淺談正Γ型匹配網絡的設計

摘 要：正Γ型匹配網絡的六種設計，當天線實部阻抗小于饋線阻抗時，串電容、并電感，串電感、并電容，串電容、并電容，串電感、并電感，或者直接串電抗原件，或者直接并電抗原件就能讓天饋線達到匹配。

關鍵詞：正Γ型匹配網絡；電容；電感；實部；虛部；阻抗。

天線阻抗為Ra±jXa，既有實部Ra，又有虛部±jXa，對不同的頻率呈現不同的天線阻抗。而饋線阻抗Zc為定值，一般是50Ω、75Ω、230Ω等。要使天線的實部阻抗Ra等于饋線阻抗Zc，虛部電抗±jXa抵消為0，就要用Γ型網絡或其他網絡對實電阻Ra進行調配，使Ra=Zc，再對±jXa進行諧振抵消，使±jXa=0。這就是Γ型網絡和其他網絡匹配的

原理。

正Γ型網絡用于天線實部電阻Ra

抗元件，使它的性質和±jXa′串化并相反，數值和±jXa′串化并相同，就達到了諧振抵消。也可用串聯L或C元件完全抵消掉天線虛部電抗，用抵消完天線虛部電抗后的剩余感抗或容抗與Ra進行串化并，使Ra串化并等于饋線阻抗Zc，剩余的感抗或容抗串化并后再并聯相反性質，相同數值的容抗或感抗進行諧振抵消。正Γ型匹配網絡是先串聯電抗元件調整天線實部電阻Ra，使之和饋線阻抗Zc相等，再并聯電抗元件抵消天線虛部電抗±jXa，達到匹配。

正Γ型網絡有以下六種匹配情況：

一、當天線阻抗為Ra+jXa，實部電阻Ra小于饋線阻抗Zc和虛部感抗jXa較小時，可采用正Γ型的2種網絡形式：串電感、并電容，或串電容、并電感，組成正Γ型網絡。串電感、并電容形式：串電感X1加大天線虛部感抗，使Ra串化并后等于Zc，加大后的虛部感抗經串化并后再并聯相同容抗的電容X2諧振抵消，達到匹配。串電容、并電感形式：串電容X1抵消完天線虛部感抗，用剩余容抗和Ra串化并，使Ra串化并后等于Zc，剩余容抗經串化并后再并聯相同感抗的電感X2諧振抵消，達到匹配。

用2種網絡形式計算出電感L和電容C的數值，具體選擇用哪種形式匹配，可根據工作頻率計算出來的電感L和電容C的選值范圍和標稱值來決定（電感不大于60 uH，電容不大于2500pF）。若2種網絡都容易達到選值，則看選擇的網絡主要是防雷還是防高頻干擾。若用于防雷，應選用并電感的形式，使雷電的主要能量直流和低頻通過并聯電感旁路入地。若用于防高頻干擾，則選用并電容的形式，把高頻干擾旁路入地。

二、當天線阻抗為Ra+jXa，實部電阻Ra小于饋線阻抗Zc，虛部感抗jXa較大時，只能采用正Γ型串電容、并電容形式。串電容X1抵消部分天線虛部感抗，用剩余的天線虛部感抗和實部電阻Ra串化并，使Ra串化并后等于Zc，剩余天線虛部感抗經串化并后再并聯相同容抗的電容X2抵消，達到匹配。若采用串電感、并電容形式，會使感抗更大，使串化并后的Ra阻抗超過饋線阻抗Zc；若采用串電容，并電感形式，串聯X1的容抗既要抵消完天線虛部的感抗jXa，還要有剩余容抗與Ra進行串化并，提升天線實部電阻Ra等于饋線阻抗Zc。這樣，就是串聯電容X1的容抗很大、電容C值很小，遠超過選值范圍。

三、當天線阻抗為Ra-jXa，實部電阻Ra小于饋線阻抗Zc，虛部-jXa較小時，可采用正Γ型的2種網絡形式：串電感、并電容，或串電容，并電感。串電感、并電容形式：串電感X1抵消完天線虛部的容抗，用剩余感抗和Ra串化并使之等于Zc，剩余感抗經串化并后再并聯相同數值的容抗X2抵消，達到匹配。串電容、并電感形式：串電容X1加大天線虛部容抗，加大后的天線虛部容抗和Ra串化并后等于Zc，加大后的天線虛部容抗經串化并后再并聯相同數值的感抗X2進行諧振抵消，達到匹配。

四、當天線阻抗為Ra -jXa，實部電阻Ra小于饋線阻抗ZC，虛部容抗-jXa較大時，只能采用正Γ型的串電感、并電感形式。串電感X1的感抗抵消一部分天線虛部容抗，用剩余天線虛部容抗和Ra進行串化并，使Ra串化并后等于饋線阻抗Zc，剩余天線虛部容抗經串化并后再并聯相同數值的感抗X2抵消，達到匹配。若采用串電感并電容形式，需要串電感X1的感抗很大，抵消完天線容抗-jXa后，還需有剩余感抗和Ra串化并，使Ra串化并后等于饋線阻抗Zc，使電感的選值超范圍。若采用串電容、并電感形式，使天線回路的虛部容抗更大，串化并后的天線實部電阻Ra遠超過饋線阻抗Zc，不能完成阻抗匹配。

五、當天線的阻抗是Ra-jXa，或Ra+jXa，串化并后的Ra串化并剛好等于饋線阻抗Zc時，則不需要串聯電抗元件調整天線實部電阻Ra，只用一個并聯電抗元件L或C，使感抗或容抗等于±jXa的串化并值，且性質相反，達到并聯諧振抵消虛部電抗，使Za=Zc。

六、當天線的阻抗是Ra-jXa，或Ra+jXa，實部電阻Ra剛好等于饋線阻抗Zc時，只用1個串聯電抗元件L或C，使感抗或容抗等于±jXa值且性質相反，達到串聯諧振抵消虛部電抗，僅剩下實部電阻Ra與Zc同值

匹配。

參考文獻

[1]朱德釗，邱安.微波技術[Z].中國人民解放軍通訊學院，1991

[2]劉洪才等.廣播發射與衛星傳輸理論基礎.中國廣播電視出版社

作者簡介

高文學（1982-），工作于延安廣播轉播臺，工程師。