射頻電感器之阻抗匹配的那些事兒~

2021-01-08 RFID世界網

　　對高頻電路而言，電路之間的電感匹配很重要。電感匹配是指在信號的傳輸線路上，讓發送端電路的輸出阻抗與接收端電路的輸入阻抗一致，匹配後，可以最大限度地把發送端的電力傳送到接收端。

　　匹配電路使用電容器和電感器，但是實際的電容器和電感器與理想的元件不同，有損耗。表示該損耗的有Q值。Q值越大，表示電容器和電感器的損耗就越小。

　　電感的Q值與高頻電路的損耗

　　匹配電路中使用的電感器的Q值的大小，對高頻電路的損耗也會產生影響。

　　為了確認此事，我們採用了村田的SAW濾波器 (通頻帶800MHz頻段) 和RF電感，在匹配電路中換裝Q值不同的RF電感，測量和比較了SAW濾波器的插入損耗。

　　圖1表示電路圖。此次的電路，雖說是匹配電路，但是只有一個RF電感器。

圖1: SAW濾波器與匹配電路

　　圖2表示此次進行了換裝的RF電感的Q值的頻率特性，表1表示結構、尺寸、Q值 (800MHz時的Typ.值)

圖2: RF電感的Q值比較 (均為7.5nH)

　　表1 RF電感的比較

　　※圖2的圖表是採用村田提供的設計輔助工具SimSurfing表示的。

　　換裝匹配電路的RF電感時的SAW濾波器的整體特性見圖3，通頻帶特性見圖4。

　　從圖4的通頻帶特性來看，可以確認SAW濾波器的插入損耗因所使用的RF電感而異。高頻電路的這種水平的損耗越來越重要。

　　從此次的實驗結果可知，RF電感的Q值越大 (損耗越小) ，SAW濾波器的插入損耗就越小。也就是說，電感器損耗的大小就是包括匹配電路在內的SAW濾波器損耗的大小。

　　請注意，使用的高頻元件 (此次為SAW濾波器) 、匹配電路、頻段等不同，損耗也將各異。

　　電感的偏差與對匹配電路的影響

　　另外，實際的電感器的阻抗值為1.0nH、1.1nH、1.2nH之類的不連續值。進行匹配時，有時必須採用細緻的常數步驟進行微調。同時，阻抗值的偏差 (標準離差) 會變成匹配的標準離差，為了滿足必要特性，有時需要偏差小的電感器。村田的電感器當中，薄膜型LQP系列最符合細緻的常數步驟和偏差小的要求。

　　因此，請客戶在比較和研究Q值特性、偏差、尺寸以及成本等的基礎上，選擇匹配電路的RF電感。

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