一种射频阻抗匹配原理研究装置的制作方法

本实用新型涉及射频实验技术领域，具体涉及一种射频阻抗匹配原理研究装置。

背景技术：

随着无线通信特别是移动通信的快速发展，急需射频电路设计人才，射频电路设计的关键技术之一是设计匹配电路，传统的教学实践方法是学生根据指标要求，通过软件仿真，设计pcb板，装配测试，这种方式设计和测试周期长，且只适用于一个窄频段，灵活度低；pcb板成型后无法重复使用，射频频率单位一般为g赫兹，因此，对线路板的板材有特别要求，而且用量少，所以生产周期长单价高，进而造成这个设计成本高；线路板设计成型后板上的微带线无法加长加宽，如果设计误差超过要求，线路板就作废，无法修改。采用上述方式训练匹配电路设计灵活度较低，由于阻抗匹配包含众多参数调试，内容复杂，不方便老师演示调试过程，学生学习设计费时费力且不便掌握要领，从而影响授课效果和教学进度。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种射频阻抗匹配原理研究装置，增加设计灵活度，以解决现有射频电路设计实验中匹配网络调试过程讲解、原理演示、学生实践不方便的问题。

本实用新型采用的技术方案是：

一种射频阻抗匹配原理研究装置，包括主轴和若干分支，所述主轴上设有若干主滑块，所述主滑块连接所述分支使所述分支与所述主轴垂直连接，所述分支平行设立且于所述主轴上水平移动，所述主轴两端和所述分支远离所述主轴一端均连接有端面封头，所述主轴和所述分支均包括外导体和内导体，所述外导体截面呈u形，所述内导体同轴且平行设于所述外导体内且与所述外导体构成同轴腔，所述同轴腔阻抗为50欧，所述外导体两端内侧角处嵌有渐变铝块，使所述主轴两端的所述内导体和所述外导体的间隙连续一致，确保主轴阻抗保持50欧不跳变，所述分支上嵌有分滑块所述主滑块和所述分滑块上连接有若干滑轮且通过所述滑轮嵌入所述同轴腔内，所述滑轮内嵌有弹簧探针，所述弹簧探针嵌入所述同轴腔一端接触所述内导体，通过移动所述分滑块调节所述分支的有效长度，便于调试并实现阻抗匹配，。

优先地，经过多次实验计算，所述外导体开口宽度为20mm，深度为12mm，内腔直径为30mm，所述内导体厚度为3mm，宽度为16mm，确保组成的所述同轴腔阻抗是50欧。

优先地，所述分支间距大于等于λ/8，所述分支间距小于等于3λ/8，确保所述分支与所述负载距离较远，使所述分支在特定频段下呈现感性或容性，使所述分支组成lc网络来实现阻抗匹配。

优先地，所述渐变铝块呈三角形，所述渐变铝块厚度为12mm，所述渐变铝块直角边长分别为15mm和5mm，确保电磁波在同端端面无反射现象，所述渐变铝块数量为4个，所述渐变铝块斜边粘有导电胶，便于所述渐变铝块固定。

优先地，所述端面封头轴心处嵌有绝缘支架，所述内导体两端均连接所述绝缘支架使所述内导体与所述外导体无接触，保证所述内导体和所述外导体间绝缘，所述端面封头采用铝块制成。

优先地，所述主轴两端的所述端面封头分别连接有n转sma座，所述n转sma座分别连接有负载和矢量分析仪，便于调试和观测所述分支有效长度在匹配过程中的作用，便于教师授课且加强学生理解。

优先地，所述滑轮数量为3个，所述滑轮轴心呈三角形，便于所述主滑块和所述分滑块的固定并确保其在所述外导体腔内灵活移动。

优先地，所述滑块和所述弹簧探针均采用绝缘处理。

优先地，所述分支上的所述端面封头固定连接有固定架，所述固定架内嵌有滚轮，所述滚轮过轮心轴线与所述分支平行使所述分支沿所述主轴水平移动。

优先地，所述主轴和所述分支同侧均设有刻度尺，便于阻抗匹配中参数调试和记录。

优先地，所述外导体和所述内导体均采用铝材制成。

本实用新型的有益效果是：

1.分支有效长度是主轴到分支滑块间的距离，滑块内弹簧探针与内导体短接，通过移动分滑块，改变两个分支有效长短，以提供所需要的归一化电纳；

2.渐变铝块使主轴两端内外导体间的间隙连续一致，确保同轴腔阻抗保持为50欧，不发生跳变；

3.装置装卸便捷，并外接矢量分析仪和负载，便于实现阻抗匹配，且便于调试、演示和教学。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的结构图；

