阻抗匹配的目的以及應用

阻抗匹配的目的

阻抗匹配（impedance matching） 主要用于傳輸線上，以此來達到所有高頻的微波信號均能傳遞至負載點的目的，而且幾乎不會有信號反射回來源點，從而提升能源效益。信號源內阻與所接傳輸線的特性阻抗大小相等且相位相同，或傳輸線的特性阻抗與所接負載阻抗的大小相等且相位相同，分別稱為傳輸線的輸入端或輸出端處于阻抗匹配狀態，簡稱為阻抗匹配。

阻抗匹配的應用

中壓配電網阻抗匹配

中壓配網電力載波通信技術是利用中壓配電線路作為通信信道進行數據傳輸的一種通信方式，該技術不需專 設通信信道，運行費用和維護成本相對較低，擁有得天獨厚的優勢，其在配電自動化中的巨大作用也備受關注。 然而由于中壓配電網電力線信道拓撲結構復雜、負荷時變，使得信道的輸入阻抗呈現較大的差異，在通信過程中引起嚴重的阻抗失配問題，從而嚴重影響通信質量。 因此改善通信質量的方法就是中壓配電網阻抗匹配，現有的單節點電力線阻抗匹配方法分為兩類，一類是基于智能算法求取阻抗匹配參數，一類是通過設計耦合電路實現阻抗匹配。其中，基于智能優化的算法能獲得較好匹配，并且有較高的可靠性，但是建模復雜，迭代時間長，需要專門的數字處理器，優化結果對初值依賴性較強，容易陷入局部最優。 而設計耦合電路法實際應用較多，主要通 過改變匹配網絡的結構及參數值來進行阻抗匹配，但匹配精度稍差，適用范圍存在一定局限性。

聲表濾波器的阻抗匹配

隨著移動通信的快速發展，聲表濾波器的應用范圍不斷擴展，由于系統應用的深入，對聲表濾波器的性能也提出了更高的要求。然而，在實際的射頻電路應用中，出于性能運用的考慮，設計者通常將聲表濾波器設計成不同的形式，將聲表濾波器看作是一個網絡，其對應的輸入、輸出就是兩個端口，在實際電路中，聲表濾波器需要與外部電路進行阻抗匹配，從而達到電路期望的性能。

電磁波傳輸電路必須考慮其阻抗匹配問題，只有實現了輸出阻抗與負載阻抗“完美”的匹配，才能實現電磁波信號的無反射傳輸，實現最大功率化利用。如果電磁波傳輸電路中出現不匹配就會引起嚴重的反射，這樣傳輸線上將形成駐波，大量的功率浪費在反射功率上，同時因反射功率過大將造成元器件的損壞，使得發射機故障率上升，也使得能量利用率降低，嚴重時無法實現調諧，發射機無法正常工作。

在進行有源電路設計時，如果不去考慮阻抗匹配而是直接把信號源與后級負載電路相連接，不僅會使負載端得不到最大功率輸出，而且還會引起 一些諸如干擾、反射等復雜的電路問題。特別是在高頻和微波電路中阻抗不匹配所帶來的問題尤為明顯，經電路傳輸的能量會反射回來產生駐波，嚴重時會引起饋線的絕緣層及發射機末級功放管的損壞。因此，需要在電源端與負載端之間設計一個阻抗匹配網絡，把負載端的阻抗轉換成與電源端阻抗相匹配的阻抗形式。電源與負載的阻抗達到匹配，這種情況下不僅可以實現最大功率傳輸，而且能夠起到減小通帶內頻率信號的相位失真。