RF Power Amplifier射頻功率放大器經常會遇到一個天線失配造成PA燒毀的問題,有些PA規格書會宣告可以在VSWR 20:1, 但有些卻只能支援VSWR 6:1 兩個極端的差距, 這個可以用上圖阻抗平面轉移來解釋,一般PA到天線路徑會經過Duplexer、PCB Trace、RF Switch etc. 等等,這些串聯元件可以等校成一個串聯S參數。
例如天線如果失配變成高阻抗1000Ω 或低阻抗2.5Ω ,等校的S參數有3dB的衰減,那在PA輸出端也就是PA負載看到阻抗就變成133Ω 或18Ω,VSWR由20瞬間變成2.7,如果使用上這路徑上的Loss是固定或大概都會有這麼多,這時候PA不需要設計這麼強壯可以把設計的空間讓給其他指標,一個好的設計都是在眾多指標中取得最好的平衡 (尺寸,防護能力,線性度,效率等等 )
利用公式可以算出天線的阻抗 Γant 經過這網路後的 Γin 數值,這個在先前複習[1] 多重反射與[2] 負回授真的穩定都有提到這個公式。這個公式我第一次看到是在大學微波工程的教科書中讀到[3]David M Pozar, Microwave Engineering 4ed, Chapter 4, Signal Flow。
這公式的推導過程是用Signal Flow來推導,我節錄課本EXAMPLE 4.7 APPLICATION OF SIGNAL FLOW GRAPH,當初還是學生的時候我就一直卡在第一步,Using Rule 4 on node a2........."< 。
那時候課本的Signal Flow 4個Rule如下,別說Rule 4了,下面根本沒有一個Rule可以直接套用第一步,後來一段時間也是知道有這公式,工作時候拿來用一下,但有點不明就理,但現在網路上上資源很多,搜尋一下Signal Flow就可以找到很多教學的材料。
[3] Microwave Engineering 4ed, David M. Pozar.