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射频传输线路设计中的匹配网络原理在射频传输线路设计中，匹配网络起着至关重要的作用。
匹配网络的设计原理是为了实现信号源、传输线和负载之间的最大功率传输，同时最大程度地减小信号的回波和损耗。
匹配网络的设计可以分为两种主要类型：单级匹配网络和双级匹配网络。
单级匹配网络通常包括匹配电容和匹配电感。
在设计单级匹配网络时，需要根据传输线的特性阻抗和负载的阻抗来确定匹配电容和匹配电感的数值。
匹配电容通常用来调节传输线和负载之间的电容，而匹配电感则用来调节传输线和负载之间的电感。
通过这种方式，可以使传输线和负载之间的阻抗匹配到最佳状态，从而实现信号的最大传输效率。
双级匹配网络则是在单级匹配网络的基础上加入了一个额外的匹配电路。
这种设计可以更好地调节传输线和负载之间的阻抗，从而实现更加精确的匹配。
双级匹配网络通常包括两个匹配电容和两个匹配电感。
通过合理设计双级匹配网络，可以实现更好的信号传输效果，特别是在高频率和大功率传输的情况下。
在实际的射频传输线路设计中，匹配网络的设计需要根据具体的系统要求和传输线特性来确定。
通常需要进行仿真和实验验证，以确保匹配网络设计的有效性和稳定性。
此外，还需要考虑匹配网络的损耗、功率容量以及不同频率下的匹配效果，以确保整个系统的性能符合要求。
总的来说，匹配网络在射频传输线路设计中扮演着至关重要的角色。
通过合理设计匹配网络，可以实现传输线和负载之间的阻抗匹配，从而最大限度地提高信号传输效率和减小传输线损耗。
在今后的射频传输线路设计中，匹配网络的设计原理将继续为工程师们提供重要的指导和帮助。
希望以上内容对您有所帮助。
用LC元件设计L型的阻抗匹配网络一设计要求：用分立LC设计一个L型阻抗匹配网络，使阻抗为Z=25-j*15 Ohm的信号源s与阻抗为Z=100-j*25 Ohm的负载匹配，频率为50Mhz。
（L节匹配网络）L二阻抗匹配的原理用两个电抗元件设计L型的匹配网络，应该是匹配网络设计中最简单的一种，但仅适用于较小的频率和电路尺寸的范围，即L型的匹配网络有其局限性在RF理论中，微波电路和系统的设计（包括天线，雷达等），不管是无源电路还是有源电路，都必须考虑他们的阻抗匹配（impedance matching）问题。
阻抗匹配网络是设计微波电路和系统时采用最多的电路元件。
其根本原因是微波电路传输的是电磁波，不匹配会引起严重的反射，致使严重损耗。
所以在设计时，设计一个好的阻抗匹配网络是非常重要的。
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。
对于不同特性的电路，匹配条件是不一样的。
在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时，则输出功率为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。
根据最大功率传输定理，要获得信号源端到负载端的最大传输功率，需要满足信号源阻抗与R?iX?R?iXX?X?0，负载阻抗互为共轭的条件，。
若电路为纯电阻电路则即LLSLSS R?R。
而此定理表现在高频电路上，则是表示无反射波，即反射系数为0.即LS值得注意的是，要得到最佳效率的能量传输并不需要负载匹配，此条件只是避免能量从负载端到信号源端形成反射的必要条件。
当RL=Rs 时可获得最大输出功率,此时为阻抗匹配状态。
无论负载电阻大于还是小于信号源内阻,都不可能使负载获得最大功率,且两个电阻值偏差越大,输出功率越小. 阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。
当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。
反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害。
电路设计基本流程1. 需求分析在进行电路设计之前，首先需要明确电路的功能需求。
需要根据客户的要求或者自己的需求来确定电路应该具备的功能特性。
在需求分析阶段，需要考虑电路的输入输出特性、性能参数、功耗、成本等方面的要求。
只有明确了电路的需求，才能够对电路做出有效设计。
2. 原理图设计在完成需求分析后，接下来就是进行原理图设计。
原理图是电路设计的基础，它展示了电路中各个元件之间的连接关系。
在进行原理图设计时，需要根据电路需求选择合适的电子元器件，并将它们连接在一起，形成一个完整的电路。
原理图设计需要考虑元器件的选型、连接方式、电源管理以及信号处理等问题。
3. 电路模拟完成原理图设计后，需要进行电路模拟。
电路模拟是利用仿真软件对电路进行性能和特性的分析。
通过电路模拟可以更好地了解电路的工作原理，找出可能存在的问题并进行优化。
在电路模拟中，可以通过输入不同的参数值来模拟不同工作条件下电路的性能，从而找出电路的稳定性、响应速度等关键特性。
4. PCB设计完成电路模拟后，接下来是进行PCB设计。
