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【摘 要】在分析匹配网络性能基础上， 重点讨论了由分立元件构成的Γ形、T形和∏形匹配网络设计， 并用Smith圆图软件对设计实例进行仿真。最后， 阐述了这种由分立元件构成的匹配网络的局限性。
【关键词】Γ形匹配网络 T形匹配网络 ∏形匹配网络 匹配网络
一、引言
在短波通信电路设计中，由于一般短波天线的阻抗随着频率的变化而变化剧烈，与实际标称阻抗50Ω差距太远，为了达到最大效率通信通常在功率放大器和天线之间需要插入一个无源的网络，用于功率放大器和天线的阻抗的匹配，我们称之为短波天线调谐器。 本论文主要分析了Γ型、T型、∏型网络在短波天线调谐器匹配领域使用方式和如何选择匹配网络。同时在选择匹配网络我们注意的事项。
二、Γ形匹配网络
在短波天线调谐器中Γ形匹配网络式最常見的调谐网络形式。短波天线调谐器Γ形匹配网络主要由主要有9个并到地的电容和10个串联电感组成，Γ形匹配网络是一种窄带网络，它不仅完成阻抗变换功能， Γ形匹配网络器件组成了低通滤波器，兼顾了低通滤波的作用。
首先根据常规天线的阻抗特性我们知道当天线得阻抗主要位于可调谐区域中（图1中A区），在A区我们主要采用Γ形匹配网络方式进行阻抗的匹配。
Γ形匹配网络的匹配方式是首先调整10个二进制串联电感和9个二进制并联电容将阻抗调整到驻波比在VSWR=1.5区域内。
Γ形匹配网络的调谐
Γ形匹配网络相对来说是最简单的一种匹配方式，但是其局限性是显而易见的，它的匹配能力只限于在可调谐区域中，一旦天线阻抗没有在可调谐区域中，此匹配网络就无法完成阻抗匹配。
三、T形匹配网络
这种匹配网络在天线调谐器中比较少见，属于比较特殊的一类匹配方式。用我们常规的的Smith圆图来分析比较复杂。由前端二进制串联电感、二进制并联电容、以及天线根部串联电感组成。网络形式如图2。
首先我们需要通过对L1、L2、C分析确定其对天线阻抗的影响，分析哪种器件影响到天线阻抗的电阻分量和哪种器件影响电抗分量。我们采用先将C置于一预定的值，然后根据驻波比检测器中的电阻RP 、相位PH和驻波比VSWR指示信息按二进制逐次逼近算法调节L2， 使天线阻抗中的电阻分量接近50Ω， 然后再以二进制逐次逼近算法调节L1， 使天线阻抗中的电抗分量接近0. 如此反复微调L2和L1，最终使驻波比小于等于1.5 ，即网络匹配成功.显而易见这种调谐方式已经不同于前面的Γ形匹配网络匹配方式。这种方式可以明显的看出采用了先预置的方式，再用电感二进制逼近的方式调谐。
四、∏形匹配网络
∏形匹配网络也是我们比较常用的方式。10个二进制串联电感和9个二进制并联电容以及根部并联电容组成。这网络里在我们天调里面也是很一种常用的匹配方式。其实我们的短波天线调谐器就是Γ形匹配网络和∏形匹配网络的混用，因为我们天线的阻抗不可能完全处于图1所示的可调谐区域。在某些频率点上天线的阻抗有可能位于不可调谐区域。像我们的4m鞭状天线在频率低端天线阻抗就位于不可调谐区域。这个时候就需要∏形匹配网络进行匹配。
当我们的天线阻抗位于不可调谐区域时，我们的Γ形匹配网络已经不能完成阻抗匹配了。这时就需要我们∏形匹配网络。首先通过加入合适的根部并到地的并联电容将天线阻抗从不可调谐区域拉出到调谐区域，而后我们就可以采用Γ形匹配网络匹配方式将天线阻抗匹配到50Ω附近，驻波比满足VSWR≤1.5。
短波天线调谐器的调谐能力主要取决于天线的网络能力，虽然这几种网络都可以完成匹配，但是他们匹配能力有限。好的匹配网络可以在短波范围在3～30 MHz内完成天线阻抗的匹配。同时，许多实际的匹配网络并不是仅仅为了减小功率损耗而设计的，它们还具有减小噪声干扰、提高功率容量和提高频率响应的线性度等功能。
由于我们在匹配网络里均使用的是大功率的电容和电感等分立元件。由于器件的本身的损耗、器件的连接和排版铺地等带来的分布参数影响，其对射频信号的损耗也比较大。另外短波天线调谐器都采用的是二进制的网络器件，通过继电器通断来控制网络器件的增加和减少。器件中最小的器件值即为二进制最小步进。所以不同的匹配网络所使用的分立器件的个数也不一样。器件越多，功率损耗就越大。所以二进制步进的选取也是一个很重要的环节。所以一个好的匹配网络不但可以提高调谐能力同时也能就那个可能大的减小功率损耗。
五、结束语
在短波天线调谐器中，这几种匹配网络都有可能涉及到，我们常规的短波天线调谐器主要使用了Γ形匹配网络和∏形匹配网络的混用。在可调谐区域我们采用Γ形匹配网络，在不可调谐区域我们采用∏形匹配网络将阻抗先调整到可调谐区域再通过∏形匹配网络来匹配天线阻抗。任何一种匹配网络都不是万能的，我们需要根据特定的条件来选择最优的匹配网络。来达到最佳匹配。
参考文献：
[1]甘本祓 《微波传输线手册》人民邮电出版社1981
