УДК 621.396.621.2 ДЕМИДОВ Д.О.

РЕАЛИЗАЦИЯ СОГЛАСОВАНИЯ ИМПЕДАНСОВ
НЕСИММЕТРИЧНОЙ АНТЕННЫ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО
МАЛОШУМЯЩЕГО УСИЛИТЕЛЯ ПОРТАТИВНОГО
ПРИЕМНИКА С ПОМОЩЬЮ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ЦЕПЕЙ НА
ОСНОВЕ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧ.

124498 Москва, Зеленоград МИЭТ, e-mail: danil-demidov@yandex.ru)

Согласование импедансов антенны и малошумящего усилителя
является важной задачей при проектировании портативных приемников.
В данной работе рассмотрена структура, позволяющая согласовывать
несимметричную антенну с дифференциальным входом малошумящего
усилителя. Эта структура была реализована с помощью трансформаторных
цепей на основе линий передач. В таких трансформаторных цепях
паразитные индуктивности и емкости вносят свой вклад в общий импеданс
системы, что делает их более эффективными и широкополосными, по
сравнению с обычными трансформаторами.
Для преобразования недифференциального сигнала, поступающего с
антенны приемника, в дифференциальный сигнал, поступающего на вход
малошумящего усилителя, была применена структура на основе линий
передач, показанная на рис. 1.


Рис. 1. Преобразователь недифференциального сигнала в
дифференциальный сигнал на основе линий передач.

Данная структура обеспечивает преобразование импеданса 4:1. Эта
конфигурация не обеспечивает DC изоляции, поэтому для ее обеспечения

использовались дополнительные разделительные конденсаторы. Модель
трансформатора на основе линий передач 1:1 показана на рис. 2 [1].


Рис. 2.Эквивалентная модель трансформатора на основе линий передач.


Модель состоит из паразитной индуктивности L и идеальной линии
0
передач, описываемой следующими параметрами: характеристический
импеданс Z , электрическая длина , частота f , коэффициент k ,
0
0
описывающий взаимоиндукцию двух индуктивностей, сопротивление R
0
и емкость C , не включенная в характеристический импеданс. Было
p
проведено моделирование предложенной структуры в пакете Microwave
Office. Из полученных S-параметров, для предложенной структуры были
экстаргированы параметры модели (табл. 1). Полученные параметры были
использованы при моделировании согласующей цепи в системе Cadence.
При этом использовалась модель антенны с распределенными
параметрами, полученными на основе измерений реальной антенны. В
качестве
малошумящего
усилителя
использовалась
стандартная
дифференциальная каскодная структура. Моделирование проводилось при
двух видах включения цепи согласования: между антенной и
трансформаторной цепью (несимметричное согласование), а также между
трансформаторной
цепью
и
малошумящим
усилителем
(дифференциальное согласование). Моделирование показало, что в первом
случае имеет место существенная потеря мощности, поэтому было
выбрано втрое включение. С помощью последовательных итераций
подобрана наиболее оптимальная, с точки зрения передачи мощности,
длина линии передачи L (табл. 1).



Табл. 1.

Параметр
Значение
Параметр
Значение
Z
66 Ом
R
1660 Ом
0
0

0,25
C
108 фФ
p
f
1,09 ГГц
L
174 нГн
0
0
k
0,819
L
12,5 мм


ЛИТЕРАТУРА

[1] C.C. Kuo, and M.S. Kuo, "Novel model 2:1 balance-to-unbalance
transmitter-line transformer," IEEE Electronic Letters, vol. 31 no. 23. 1995.