深圳市瀚强科技申请阻抗匹配器、射频电源设备以及射频电源系统专利，可对多个射频源与负载进行阻抗匹配

金融界 2024 年 9 月 11 日消息，天眼查知识产权信息显示，深圳市瀚强科技股份有限公司申请一项名为“阻抗匹配器、射频电源设备以及射频电源系统”，公开号 CN202411068957.X，申请日期为 2024 年 8 月。

专利摘要显示，本申请提供一种阻抗匹配器、射频电源设备以及射频电源系统，涉及射频技术领域，阻抗匹配器包括第一匹配单元、第二匹配单元以及第三匹配单元；第一匹配单元、第二匹配单元以及第三匹配单元均具有可调节的电抗值，在对第一射频源、第二射频源以及负载进行阻抗匹配的过程中，第三匹配单元的电抗值被调节至预设电抗值，第一匹配单元的电抗值根据第三匹配单元的预设电抗值以及第一射频源的输出频率被调节至第一目标电抗值，以实现对第一射频源与负载的阻抗匹配，第二匹配单元的电抗值根据第三匹配单元的预设电抗值以及第二射频源的输出频率被调节至第二目标电抗值，以实现对第二射频源与负载的阻抗匹配。本申请可对多个射频源与负载进行阻抗匹配。

本文源自金融界

环形器的工作原理

一、概述：

环形器是将进入其任一端口的入射波，按照由静偏磁场确定的方向顺序传入下一个端口的多端口器件。环形器是有数个端的非可逆器件。其显著特点为能够单向传输高频信号能量，分为微光学光纤、电子环形器，在隔离器、双工器、反射放大器中有良好的应用。

1、定义：

环形器是一个有单向传输特性的三端口器件，它表明器件从 1 到 2，从 2 到 3 和从 3 到 1 是导通的，反过来信号从2到1，从3到2和从1到3是隔离的。环形器是有数个端的非可逆器件。 

2、特点：

环形器的突出特点是单向传输高频信号能量，它控制电磁波沿某一环行方向传输，多用于高频功率放大器的输出端与负载之间，起到各自独立，互相“隔离”的作用。负载阻抗在变化甚至开路或短路的情况下都不影响功放的工作状态，从而保护了功率放大器。环形器它具有体积小、频带宽、插损小等特点，因而应用十分广泛，可用于雷达/通讯系统里使收/发信号互相隔离，收发可共用同一个天线。

二、 环形器原理 基本原理：

首先将变送器或仪表的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。

环形器单向传输的原理，是由于采用了铁氧体旋磁材料。这种材料在外加高频波场与恒定直流磁场共同作用下，产生旋磁特性（又称张量磁导率特性）。正是这种旋磁特性，使在铁氧体中传播的电磁波发生极化的旋转（法拉第效应），以及电磁波能量强烈吸收（铁磁共振），正是利用这个旋磁现象，制做出结型隔离器、环形器。它具有体积小、频带宽、插损小等特点，因而应用十分广泛。

非线性特性

在射频和微波无源器件中，环形器和隔离器的非线性特性比较差，但是，这些器件又往往被用于大功率场合。环形器和隔离器的非线性特性体现在谐波、正向互调(包括接收频段和发射频段)、接收频段发射互调、反向互调等。 

1、谐波

在大功率单载信号(f1)的作用下，环形器和隔离器会产生谐波(2f1、3f1等)。谐波的大小可用绝对值或相对值来表示，但同时必须说明载频的幅度。

研究环形器和隔离器谐波的意义，在于可以充分了解系统间干扰的来源。另一重要意义是因为二次谐波是产生三阶互调的前提，如果能定量的了解环形器和隔离器的谐波特性，则可以正确设置系统中滤波器和双工器的带外抑制值，以准确的控制系统成本。

当输入信号功率为40dBm时，隔离器的二次谐波为-61.3dBm；输入功率增加1dB,二次谐波相应增加2dB；当输入功率增加到49dBm，谐波增加到-43.87dBm。

2、正向传输互调

当两个载频同时输入环形器或隔离器时，在输出端口产生互调产物。正向传输互调的典型值为-80dBc@2x43dBm。

3、反射互调

当两个载频同时输入环形器或隔离器时，会产生互调产物，并反射回输入端口。反射互调的典型值为-80dBc@2x43dBm。

4、反向互调

当两个载波分别从输入和输出端加到隔离器时，在输出端会产生互调产物。注意：载频来自不同的方向，而且幅度大小不同。定义反向互调时，应选择幅度较大的互调产物，并以幅度较大的载频为参考。反向互调的典型值为-80dBc。

三、 环形器构件：

环形器采用结型带线结构，双Y形中心导体置于两片旋磁铁氧体样品之间，组成样品结，在样品结周围各置三片磁石，使整个样品结产生一均匀恒定的磁场。隔离器、环形器端口由带线转为同轴线，通过正确的设计它，可使样品结和同轴线有良好的匹配，满足隔离器、环形器各种性能的要求，当在负载失配的情况下，反射能量将沿着蓝线所标的方向流到外接的吸收电阻上，能量被电阻所吸收。

环形器为三端口器件，当端口1为输入，端口2为输出，则3端口为隔离端口，能量几乎不能穿过，以此类推，一般UHF读写器上用环形器为顺时针方向流通，当端口1为TX输出时，RF信号会从端口2而流过，而端口3即RX端口为隔离端，具体隔离度需参考器件参数和LAYOUT效果，相反，当端口2作为收发复用端接收信号时，信号会按顺时针进入端口3，此时泄露到TX端口的能量非常小，可以忽略，而TX泄露到RX端口的能量很大程度上影响着接收机灵敏度即实际识别效果，因此需根据接收端LNA参数，在RX端加衰减器对TX泄露信号进行有效隔离，但由此产生一个问题，因为RX接收的有用信号本身已经很少，在进行TX端泄露信号衰减的同时，RX端有用信号也被进一步削弱，因此也会影响到LNA的接收，因此，用环形器做收发隔离只能在一定程度上产生效果，对于TX输出功率给定且ERP不超过相关规定的情况下，要提高接收机灵敏度，必须考虑增大收发两路的隔离度，方法有很多，视具体需求而定。

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