PCB设计是将原理图中的电路布局在实际的PCB板上的过程。
在进行PCB设计时，需要考虑电路中的元件排布、连接方式、阻抗匹配、信号线长度匹配等问题。
通过PCB设计，可以将原理图中的电路转化为实际的硬件电路板，使得电路可以得到实际应用。
5. 验证和调试完成PCB设计后，接下来是进行验证和调试。
验证是指对设计的电路进行实际测试，检查电路是否符合需求，性能是否达到设计要求。
通过验证可以发现电路中存在的问题，并进行相应的调试。
调试是指对电路进行错误修复和优化，使得电路可以稳定可靠地工作。
通过验证和调试，可以保证电路的性能和质量。
6. 量产和生产最后一步是进行量产和生产。
在完成电路的设计和验证后，需要进行量产和生产，将电路应用到实际的产品中。
在进行量产和生产时，需要考虑生产成本、工艺流程、质量控制等问题。
通过量产和生产，可以使得设计的电路产品能够大规模生产，并满足市场需求。
一、实验目的学会用ADS进行集总参数匹配电路设计。
二、实验步骤1、打开“ADS（Advanced Design System）”软件：点击图标。
2、点击“Close”键，关闭Getting start with ADS窗口（如图1）。
图13、在“Advanced Design System 2009（Main）”窗口中点击“File>New Project”（如图2），图2在“New project”窗口中的“C:\users\default\”后输入“matching”，点击“OK”（如图3）。
图34、默认窗口中的选项（如图4（a）），关闭窗口“Schematic Wizard:1”，进入“[matching-prj]untitled1(Schematic):1”窗口（如图4（b））。
图4（a）图4（b）5、找到“Smith Chart Matching”，并点击（如图5）。
图5点击“Palette”下的“Smith chart”图标，弹出“Place SmartComponent:1”窗口,点击“OK”按钮（如图6（a））。
在操作窗口中点击出一个smith chart，然后点击鼠标右键选择“End Command”（如图6（b））。
图6 （a）图6（b）6、点击“Tools>Smith Chart”（如图7（a）），出现“Smith Chart Utility”以及“SmartComponent Sync”窗口，点击“Smartcomponent Sync”窗口中的“OK”（如图7（b））。
图7 （a）图7（b）7、在“Smith Cahrt Utility”窗口中Zl值为300-j*55，点击Auto 2-Element Match（如图（8）。
图88、选择一种电路方式（如图9）。
图99、回到SmithChart Utility窗口，查看结果（如图10）。
图10 （a）图10（b）10、回到“[matching-prj]untitled1(Schematic):1”窗口，在左侧找到“Simulation-SPAram”并点击（如图11）。
两级运放设计与仿真报告引言两级运放是一种常用的电路配置，具有在放大信号时增益稳定、频率响应宽、噪声低等特点。
本报告将介绍两级运放的设计与仿真过程，包括电路设计原理、参数选择、电路模拟与性能评估等内容。
设计原理两级运放主要由两个级联的运放组成，第一级运放作为输入级，主要负责增益放大和输入阻抗匹配；第二级运放作为输出级，主要负责提供电流放大和输出阻抗匹配。
通过合理选择运放参数和电阻分压比，可以实现所需的放大倍数和频率响应。
参数选择在设计过程中，首先需要确定所需的放大倍数和频率响应范围。
然后根据运放的特性参数，如增益带宽积、输入输出阻抗等，选择合适的运放器件。
通常使用的运放器件有型号为LM741、LT1001等。
电路设计根据参数选择，可以开始进行电路设计。
首先确定输入电阻，选择合适的电阻值以使得输入阻抗满足要求。
然后计算电阻分压比，以确定电压放大倍数。
接下来选择适当的电容值以确保频率响应满足要求。
电路仿真一般使用电路设计软件进行仿真。
根据电路设计原理和参数选择，输入正确的电路图和器件参数，进行仿真分析。
通过观察波形、频率响应曲线等结果，评估电路性能和稳定性。
性能评估通过仿真结果，可以评估电路的性能和稳定性。
主要包括增益稳定性、频率响应范围、失调电压、失调电流等指标。
根据仿真结果，可以对电路参数做出调整，以改善电路性能。
结论通过两级运放设计与仿真，我们可以实现对输入信号的放大和频率响应的控制。
通过选择合适的运放器件、参数以及电阻分压比和电容值，可以实现所需的放大倍数和频率响应范围。
通过仿真分析，可以评估电路性能和稳定性，并进行参数调整以改善电路性能。
[1] Sedra, A. S., & Smith, K. C. (2004). Microelectronic circuits. New York: Oxford University Press.[2] Razavi, B. (2024). Design of analog CMOS integrated circuits. McGraw-Hill Education.[3] Haigh, P. A., & Gác, P. (2024). Practical amplifier diagrams. New York: Springer.。
