于L1等于四分之一波長，所以，L1的B點，阻抗為無窮大。場效應(yīng)管輸出的高頻信號，不會從B點進入L1微帶線。

2 高頻微帶線的相對介電常數(shù)εe及特性阻抗

圖2 阻抗圓圖

L2、L3、L4是高頻微帶線，其元件特性為電感。高頻微帶線寬度為2mm。已知電路板厚度：h=1.8mm，εr=3.9。

微帶線相對介電常數(shù)：

得到：εr=2.87。再求L2、L3、L4等微帶線的特性阻抗：

得到ZC=70 Ω。高頻微帶線的特性阻抗，用相對介電常數(shù)εe來計算。

3 調(diào)頻30W推動級電路阻抗匹配分析

微帶線長度L2=4.5cm、L3=5cm、L4=7cm。當(dāng)頻率f=100MHz時，圖1電路中電容的容抗：ZC2=4 Ω，ZC3=15.5 Ω，ZC4=48.3 Ω，ZC5=8.8 Ω，ZC6=159 Ω。

現(xiàn)在將負(fù)載R推導(dǎo)到場效應(yīng)管的漏極，才能將推導(dǎo)得到的阻抗與場效應(yīng)管的阻抗RON比較，說明電路個匹配情況。

在L4的輸出端進行規(guī)劃阻抗：

在L4的輸出端進行規(guī)劃線段：

在阻抗圓圖中，找到N點：0.21-j0.357，從阻抗圓圖的匹配點畫連接直線過N點（=0.21-j0.357）至阻抗圓圖邊上，對應(yīng)規(guī)劃線段的起點：0.444，如圖2所示。

從0.444點向阻抗圓圖順時針方向推進0.046到達0.49，0.49對應(yīng)為N1點的規(guī)劃阻抗：0.19-j0.06。反規(guī)劃阻抗（及=0.21-j0.357等效到線段L4的輸入得到的阻抗）：

在微帶線L3輸出端的阻抗：ZX3=Z3//ZC3=5.7-j7。略去阻抗圓圖推導(dǎo)過程，ZX3等效到L3的輸入得到的阻抗：

在L2微帶線輸出端的阻抗：ZX2=Z2//ZC2=0.19-j5.2（Ω）.略去阻抗圓圖推導(dǎo)過程，ZX2等效到L2的輸入得到的阻抗：

Z1=0.14+j7（Ω）.在圖1B中，場效應(yīng)管工作時的阻抗RON=0.1～0.2 Ω，負(fù)載R=50 Ω等效到與RON并聯(lián)阻抗為Z1。駐波系數(shù)VSWR≈1。