电感器基础知识射频电感器- 阻抗匹配

介绍射频电感器的阻抗匹配。
※本公司将适用于射频电路的电感器称为“射频电感”、“RF电感”。

1阻抗匹配

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,可以超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。

2 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,我们采用了本公司的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。

Figure 1: shows the circuit diagram. 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)

Figure 2: Comparison of RF Inductor Q (both 7.5 nH) 图2: RF电感的Q值比较 (均为7.5nH)

 

表1 RF电感的比较
型号 结构 尺寸 (mm) Q值
LQW15AN7N5H00 绕线 1.0×0.5 59
LQW04AN7N5D00 绕线 0.8×0.4 48
LQG15HN7N5J02 叠层 1.0×0.5 33
LQP03TN7N5H02 薄膜 0.6×0.3 27

※图2的图表是采用本公司提供的设计辅助工具Simsurfing 在新窗⼝中打开 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。

  • Figure 3: Overall Characteristics of SAW Filter 图3: SAW滤波器的整体特性
  • Figure 4: Pass Band Characteristics of SAW Filter 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。

3 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。本公司的电感器当中,薄膜型LQP系列 在新窗⼝中打开 最符合细致的常数步骤和偏差小的要求。

因此,请客户在比较和研究Q值特性、偏差、尺寸以及成本等的基础上,选择匹配电路的RF电感。