高频电路设计中的匹配网络优化技术在高频电路设计中，匹配网络优化技术是非常重要的一环。
匹配网络的作用是在不同阻抗之间进行匹配，以确保信号能够有效地传输和反射在电路中。
匹配网络的设计和优化能够提高电路的性能，降低功率损耗，减小信号干扰，提高整体系统的稳定性。
匹配网络优化技术涉及到许多方面，以下是一些常见的优化技术：1. 参数优化：通过优化匹配网络中的元件参数，如电感、电容、阻抗变换器等，来实现更好的匹配效果。
通过仿真和实验验证，可以找到最佳的参数配置方案。
2. 拓扑结构优化：优化匹配网络的结构拓扑，包括元件连接方式、布局位置、排列顺序等，以提高整体性能。
通过合理设计拓扑结构，可以降低传输损耗、提高带宽和增益。
3. 阻抗匹配优化：调整匹配网络的阻抗匹配方式，使得输入和输出端口的阻抗能够最大程度地匹配，减小信号反射和失真。
常见的匹配方式包括串联匹配、并联匹配和变压匹配。
4. 优化工具使用：利用专业的电路仿真软件或优化工具，如ADS、HFSS等，进行匹配网络的仿真模拟和优化设计。
通过不断调整参数和结构，实现最佳的匹配效果。
5. 遗传算法优化：利用遗传算法等智能优化算法，对匹配网络的参数进行快速搜索和优化，以找到最优的匹配方案。
这种基于演化的优化方法可以加速设计过程，提高设计效率。
总的来说，匹配网络优化技术在高频电路设计中扮演着至关重要的角色。
通过不断尝试和优化，可以实现更加高效、稳定和可靠的电路设计，满足不同应用需求。
希望本文提供的优化技术能够为电路设计工程师提供一些帮助和启发，指导其在实际设计中进行匹配网络的优化工作。
感谢阅读本文，祝设计工作顺利！。
高频电子线路仿真实验的设计与实现随着科技的不断发展，高频电子领域的相关技术也在不断更新，因此，针对高频电子线路的仿真实验也变得越来越重要。
本文从设计与实现两个方面，介绍了一种高频电子线路仿真实验的实现方法。
设计在设计上，需要首先确定实验的研究对象和目标，以及实验的具体流程。
例如，我们可以以单片机为研究对象，通过仿真实验来探究单片机在高频电子领域的响应特性。
同时，我们还需要确定实验的具体流程，包括搭建电路、获取数据和分析数据等环节。
具体来说，设计高频电子线路仿真实验可以分为以下几个步骤：1.确定实验的目的和研究对象2.选择仿真软件和模型，比如SPICE、Agilent ADS等3.搭建电路，输入电源、放大器等模块，并设置相应参数4.获取数据，如波形图、频谱图等5.分析数据，比如输出结果、误差分析等实现在实现上，需要注意以下几个方面：1.仿真软件与硬件平台的匹配不同的仿真软件可能有不同的限制和参数设置。
因此，在选择仿真软件时，需要考虑其与实际硬件平台的兼容性，并在实际操作前做好必要的参数调整。
2.搭建电路在搭建电路时，需要确保连接的正确性和稳定性，保证实验能够顺利进行。
同时，也需要注重电路设计的合理性和性能优化，从而提高实验的准确性和稳定性。
3.数据分析与处理实验结束后，需要对获取的数据进行分析和处理，以了解电路的性能和优化策略。
同时，还需要注重错误分析和误差校正，提高实验数据的可靠性和准确性。
总结在实施高频电子线路仿真实验时，需要考虑实验设计和实现两个方面。
在设计方面，需要确定实验的目的和研究对象，并选择合适的仿真软件和模型；在实现方面，则需要注意软硬件之间的匹配、电路设计和数据处理等问题。
总的来说，实现高频电子线路仿真实验需要综合应用理论和实践知识，保证实验的准确和有效性。
Altium Designer中的电路仿真今天看了下Altium Designer的电路仿真功能，发现它还是蛮强大的，按着help里面的文档《TU0106 Defining & running Circuit Simulation analyses.PDF》跑了一下，觉得还行，所以就把这个文档翻译下。
其中包含了仿真功能的介绍，元件仿真模型的添加与修改，仿真环境的设置，等等。
本人对SPICE仿真了解的不多，里面涉及到SPICE的文件如果有什么错误，欢迎提出！一、电路仿真功能介绍Altium Designer的混合电路信号仿真工具，在电路原理图设计阶段实现对数模混合信号电路的功能设计仿真，配合简单易用的参数配置窗口，完成基于时序、离散度、信噪比等多种数据的分析。
Altium Designer 可以在原理图中提供完善的混合信号电路仿真功能 ,除了对XSPICE 标准的支持之外，还支持对Pspice模型和电路的仿真。
Altium Designer中的电路仿真是真正的混合模式仿真器，可以用于对模拟和数字器件的电路分析。
仿真器采用由乔治亚技术研究所（GTRI）开发的增强版事件驱动型XSPICE仿真模型，该模型是基于伯克里SPICE3代码，并于且SPICE3f5完全兼容。
SPICE3f5模拟器件模型：包括电阻、电容、电感、电压/电流源、传输线和开关。