[2]胡中豫.现代短波通信.国防工业出版社，2003
[3]K-C CHAN利用史密斯圆图设计匹配网络.无线电工程 2001
【关键词】Γ形匹配网络 T形匹配网络 ∏形匹配网络 匹配网络
一、引言
在短波通信电路设计中，由于一般短波天线的阻抗随着频率的变化而变化剧烈，与实际标称阻抗50Ω差距太远，为了达到最大效率通信通常在功率放大器和天线之间需要插入一个无源的网络，用于功率放大器和天线的阻抗的匹配，我们称之为短波天线调谐器。 本论文主要分析了Γ型、T型、∏型网络在短波天线调谐器匹配领域使用方式和如何选择匹配网络。同时在选择匹配网络我们注意的事项。
二、Γ形匹配网络
在短波天线调谐器中Γ形匹配网络式最常見的调谐网络形式。短波天线调谐器Γ形匹配网络主要由主要有9个并到地的电容和10个串联电感组成，Γ形匹配网络是一种窄带网络，它不仅完成阻抗变换功能， Γ形匹配网络器件组成了低通滤波器，兼顾了低通滤波的作用。
首先根据常规天线的阻抗特性我们知道当天线得阻抗主要位于可调谐区域中（图1中A区），在A区我们主要采用Γ形匹配网络方式进行阻抗的匹配。
Γ形匹配网络的匹配方式是首先调整10个二进制串联电感和9个二进制并联电容将阻抗调整到驻波比在VSWR=1.5区域内。
Γ形匹配网络的调谐
Γ形匹配网络相对来说是最简单的一种匹配方式，但是其局限性是显而易见的，它的匹配能力只限于在可调谐区域中，一旦天线阻抗没有在可调谐区域中，此匹配网络就无法完成阻抗匹配。
三、T形匹配网络
这种匹配网络在天线调谐器中比较少见，属于比较特殊的一类匹配方式。用我们常规的的Smith圆图来分析比较复杂。由前端二进制串联电感、二进制并联电容、以及天线根部串联电感组成。网络形式如图2。
首先我们需要通过对L1、L2、C分析确定其对天线阻抗的影响，分析哪种器件影响到天线阻抗的电阻分量和哪种器件影响电抗分量。我们采用先将C置于一预定的值，然后根据驻波比检测器中的电阻RP 、相位PH和驻波比VSWR指示信息按二进制逐次逼近算法调节L2， 使天线阻抗中的电阻分量接近50Ω， 然后再以二进制逐次逼近算法调节L1， 使天线阻抗中的电抗分量接近0. 如此反复微调L2和L1，最终使驻波比小于等于1.5 ，即网络匹配成功.显而易见这种调谐方式已经不同于前面的Γ形匹配网络匹配方式。这种方式可以明显的看出采用了先预置的方式，再用电感二进制逼近的方式调谐。
四、∏形匹配网络
∏形匹配网络也是我们比较常用的方式。10个二进制串联电感和9个二进制并联电容以及根部并联电容组成。这网络里在我们天调里面也是很一种常用的匹配方式。其实我们的短波天线调谐器就是Γ形匹配网络和∏形匹配网络的混用，因为我们天线的阻抗不可能完全处于图1所示的可调谐区域。在某些频率点上天线的阻抗有可能位于不可调谐区域。像我们的4m鞭状天线在频率低端天线阻抗就位于不可调谐区域。这个时候就需要∏形匹配网络进行匹配。
当我们的天线阻抗位于不可调谐区域时，我们的Γ形匹配网络已经不能完成阻抗匹配了。这时就需要我们∏形匹配网络。首先通过加入合适的根部并到地的并联电容将天线阻抗从不可调谐区域拉出到调谐区域，而后我们就可以采用Γ形匹配网络匹配方式将天线阻抗匹配到50Ω附近，驻波比满足VSWR≤1.5。
短波天线调谐器的调谐能力主要取决于天线的网络能力，虽然这几种网络都可以完成匹配，但是他们匹配能力有限。好的匹配网络可以在短波范围在3～30 MHz内完成天线阻抗的匹配。同时，许多实际的匹配网络并不是仅仅为了减小功率损耗而设计的，它们还具有减小噪声干扰、提高功率容量和提高频率响应的线性度等功能。
由于我们在匹配网络里均使用的是大功率的电容和电感等分立元件。由于器件的本身的损耗、器件的连接和排版铺地等带来的分布参数影响，其对射频信号的损耗也比较大。另外短波天线调谐器都采用的是二进制的网络器件，通过继电器通断来控制网络器件的增加和减少。器件中最小的器件值即为二进制最小步进。所以不同的匹配网络所使用的分立器件的个数也不一样。器件越多，功率损耗就越大。所以二进制步进的选取也是一个很重要的环节。所以一个好的匹配网络不但可以提高调谐能力同时也能就那个可能大的减小功率损耗。
五、结束语
在短波天线调谐器中，这几种匹配网络都有可能涉及到，我们常规的短波天线调谐器主要使用了Γ形匹配网络和∏形匹配网络的混用。在可调谐区域我们采用Γ形匹配网络，在不可调谐区域我们采用∏形匹配网络将阻抗先调整到可调谐区域再通过∏形匹配网络来匹配天线阻抗。任何一种匹配网络都不是万能的，我们需要根据特定的条件来选择最优的匹配网络。来达到最佳匹配。
参考文献：
[1]甘本祓 《微波传输线手册》人民邮电出版社1981
[2]胡中豫.现代短波通信.国防工业出版社，2003
[3]K-C CHAN利用史密斯圆图设计匹配网络.无线电工程 2001