基于粒子群的射頻天線自適應(yīng)阻抗匹配的設(shè)計.pdf

1、在現(xiàn)代工程中，移動和無線傳輸設(shè)備已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，例如移動電話、車載天線、藍牙裝置等。隨著周圍環(huán)境的改變，天線的場分布也會受到影響而改變天線的阻抗值，這種易變性會導(dǎo)致天線負載與傳輸線的失配。阻抗失配會降低功率傳輸效率、響應(yīng)線性度和輸出信號功率。通過在源級和負載之間加入一個阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，改變天線負載的阻抗值，以實現(xiàn)最大功率輸出。因此，自適應(yīng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)成為了射頻天線阻抗匹配的一個重要組成部分。
　　以降低射頻天線能量反射和提高功

2、率傳輸效率為目的，本文提出了一種射頻天線自適應(yīng)阻抗匹配的粒子群方法。首先，以現(xiàn)有工程中常用的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，在射頻天線和源級之間加入了無源π型匹配網(wǎng)絡(luò)，通過調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中可變電容和可變電感來實現(xiàn)與天線負載的共軛匹配。相比傳統(tǒng)的匹配網(wǎng)絡(luò)，這種π型匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，沒有匹配禁區(qū)問題，能夠快速精確的獲得匹配結(jié)果；然后，針對粒子群算法存在易陷入局部最優(yōu)解的問題，提出了一種并行的自適應(yīng)量子粒子群算法。通過共享粒子的兩個極值，將改進后的自適應(yīng)粒子群

3、算法和邊界變異的量子粒子群算法并行搜索，有效地克服了標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法的缺陷。測試結(jié)果表明，該算法在精度和全局最優(yōu)解的找尋速度方面有了很大的提高；隨后，當(dāng)匹配電路Q值很高時，窄帶阻抗匹配可以近似等價為其頻率中心點處的阻抗匹配問題，給出了理想模型下的窄帶阻抗匹配。現(xiàn)代通訊中跳頻技術(shù)和擴頻技術(shù)的應(yīng)用，使得寬帶天線在工程中得到了大量使用，寬帶阻抗匹配給出了移動通信的900-1800MHz，GPS的1.2-1.5GHz，藍牙和WIFI的2.4-5.

4、2GHz這三種工程常用頻段下的仿真；此外，隨著電路元件尺寸的減小、工作的頻率的增加，匹配網(wǎng)絡(luò)的非理想因素必須考慮。在阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)分析和設(shè)計中，對功率損耗和寄生損耗進行有效的估算，給出了簡單參數(shù)模型和集成電路(IC)模型的窄帶和寬帶頻率匹配仿真。通過分析片上電感模型各個參數(shù)的靈敏度，推導(dǎo)出簡化公式，其簡化效果與實際網(wǎng)絡(luò)相同，但能夠有效的減少計算量，加快運行時間；最后，實現(xiàn)自適應(yīng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)中可變電容、可變電感、檢測模塊的實際電路，并利用S