五类主要的通用半导体器件模型，如diodes、BJTs、JFETs、MESFETs和MOSFETs。
XSPICE模拟器件模型是针对一些可能会影响到仿真效率的冗长的无需开发局部电路，而设计的复杂的、非线性器件特性模型代码。
包括特殊功能函数，诸如增益、磁滞效应、限电压及限电流、s域传输函数精确度等。
局部电路模型是指更复杂的器件，如用局部电路语法描述的操作运放、时钟、晶体等。
每个局部电路都下在*.ckt文件中，并在模型名称的前面加上大写的X。
数字器件模型是用数字SimCode语言编写的，这是一种由事件驱动型XSPICE模型扩展而来专门用于仿真数字器件的特殊的描述语言，是一种类C语言，实现对数字器件的行为及特征的描述，参数可以包括传输时延、负载特征等信息；行为可以通过真值表、数学函数和条件控制参数等。
ＤＯＩ：１０．１３８７８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｎｕｉｓｔ．２０１７．０１．０１２徐力翔１㊀张晓红１㊀游彬１㊀罗国清１环境ＷｉＦｉ能量采集系统的匹配网络与整流电路设计摘要设计了一款针对ＷｉＦｉ信号的环境能量采集系统，工作频率范围从２ ４ＧＨｚ到２ ４８５ＧＨｚ．该系统采用了４倍压整流电路，并设计了从天线到整流电路的宽带匹配电路，提升了能量采集的效率．设计的宽带匹配电路在ＷｉＦｉ工作频率范围内，Ｓ１１均小于－１０ｄＢ．整流电路可将采集信号增加４倍，能有效提高ＲＦ⁃ＤＣ转换效率．测试结果表明，所设计的电路达到了设计要求，在－１０ｄＢｍ的输入功率下，达到了４０％的ＲＦ⁃ＤＣ转换效率，并使超级电容在３０ｍｉｎ内采集到了２５７ｍＶ的电压．关键词环境能量采集；整流电路；阻抗匹配；射频直流转换效率中图分类号Ｐ４６６文献标志码Ａ收稿日期２０１６⁃１１⁃２４资助项目浙江省教育厅科研计划（Ｙ２０１１２１４５６）作者简介徐力翔，男，硕士生，研究方向为无线能量采集．４７９９５９２４１＠ｑｑ．ｃｏｍ张晓红（通信作者），女，硕士，讲师，研究方向为无线能量采集．ｘｈｚｈａｎｇ＠ｈｄｕ．ｅｄｕ．ｃｎ１杭州电子科技大学电子信息学院，杭州，３１００１８０㊀引言㊀㊀近年来，智能家居㊁智能医疗保健㊁环境监测等领域中低功耗的电子器件需求大量增加，这些器件的能耗问题引起了广泛的关注．传统上使用可更换的电池来作为电子器件的能量来源，但在某些难以触及或危险的领域，更换电池变得不切实际，所以近年来发展火热的新能源例如太阳能㊁风能等成了这些低功耗电子器件的不二选择．但这些新能源也存在一定的缺陷，例如在夜晚或者没有太阳的日子里，太阳能装置就无法工作．与传统的新能源相比，无处不在的环境射频能量具有其独特的优势．１）来源广泛：环境射频能量可以从周围无处不在的无线发射器获得，包括移动电话㊁手持无线电设备㊁移动基站㊁电视／无线广播台㊁无线路由器等；２）能量稳定：例如电视广播信号，能量采集系统可以进行一整天的采集而不必担心信号中断消失［１］．所以，利用这些 免费 并且取之不竭的环境射频能量，是一项具有广阔发展前景的课题，大量射频能量采集的构想被提了出来．文献［２］提出了一个双频段的射频能量采集系统：在１０ｄＢｍ的输入功率下，工作在２ １ＧＨｚ能得到１ ９Ｖ的输出电压和２４％的最大效率；工作在２ ４５ＧＨｚ能得到１ ７Ｖ的输出电压和１９％的最大效率．文献［３］提出的射频能量采集系统在２０ｄＢｍ的输入功率下，能达到最高６８％的效率．但以上这些设计要求的输入信号功率较高，不适合ＷｉＦｉ信号的采集．ＷｉＦｉ是目前最常用的无线系统，且经过近年来无线网络的发展，ＷｉＦｉ网络已无处不在［４］．近几年，对周围ＷｉＦｉ信号采集的研究已成为周围能量采集的热点之一［５⁃７］．本文设计了一款基于周围ＷｉＦｉ信号的能量采集系统，可有效采集周围ＷｉＦｉ能量．１㊀基本原理周围无线能量采集系统主要由天线㊁匹配网络和整流电路等组成，其框图如图１所示．其中天线的主要功能是接收周围环境中的射频能量；整流电路的作用是将射频能量转换为直流能量输出；匹配网络用来将整流电路的输入阻抗匹配到天线的输出阻抗，以达到最大功率传输的目的．１ １㊀ＲＦ⁃ＤＣ整流电路ＲＦ⁃ＤＣ整流电路是整个系统的核心部分，对于能量采集系统来㊀㊀图１㊀能量采集系统框图Ｆｉｇ １㊀Ｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ说，射频输入能量很小，必须选择零偏置二极管以保证最大的转换效率．本文选择了ＳＭＳ⁃７６３０这款肖特基二极管来作为整流器件，它具有极短的反向恢复时间，可以高速切换开关状态，且为零偏置的二极管．能量采集系统ＲＦ⁃ＤＣ转换效率如式（１）和（２）所示：η＝ＰｏＰｉｎˑ１００％，（１）Ｐｏ＝Ｖ２ｏＲＬ，（２）Ｐｉｎ是射频能量的入射功率，Ｐｏ为直流输出功率．由式（２）可得，对于固定负载ＲＬ，输出电压Ｖｏ越高，转换效率越高．本文采用了格赖纳赫倍压电路，在整流的同时成倍地输出电压［５］．图２为典型倍压电路原理示意．图２㊀格赖纳赫倍压电路Ｆｉｇ ２㊀Ｇｒｅｉｎａｃｈｅｒｒｅｃｔｉｆｉｅｒ如图２所示，当输入电压Ｖｉｎ为负时，Ｄ１导通，Ｄ２截止，Ｖｉｎ为Ｃ１充电，可以得到：ＶＣ１＝Ｖｉｎ－－Ｖｔｈ，（３）其中ＶＣ１是Ｃ１两端的电压，Ｖｔｈ是二极管上Ｄ１的压降．