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阻抗匹配，在射頻電路設(shè)計(jì)中是一個(gè)老生常談的話題，可是為什么我們還翻來覆去的咀嚼這個(gè)話題呢？歸根到底還是射頻功率太“貴”了，我們不希望有一丁點(diǎn)的浪費(fèi)。我們做阻抗匹配的最終目的就是最大的功率傳輸和最小的功率反射。因?yàn)楫?dāng)射頻電路的源阻抗Zs和負(fù)載阻抗ZL不匹配時(shí)，在傳輸線上因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1660643.html">阻抗失配而產(chǎn)生反射波，并且導(dǎo)致以下問題：1，反射波和入射波疊加，形成駐波，影響傳輸功率；2，反射波引起信號(hào)相位畸變，影響傳輸信號(hào)的質(zhì)量；3，高頻反射可能會(huì)導(dǎo)致功率放大器，LNA等器件因?yàn)檫^載而損壞。阻抗匹配如此重要，以至于我們的射頻前輩們發(fā)明了一堆的參數(shù)來表征它。常見的有電壓駐波比VSWR，反射系數(shù)Γ，回波損耗RL，失配損耗等等。電壓駐波比 VSWR?電壓駐波比是表征阻抗匹配程度的一個(gè)常用參量，它定義為傳輸線上電壓最大值與電壓最小值之比，用于評(píng)估 RF 功率從電源通過傳輸線傳輸?shù)截?fù)載的效率。
上圖顯示的就是一個(gè)駐波現(xiàn)象，當(dāng)反射波和入射波疊加時(shí)，會(huì)形成駐波。駐波的波腹（電壓最大值）和波谷（電壓最小值）位置固定，幅度隨時(shí)間變化，就像上圖中的黑色線一樣。駐波比就是駐波上的波腹和波谷的比值：
那么，當(dāng)沒有反射波的時(shí)候，VSWR=1，表示理想匹配；當(dāng)發(fā)生全反射的時(shí)候，VSWR=+∞，形成純駐波。純駐波并不是沒有用，微波中的諧振器就利用了純駐波的原理。但是在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，一般要求VSWR<1.5, 有一些連接器或者大功率設(shè)備甚至要求VSWR<1.1 甚至更低。反射系數(shù)Γ相較于電壓駐波比，反射系數(shù)就比較容易理解了，就是反射波和入射波的比值。
上面公式非常簡(jiǎn)潔的給出了反射系數(shù)Γ的定義以及其與阻抗的關(guān)系，正是阻抗這個(gè)“罪魁禍?zhǔn)住辈艑?dǎo)致了反射這個(gè)“惡果”。
當(dāng)負(fù)載阻抗ZL等于源阻抗ZS時(shí)，反射系數(shù)為零，沒有反射；
當(dāng)負(fù)載阻抗ZL為無窮大時(shí)（開路），反射系數(shù)等于1，全反射；
當(dāng)負(fù)載阻抗ZL等于0（短路），放射系數(shù)等于-1，也是全反射；
當(dāng)負(fù)載阻抗ZL大于源阻抗ZS時(shí)，反射系數(shù)為正值，意味著信號(hào)反射為同相位，反射電壓與入射電壓同相。
當(dāng)負(fù)載阻抗ZL小于源阻抗ZS時(shí)，反射系數(shù)為負(fù)值，表明信號(hào)反射為反相位，反射電壓與入射電壓反相。
其實(shí)我一直很納悶，都表述同一種現(xiàn)象，為什么要搞出兩個(gè)名詞？害的我曾經(jīng)還被人質(zhì)疑，回波損耗測(cè)過了，VSWR能測(cè)過嗎? 我想肯定也能，除非腦子銹了，回波損耗的指標(biāo)是18dB，VSWR指標(biāo)是小于1.1.在這里，再強(qiáng)調(diào)以下，VSWR和反射系數(shù)有明確的數(shù)學(xué)關(guān)系
反射系數(shù)更為簡(jiǎn)單明了，所以很多年輕的工程師都喜歡用反射系數(shù)這個(gè)參數(shù)，直接取對(duì)數(shù)就成了回波損耗RL。
為啥取20log10呢？因?yàn)樯厦娴姆瓷湎禂?shù)其實(shí)是電壓反射系數(shù)。我們知道在取對(duì)數(shù)時(shí)，電壓、電流取20log10，而功率取10log10.我覺得回波損耗RL是非常好用的一個(gè)參量，比如已知入射信號(hào)時(shí)40dBm，回波損耗RL時(shí)15dB，那反射波就是40dBm-15dB=25dBm.還有一個(gè)參量，叫做失配損耗MissMatch Loss 簡(jiǎn)稱ML，這個(gè)用的比較少，但是有一些材料上會(huì)用到，失配損耗 (Mismatch Loss, ML)?是射頻電路中由于阻抗不匹配導(dǎo)致的功率損失，具體表現(xiàn)為信號(hào)在傳輸過程中因反射而未能完全傳遞到負(fù)載的功率損耗。它是衡量阻抗匹配效果的重要指標(biāo)，直接影響系統(tǒng)效率和信號(hào)完整性。
