高频电路设计中的电感匹配分析

对高频电路而言，电路之间的电感匹配很重要。电感匹配是指在信号的传输线路上，让发送端电路的输出阻抗与接收端电路的输入阻抗一致，匹配后，可以最大限度地把发送端的电力传送到接收端。
匹配电路使用电容器和电感器，但是实际的电容器和电感器与理想的元件不同，有损耗。表示该损耗的有Q值。Q值越大，表示电容器和电感器的损耗就越小。

步雅芸

2019-6-26 10:44:10

电感的Q值与高频电路的损耗
匹配电路中使用的电感器的Q值的大小，对高频电路的损耗也会产生影响。
为了确认此事，我们采用了村田的SAW滤波器(通频带800MHz频段) 和RF电感，在匹配电路中换装Q值不同的RF电感，测量和比较了SAW滤波器的插入损耗。
图1表示电路图。此次的电路，虽说是匹配电路，但是只有一个RF电感器。

图1、SAW滤波器与匹配电路
图2表示此次进行了换装的RF电感的Q值的频率特性，表1表示结构、尺寸、Q值(800MHz时的Typ.值)

图2、RF电感的Q值比较(均为7.5nH)
表1、RF电感的比较

※图2的图表是采用村田提供的设计辅助工具SimSurfing表示的。
换装匹配电路的RF电感时的SAW滤波器的整体特性见图3，通频带特性见图4。

图3、SAW滤波器的整体特性

图4、SAW滤波器的通频带特性
从图4的通频带特性来看，可以确认SAW滤波器的插入损耗因所使用的RF电感而异。高频电路的这种水平的损耗越来越重要。
从此次的实验结果可知，RF电感的Q值越大(损耗越小) ，SAW滤波器的插入损耗就越小。也就是说，电感器损耗的大小就是包括匹配电路在内的SAW滤波器损耗的大小。
请注意，使用的高频元件(此次为SAW滤波器) 、匹配电路、频段等不同，损耗也将各异。

电感的偏差与对匹配电路的影响
另外，实际的电感器的阻抗值为1.0nH、1.1nH、1.2nH之类的不连续值。进行匹配时，有时必须采用细致的常数步骤进行微调。同时，阻抗值的偏差(标准离差) 会变成匹配的标准离差，为了满足必要特性，有时需要偏差小的电感器。村田的电感器当中，薄膜型LQP系列最符合细致的常数步骤和偏差小的要求。
根据以上情况，有必要对SAW滤波器的整合回路RF电感的Q特性、偏差值、尺寸、成本等方面，进行比较讨论之后做出选择。在贴装空间有剩余的情况下，Q值偏高的卷线电感LQW15/LQW04为最佳选择。此外，贴装空间有所限制的情况下，小尺寸0603、拥有较高Q值的LQP03HQ/LQP03TN_02为最佳选择。

李森

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步雅芸

张莉

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