当Ｖｉｎ为正时，Ｄ１截止，Ｄ２导通，Ｃ１和Ｖｉｎ一起为Ｃ２充电，可以得到：ＶＣ２＝ＶＣ１＋Ｖｉｎ＋－Ｖｔｈ＝２Ｖｉｎ－２Ｖｔｈ，（４）ＶＣ２是Ｃ２两端的电压．由于采用了零偏置的二极管，所以Ｖｔｈ＝０，Ｃ２上的电压可以表示为㊀㊀ＶＣ２＝ＶＣ１＋Ｖｉｎ＋－Ｖｔｈ＝２Ｖｉｎ．（５）由电路的对称性可得Ｃ４上的电压为：ＶＣ４＝－２Ｖｉｎ，（６）所以在采用零偏置肖特基二极管的情况下，输出电压Ｕｏ为Ｕｏ＝ＶＣ２－ＶＣ４＝４Ｖｉｎ，（７）从式（７）可以看出，采用格赖纳赫倍压整流电路最后能输出４倍的输入电压，效率较之单个二极管整流有了很大的提升．１ ２㊀匹配网络设计ＷｉＦｉ信号总共有１４个信道，通常采用ＩＥＥＥ８０２ １１ｂ／ｇ／ｎ标准，频率范围为２ ４ ２ ４８５ＧＨｚ，共８３ ５ＭＨｚ．由于整流电路由二极管构成，在整个ＷｉＦｉ频带内，整流电路阻抗会随频率的不同而略有不同，如图３所示．对于射频系统来说，天线阻抗为５０Ω，需要在整个８３ ５ＭＨｚ的ＷｉＦｉ频带内将５０Ω阻抗与整流电路阻抗进行匹配．为了实现宽带匹配，采用如图４所示的宽带匹配网络进行匹配，采用ＡＤＳ软件进行了匹配电路的仿真设计．表１所示为本文设计的匹配电路尺寸，图５所示为匹配电路仿真结果．由图５可见：２ ４４３ＧＨｚ时达到了最佳匹配，Ｓ１１为－２９ ２４８ｄＢ；在整个ＷｉＦｉ工作频段，匹配电路Ｓ１１均小于－１０ｄＢ，保证了至少有９０％的射频能量能够顺利传输到整流电路中．在该结构中，电容的取值并不会影响电路的匹配，只会影响到充放电的快慢，而各微带线的尺寸及位置和电感值，则对匹配有较大影响．图３㊀整流电路的输入阻抗Ｆｉｇ ３㊀Ｉｎｐｕｔｉｍｐｅｄａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｒｅｃｔｉｆｉｅｒｃｉｒｃｕｉｔ３９学报（自然科学版），２０１７，９（１）：９２⁃９６ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０１７，９（１）：９２⁃９６图４㊀系统结构Ｆｉｇ ４㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｙｓｔｅｍ表１㊀系统的尺寸参数Ｔａｂｌｅ１㊀ＳｉｚｅｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｍｍＷ１Ｗ２Ｗ３Ｗ４Ｗ５Ｌ１Ｌ２Ｌ３Ｌ４Ｌ５Ｌ６Ｌ７０ ８８５１ ８３００ ３０００ ５０００ ５０４６ ０００５ ０００５ ２１８１ ０８６１ ２６２３ ０００１４２５图５㊀史密斯圆Ｓ１１仿真结果Ｆｉｇ ５㊀ＳｍｉｔｈｃｈａｒｔａｎｄｓｉｍｕｌａｔｅｄＳ１１２㊀测试结果及分析根据仿真结果，本文采用介电常数为６ １５，板厚为２５ｍｉｌ的ＲＯ３２０６高频板设计实现了周围ＷｉＦｉ能量采集电路，如图６ａ所示．匹配电路测试结果如图６ｂ所示，在整个ＷｉＦｉ频段内，Ｓ１１均小于－１０ｄＢ，最佳匹配点是２ ４６７５ＧＨｚ，Ｓ１１为－２４ ５７９ｄＢ．与仿真结果基本一致，达到了设计要求．４９徐力翔，等．环境ＷｉＦｉ能量采集系统的匹配网络与整流电路设计．ＸＵＬｉｘｉａｎｇ，ｅｔａｌ．ＤｅｓｉｇｎｏｆｍａｔｃｈｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｒｅｃｔｉｆｉｅｒｆｏｒａｎａｍｂｉｅｎｔＷｉＦｉｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．图６㊀匹配网络和整流电路以及矢量网络分析仪实测Ｓ１１Ｆｉｇ ６㊀Ｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｒｅｃｔｉｆｉｅｒ（ａ）ａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄＳ１１ｂｙｖｅｃｔｏｒｎｅｔｗｏｒｋａｎａｌｙｚｅｒ（ｂ）由于射频能量采集系统大多数被应用于无线传感器网络节点上，而传感器具有一个工作时间占空比［６］，这就要求当传感器进入睡眠状态时，射频能量采集系统能将能量储存起来，等到传感器工作时，再为传感器供电．本系统采用的储能器件是超级电容．与普通电池相比，无论是充放电速度，还是可充放电的次数，超级电容都要更胜一筹．此外，也可以使用一些专用的充电泵ＩＣ和升压ＩＣ来进行能量管理，但成本更高，电路也更为复杂．将图２中的ＤＣ＋和ＤＣ－分别接到超级电容的两端，然后使用ＡｇｉｌｅｎｔＥ８２６７Ｄ矢量信号发生器作为射频源，输入频率为２ ４６５ＧＨｚ，不同功率的连续波，为容值０ ５Ｆ的超级电容充电３０ｍｉｎ，如图７所示，测试结果如表２所示．图７㊀使用矢量信号发生器测试Ｆｉｇ ７㊀ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｅｔｕｐｗｉｔｈａｖｅｃｔｏｒｓｉｇｎａｌｇｅｎｅｒａｔｏｒＶＣ是充电３０ｍｉｎ后超级电容两端的电压．