【導讀】雖然天線的形狀和尺寸多種多樣，但它們有一個共同點：需要在饋線末端施加阻抗匹配
，以確保向負載傳輸最大功率。阻抗匹配電路非常簡單；它們充當濾波器，可確保天線的饋線阻抗與天線輸入端口的輸入阻抗相匹配。要在天線或其他 RF 電路元件實現阻抗匹配，最簡單的方法是從濾波的角度出發。

本文要點

• 天線的阻抗匹配技術旨在確保將最大功率傳輸到天線中，從而使天線元件能夠強烈輻射。

• 天線阻抗匹配是指將天線饋線末端的輸入阻抗與饋線的特性阻抗相匹配。

• 為此通常會使用濾波電路，因為經過配置之後，它們可以在所需傳輸頻率上提供特定阻抗。

雖然天線的形狀和尺寸多種多樣，但它們有一個共同點：需要在饋線末端施加阻抗匹配
，以確保向負載傳輸最大功率。阻抗匹配電路非常簡單；它們充當濾波器，可確保天線的饋線阻抗與天線輸入端口的輸入阻抗相匹配。要在天線或其他 RF 電路元件實現阻抗匹配
，最簡單的方法是從濾波的角度出發。

天線阻抗並不總是 50 歐姆，因此需要運用阻抗匹配技術。有些天線（如芯片天線）在製造時阻抗較低或較高。對於其他天線，如印刷天線
，可能很難設計出完全符合 50 歐姆目標阻抗的天線；走線可能非常寬，或者天線可能占用電路板空間。最終的結果是需要縮小天線尺寸，因而造成阻抗失配。

此(ci)外(wai)

，天(tian)線(xian)及(ji)其(qi)匹(pi)配(pei)網(wang)絡(luo)可(ke)能(neng)連(lian)接(jie)到(dao)短(duan)饋(kui)線(xian)，因(yin)此(ci)饋(kui)線(xian)的(de)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)可(ke)能(neng)不(bu)等(deng)於(yu)饋(kui)線(xian)的(de)特(te)性(xing)阻(zu)抗(kang)。相(xiang)反(fan)，輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)需(xu)要(yao)與(yu)發(fa)射(she)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)阻(zu)抗(kang)相(xiang)匹(pi)配(pei)，以(yi)便(bian)盡(jin)可(ke)能(neng)降(jiang)低(di)天(tian)線(xian)輸(shu)入(ru)端(duan)和(he)饋(kui)線(xian)輸(shu)入(ru)端(duan)的(de)回(hui)波(bo)損(sun)耗(hao) (S11)。雖然帶有集成式 RF 收發器的設備通常采用或可以配置 50 歐姆的片上終端 (on-die termination)，但這並不意味著阻抗匹配是完美的。

如果采用基於電路的方法，天線阻抗匹配技術有多種選擇。目標是確保（天線 + 阻抗匹配網絡）等效阻抗與傳輸線入口處的輸入阻抗相匹配。典型的電路拓撲結構如下表所示：

串聯 LC 濾波器之類的電路沒有用處，因為它們會有一個阻帶。如果需要達到非常快速的滾降，也可以使用高階 RF 濾波器
，不過這會增加元件數量。無論使用哪種類型的濾波器來實現阻抗匹配，（天線 + 阻抗匹配網絡）阻抗都應與天線饋線特性阻抗相匹配。為此，可以通過 SPICE 仿真進行評估。一旦確定了這種匹配，就可以回溯到天線輸入端口，確保進一步匹配。

輸入阻抗

（天線 + 阻抗匹配網絡）與饋線的目標阻抗相匹配後，下一步是確保輸入阻抗也與 50 歐姆相匹配。利用天線輸入端的反射係數和標準傳輸線輸入阻抗方程，就可以很輕鬆地做到這一點：

已知傳播常數和所選長度的饋線輸入阻抗。請注意，在計算饋線的輸入阻抗之前，必須先知道天線的阻抗。

理想情況下

，天線阻抗也應達到 50 歐姆。然後可以計算饋線輸入端的 S11（回波損耗）；典型的設計目標是該輸入端口的損耗不超過 20 dB。

Stub 匹配

傳輸線 stub 也可以作為並聯元件，就像並聯電容器或電感器一樣。隻需將上述輸入阻抗方程用於 stub 部分，即可計算出 stub 充當等效電路元件的作用。在使用印刷電路元件的無源 RF 電路中，stub 的使用非常普遍，因此也適合用於實現阻抗匹配。請注意，由於電磁場在傳輸線 stub 上的傳播行為
，可以使用開路或短路傳輸線 stub 來匹配多個頻率。

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