[发明专利]用于在射频操作II中操作平面变压器上的可变阻抗负载的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于在由平面变压器组成的装置上操作可变阻抗负载的方法，所述平面变压器至少包括初级侧和次级侧，所述初级侧和次级侧可以作为输入侧或输出侧操作，所述输入侧或输出侧包括初级线圈和次级线圈，其中线圈的绕组之间的电容与线圈的电感形成谐振电路。该线圈包括谐振电路的谐振频率的选择，其中谐振频率落在要抑制的输入信号的谐波的频率上。

技术领域

本发明涉及一种用于在射频操作中操作平面变压器上的可变阻抗负载的装置和方法。

背景技术

现有技术公开了信号电源通过传输路径连接到负载的布置。在高功率范围内，低阻抗电源(例如1Ω)通常使用较高阻抗(例如50Ω)传输路径连接到阻抗经常可变的(例如在1Ω的值附近可变)低阻抗负载。对于阻抗匹配，通常在电源和传输路径之间使用具有第一阻抗比(例如固定的)的第一匹配网络，并且在传输路径和负载之间使用具有第二阻抗比(例如可变的)的第二匹配网络。信号经由第一匹配网络，传输路径和第二匹配网络从电源发送到负载。该信号通常具有基频分量和谐波分量，即基频的整数倍。

现有技术将变压器称为具有固定阻抗比的匹配网络。变压器具有具有第一绕组数量的输入线圈(“初级绕组”)和具有第二绕组数量的输出线圈(“次级绕组”)，以及称为绕组比的第二绕组数量与第一绕组数量之间的比率。

在低频信号的情况下，具有绕组比N的变压器将输入和输出之间的电压向下变换N倍，但是相反地，将电流向上变换N倍，从而可以使用该变压器来调整N2的电源与负载阻抗的比。

平面变压器是变压器的一种特殊实施方式。平面变压器具有初级线圈和次级线圈，初级线圈和次级线圈实质上是平面的和与平面平行的，由电介质隔开。

就射频技术而言，平面变压器是利用分布式电感和分布式电容将信号从输入传输到输出，并且在信号阻抗中有预期变化的元器件。虽然在低频范围中的这种变化以绕组比的平方的比率位于两个实际阻抗之间，但是对于实质上非实际的射频阻抗以及实质上在高频范围中分布的电容和电感涂层，这种关系更加复杂。

根据现有技术，已知可通过镜像对称构造初级线圈(“初级侧对称平面变压器”)。从现有技术中也可得知，在次级线圈的偶数个绕组的情况下，从平面变压器的第一视角来看，该平面变压器适于评估绕组方向，该平面变压器将次级线圈的一半绕组沿第一绕组方向布置在初级线圈上方，并且将次级线圈的另一半沿相反的方向布置在初级线圈下方(“次级侧对称平面变压器”)。从第一视角看，次级线圈的第一半绕组和第二半绕组在次级线圈的旋转中心区域彼此导电连接。最后，根据现有技术，可以完全对称地构造平面变压器，也就是说，在初级侧和次级侧对称地构造平面变压器。

如果电源是差分放大器装置，在初级侧对称的平面变压器的情况下，初级绕组的中间有一个点，该点依据射频技术接地，并且通过该点可以提供电源电压，而对于阻塞来自电源电压的输出信号的要求极低。在次级侧对称的平面变压器的情况下，同样的方式，次级线圈的中间有一个点，该点依据射频技术接地；根据现有技术，这被用于例如向天线连接施加DC电压或从天线连接分接DC电压。

谐波匹配结构在现有技术中也被称为第一匹配网络，通过该第一匹配网络，依据数量和相位，可以实现用于基波和谐波的负载阻抗的期望值。在谐波的情况下也可以有利地使用阻抗的控制，以便在电源的输出处获得电流和电压的时间分布，通过该时间分布可以实现电源的特别有效的操作。

具有可变阻抗的负载通常不仅对于信号的基波而且对于谐波表现出输入阻抗的变化。根据现有技术的具有可变阻抗比的第二匹配网络通常仅适于吸收在信号的基频处的负载阻抗的变化，但是它通常不允许任何谐波的阻抗匹配。

然后，在具有规定阻抗的基频下，在面向传输路径的一侧上没有进一步措施的情况下，得出谐波匹配结构作为第一匹配网络；然而，在基频的倍数处，存在可变阻抗。这种可变谐波终端对电源输出处的电流和电压的时间分布具有不利的影响。