图2是本实用新型的侧视图；

图3是本实用新型的主轴示意图；

图4是本实用新型的主轴端头示意图。

图中标记为：1.主轴，11.主滑块，2.分支，21.分滑块，3.端面封头，31.绝缘支架，32.固定架，33.n转sma座，4.外导体，5.内导体，6.同轴腔，7.渐变铝块，8.刻度尺。

具体实施方式

如图1-4所示，一种射频阻抗匹配原理研究装置，包括主轴1和若干分支2，外导体4开口宽度为20mm，深度为12mm，内腔直径为30mm，内导体5厚度为3mm，宽度为16mm，外导体4和内导体5均采用铝材制成，确保组成的同轴导体阻抗是50欧，分支2间距范围为λ/8至3λ/8，确保分支2与负载距离较远，并使两个分支2组成lc网络来实现阻抗匹配，主轴1上设有若干主滑块11，主滑块11连接分支2使分支2与主轴1垂直连接，分支2平行设立且于主轴1上水平移动，主轴1两端和分支2远离主轴1一端均连接有端面封头3，主轴1和分支2均包括外导体4和内导体5，外导体4截面呈u形，内导体5同轴且平行设于外导体4内且与外导体4构成同轴腔6，同轴腔6阻抗为50欧，外导体4两端内侧角处嵌有渐变铝块7，渐变铝块7呈三角形，渐变铝块7厚度为12mm，直角边长分别为15mm和5mm，确保电磁波在同端端面无反射现象，使主轴1两端的内导体5和外导体4的间隙连续一致，确保主轴1阻抗保持50欧不跳变，渐变铝块7数量为4个，渐变铝块7斜边粘有导电胶，便于渐变铝块7固定，分支2上嵌有分滑块21主滑块11和分滑块21上连接有若干滑轮且通过滑轮嵌入同轴腔6内，滑轮内嵌有弹簧探针，滑块和弹簧探针均采用绝缘处理，弹簧探针嵌入同轴腔6一端接触内导体5，通过移动分滑块21调节分支2的有效长度，便于调试并实现阻抗匹配。

具体的，如图4所示，端面封头3轴心处嵌有绝缘支架31，内导体5两端均连接绝缘支架31使内导体5与外导体4无接触，保证内导体5和外导体4间绝缘，端面封头3采用铝块制成。

具体的，如图4所示，主轴1两端的端面封头3分别连接有n转sma座33，n转sma座33分别连接有负载和矢量分析仪，便于调试和观测分支2有效长度在匹配过程中的作用，便于教师授课且加强学生理解。

具体的，如图1所示，滑轮数量为3个，滑轮轴心呈三角形，便于主滑块11和分滑块21的固定并确保其在外导体4腔内灵活移动。

具体的，如图4所示，分支2上的端面封头3固定连接有固定架32，固定架32内嵌有滚轮，滚轮过轮心轴线与分支2平行使分支2沿主轴1水平移动。

具体的，如图1所示，主轴1和分支2同侧均设有刻度尺8，便于阻抗匹配中参数调试和记录。

具体的，如图1-4所示，外导体4和内导体5均采用铝材制成。

如图1-4所示，本实用新型的工作原理是：做双分支2做匹配实验时，主轴1上安装两个主滑块11，两个主滑块11上分别连接分支2，主轴1一端连接负载，另一端通过n转sma座33线连接矢量分析仪，由于连接的负载不是50欧，故矢量分析仪在1ghz-2ghz频段内测得的阻抗圆图不是一个点，通过移动主滑块11使分支2与负载距离约为15cm，两个分支2间距在λ/8-λ3/8间，移动分滑块21改变两个分支2有效长度，同时观察矢量分析仪圆图变化，反复调整分支2有效长度，当矢量分析仪圆图接近一个点时阻抗匹配调试结束；装置不使用时，为便于存放，可以将分支2从主轴1上取下。

本实用新型的优点：装卸便捷，调试灵活，可通过矢量分析仪准确判断阻抗匹配参数，便于教学授课和学生理解，调试过程直观。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。