ＶＤＣ＋－ＶＤＣ－是输出端接了１０ｋΩ负载的输出电压，并由此可以计算得到电流Ｉ．η是ＲＦ⁃ＤＣ的转换效率，用式（１）可以计算得出．可以看出随着输入功率Ｐｉｎ的增加，η也在增加．表２ 不同输入功率的测试结果Ｔａｂｌｅ２㊀Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒｓ参数输入功率Ｐｉｎ／ｄＢｍ－３０－２０－１０ＶＣ／ｍＶ４ １３７ ９２５７（ＶＤＣ＋－ＶＤＣ－）／ｍＶ１２１００６３７Ｉ／μＡ１ ２１０６３ ７Ｐｏ／μＷ０ ０１４４１４０ ５７６９η／％１ ４４１０４０ ５７６９假设传感器节点的平均功耗为１００μＷ［８］，以输入功率－２０ｄＢｍ为例，传感器可以工作的时间（单位：ｓ）是：１２ˑＣˑＶ２Ｃ＝Ｐˑｔңｔ＝ＣＶ２Ｃ２Ｐʈ３ ６．（８）此外，本系统也测试了把无线路由器作为射频源的性能．要从无线路由器接收ＷｉＦｉ信号，首先需要一款合适的天线．天线的增益㊁带宽㊁方向性等因素直接影响到天线输入到匹配网络中的能量．本文选择了一款增益为１０ｄＢｉ的全向天线．将天线连接到能量采集系统后放置到路由器旁，进行如图８的测试，同样为超级电容充电３０ｍｉｎ，ＶＣ值如表３所示．由表２和表３对比可得，使用路由器作为射频信号源，结束充电后的电压ＶＣ下降得十分明显，主要原因是实际ＷｉＦｉ信号是跳频间隔发射，且由于天５９学报（自然科学版），２０１７，９（１）：９２⁃９６ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０１７，９（１）：９２⁃９６图８㊀使用路由器测试Ｆｉｇ ８㊀Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｅｔｕｐｗｉｔｈａｒｏｕｔｅｒ表３㊀不同路由器工作模式测试Ｔａｂｌｅ３㊀Ｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｕｔｅｒｗｏｒｋｍｏｄｅｓ工作模式ＶＣ／ｍＶ待机１７ ０高数据传输３１ ６线的原因，采集到的ＷｉＦｉ信号功率较小．３㊀结束语本文设计了一款针对ＷｉＦｉ信号的周围能量采集系统，包括倍压整流电路及匹配电路，并进行了加工测试，制作了一块３ｃｍˑ３ｃｍ大小的能量采集模块，分别用矢量信号发生器和路由器对系统性能进行了测试，３０ｍｉｎ内０ ５Ｆ的超级电容最多分别能采集到２５７ｍＶ和３１ ６ｍＶ，可有效地采集周围ＷｉＦｉ信号并转换为直流功率．参考文献Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ［１］㊀ＮｉｓｈｉｍｏｔｏＨ，ＫａｗａｈａｒａＹ，ＡｓａｍｉＴ．Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｉｍｐｌｅｍｅｎ⁃ｔａｔｉｏｎｏｆａｍｂｉｅｎｔＲＦｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＳｅｎｓｏｒｓ，２０１０，４３（２）：１２８２⁃１２８７［２］㊀ＫｈａｎｓａｌｅｅＥ，ＺｈａｏＹ，ＬｅｅｌａｒａｓｍｅｅＥ，ｅｔａｌ．Ａｄｕａｌ⁃ｂａｎｄｒｅｃｔｉｆｉｅｒｆｏｒＲＦｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ［Ｃ］ʊ１１ｔｈＩｎ⁃ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ／Ｅｌｅｃ⁃ｔｒｏｎｉｃｓ，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ，ＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１４：１⁃４［３］㊀ＺｂｉｔｏｕＪ，ＬａｔｒａｃｈＭ，ＴｏｕｔａｉｎＳ．Ｈｙｂｒｉｄｒｅｃｔｅｎｎａａｎｄｍｏｎ⁃ｏｌｉｔｈｉｃｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｚｅｒｏ⁃ｂｉａｓｍｉｃｒｏｗａｖｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＭｉｃｒｏｗａｖｅＴｈｅｏｒｙａｎｄＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２００６，５４（１）：１４７⁃１５２［４］㊀ＣｈｅｎｇＹＣ，ＣｈａｗａｔｈｅＹ，ＬａｍａｒｃａＡ，ｅｔａｌ．Ａｃｃｕｒａｃｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ⁃ｓｃａｌｅＷｉＦｉｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ［Ｃ］ʊＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ３ｒｄＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＭｏｂｉｌｅＳｙｓｔｅｍｓ，Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ａｎｄＳｅｒｖｉｃｅｓ，２００５：２３３⁃２４５［５］㊀ＯｌｇｕｎＵ，ＣｈｅｎＣＣ，ＶｏｌａｋｉｓＪＬ．ＤｅｓｉｇｎｏｆａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｍｂｉｅｎｔＷｉＦｉｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＩＥＴＭｉｃｒｏ⁃ｗａｖｅｓ，Ａｎｔｅｎｎａｓ＆Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ，２０１２，６（１１）：１２００⁃１２０６［６］㊀ＡｌｎｅｙａｄｉＦ，ＡｌｋａａｂｉＭ，ＡｌｋｅｔｂｉＳ，ｅｔａｌ．２ ４ＧＨｚＷＬＡＮＲＦｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｅｒｆｏｒｐａｓｓｉｖｅｉｎｄｏｏｒｓｅｎｓｏｒｎｏｄｅｓ［Ｃ］ʊＩＥＥＥ１１ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（ＩＣＳＥ），２０１４：４７１⁃４７４［７］㊀ＫａｄｉｒＥＡ，ＨｕＡＰ，Ｂｉｇｌａｒｉ⁃ＡｂｈａｒｉＭ，ｅｔａｌ．ＩｎｄｏｏｒＷｉＦｉｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｅｒｗｉｔｈｍｕｌｔｉｐｌｅａｎｔｅｎｎａｆｏｒｌｏｗ⁃ｐｏｗｅｒｗｉｒｅｌｅｓｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｃ］ʊＩＥＥＥ２３ｒｄＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍ⁃ｐｏｓｉｕｍｏｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（ＩＳＩＥ），２０１４：５２６⁃５３０［８］㊀余义斌，余江，王贵，等．传感器节点环境能量的收集方法［Ｊ］．广东海洋大学学报，２００７，２７（６）：９３⁃９６ＹＵＹｉｂｉｎ，ＹＵＪｉａｎｇ，ＷＡＮＧＧｕｉ，ｅｔａｌ．Ｍｅｔｈｏｄｓｏｆｓｃａｖ⁃ｅｎｇｉｎｇａｍｂｉｅｎｔｅｎｅｒｇｙｆｏｒｓｅｎｓｏｒｎｏｄｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＯｃｅａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００７，２７（６）：９３⁃９６ＤｅｓｉｇｎｏｆｍａｔｃｈｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｒｅｃｔｉｆｉｅｒｆｏｒａｎａｍｂｉｅｎｔＷｉＦｉｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍＸＵＬｉｘｉａｎｇ１㊀ＺＨＡＮＧＸｉａｏｈｏｎｇ１㊀ＹＯＵＢｉｎ１㊀ＬＵＯＧｕｏｑｉｎｇ１１ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＨａｎｇｚｈｏｕＤｉａｎｚｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ㊀３１００１８Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀ＡｎａｍｂｉｅｎｔＷｉＦｉｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｉｔｈｏｐｅｒａｔｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｆｒｏｍ２ ４ＧＨｚｔｏ２ ４８５ＧＨｚ．Ａｖｏｌｔａｇｅｍｕｌｔｉｐｌｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒｉｓｕｓｅｄｉｎｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄａｂｒｏａｄｂａｎｄｍａｔｃｈｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｆｏｒｔｈｅｃｉｒ⁃ｃｕｉｔｆｒｏｍａｎｔｅｎｎａｔｏｒｅｃｔｉｆｉｅｒｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ．Ｓ１１ｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｂｒｏａｄ⁃ｂａｎｄｍａｔｃｈｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ－１０ｄＢｗｉｔｈｉｎｔｈｅＷｉＦｉｗｏｒｋｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒａｎｇｅ．Ｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｓｉｇｎａｌｃａｎｂｅｉｎ⁃ｃｒｅａｓｅｄｂｙ４ｔｉｍｅｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｈｕｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅＲＦ⁃ＤＣｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｗｉｔｈａｎｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆ－１０ｄＢｍ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｃｈｉｅｖｅｓ４０％ｏｆＲＦ⁃ＤＣｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｈａｒｖｅｓｔｓｖｏｌｔａｇｅｏｆ２５７ｍＶｉｎ３０ｍｉｎｕｔｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀ａｍｂｉｅｎｔＷｉＦｉｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ；ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ；ｉｍｐｅｄａｎｃｅｍａｔｃｈｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋ；ＲＦ⁃ＤＣｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ６９徐力翔，等．环境ＷｉＦｉ能量采集系统的匹配网络与整流电路设计．ＸＵＬｉｘｉａｎｇ，ｅｔａｌ．ＤｅｓｉｇｎｏｆｍａｔｃｈｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｒｅｃｔｉｆｉｅｒｆｏｒａｎａｍｂｉｅｎｔＷｉＦｉｅｎｅｒｇｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．。
射频电路匹配调试方法主要包括以下步骤：
1.确定最佳工作阻抗：根据芯片规格书，确定射频端口的最佳工作阻抗。
2.设计天线线圈：根据需求设计天线线圈，并测量其等效电路参数。
3.确定Q值和串联电阻：根据天线的等效电路参数和所需工作带宽，计算Q值和串联电阻。
4.确定LC滤波器参数：根据Q值和所需工作带宽，计算LC滤波器的参数。
5.仿真和调试：使用仿真软件对电路进行仿真，并根据仿真结果调整电路参数。
然后进行实际测试，根据测试结果进一步调整电路参数。
6.实际测试与参数调整：将电路安装在设备上，进行实际测试。
根据测试结果调整电路参数，以满足性能要求。
这些步骤只是射频电路匹配调试的一般方法，实际操作中可能需要根据具体情况进行调整。
同时，操作时需要注意安全，避免对设备和人员造成伤害。
ADS信号完整性与电源完整性的仿真分析与设计ADS（Advanced Design System）是一种强大的电子设计自动化（EDA）软件，用于电路和系统级设计。
在电路设计中，信号完整性（SI）和电源完整性（PI）是非常重要的因素。
因此，进行ADS信号完整性和电源完整性的仿真分析与设计是必不可少的。
信号完整性是指在高速数字信号传输的过程中，保持信号的完整性，避免信号的损失和失真。
电源完整性是指在高速数字电路中，保持电源电压稳定和电源噪声控制在可接受的范围内。
信号完整性和电源完整性在高速数字设计中相互影响，因此需要进行综合的仿真分析和设计。
首先，进行ADS信号完整性仿真分析与设计。
在进行信号完整性仿真时，主要考虑以下因素：1.传输线特性：对于高速信号传输，传输线特性是非常重要的。
可以通过ADS中的传输线模型来模拟传输线参数，如阻抗、延迟等。
通过仿真分析传输线的特性，可以确定合适的传输线设计参数。
2.反射和串扰：在高速信号传输过程中，反射和串扰是常见的问题。
可以通过ADS中的S参数仿真来分析信号的反射和串扰情况。
根据仿真结果，可以进行线路调整和匹配设计，减少反射和串扰产生的影响。
3.功耗和功耗分布：在高速数字设计中，功耗和功耗分布对信号完整性有着重要的影响。
可以通过仿真分析电路的功耗和功耗分布，根据仿真结果进行优化设计，提高信号完整性。
同时，进行ADS电源完整性仿真分析与设计。
在进行电源完整性仿真时，主要考虑以下因素：1.电源电压稳定：在高速数字电路中，电源电压的稳定性对电路性能有着重要的影响。
可以通过ADS中的电源仿真模块来分析电源电压的稳定性，并根据仿真结果进行电源电路设计和优化。
2.电源噪声：在高速数字电路中，电源噪声是一个常见的问题。
可以通过ADS中的噪声仿真模块来分析电源噪声的影响，并根据仿真结果进行滤波器设计和优化，降低电源噪声对电路性能的影响。
3.电源供电线路：在进行电源完整性设计时，还需要考虑电源供电线路的设计。
