信号链讨论：阻抗匹配

射频信号链通常包括一系列射频设备和组件，各个设备和组件具有自身的独特行为。但是，在任何情况下，信号链中的各个组件和设备会在其输入端口和输出端口引起阻抗。此外，信号链中的设备与组件之间互连也会引起其自身的阻抗。假定任何端口上的阻抗是电流/电压之比，则组件或设备的内部响应会直接影响信号链中每个元件端口处阻抗。

在射频信号链的每个节点上，如果阻抗匹配不准确，会产生反射。测量阻抗不匹配的一种常用方法是通过所得驻波比（SWR）或电压驻波比（VSWR）进行表示。因此许多常见的射频组件和设备的端口阻抗设计为50 Ohm或75 Ohm，这样可以最大程度地减少阻抗不匹配的可能性，并降低需要设计人员确保信号链中每个元件之间阻抗匹配的要求。

信号链中出现阻抗不匹配会产生各种不良影响。直接表现为本应沿信号链传输的某些信号强度会因阻抗不匹配被反射。这会导致信号强度下降，并使信号链中出现衰减。此外，反射信号可以在两个不匹配的端口之间来回“反弹”并产生驻波。该驻波可能会像端口上的直流电压一样损害或改变某些射频组件和设备的行为。考虑到射频电路通常为非线性，反射信号也有可能导致信号链的通带中产生杂散、谐波、噪声以及其他不良的信号劣化。

在极端情况下，阻抗不匹配可能会导致因反射信号过强而损坏信号链中的设备和组件。例如，如果高功率发射机的输出端与天线端口不匹配，则反射信号强度可能会损坏高功率放大器（HPA），而高功率放大器比较昂贵，且维修起来比较复杂。

在某些情况下，信号链内的阻抗不匹配几乎无法避免。例如，某些类型的滤波器本质上具有反射性。这意味着滤波器通带之外的频率内容将会出现阻抗不匹配，导致通带之外的那些信号被反射。滤波器通常放置在混频器、振荡器、发射机和其他有源元件的输出端，因此可能导致滤波器、元件或信号质量下降和受损。为了解决这个问题，可以采用其他类型的滤波器，例如吸收滤波器，该滤波器主要吸收通带之外的射频能量，或者在信号链的反射元件之间放置衰减器，以吸收反射信号的能量并防止产生驻波。

在某些需要将阻抗不匹配引起的反射降到最小、实现最大功率传输或遵守其他限制（例如将接收信号中的噪声含量降到最小）的情况下，可能需要阻抗匹配电路。从本质上来说，阻抗匹配电路可以进行其中一个端口到另一个端口的阻抗变换。如果此阻抗变换旨在实现最大功率传输，则阻抗匹配会将源端口和负载端口变换为互相共轭匹配。在将天线端口与接收机输入端（例如低噪声放大器（LNA））进行匹配的情况下，可以采用不同的方法。如果需要考虑噪声，则将可能不会采用阻抗匹配电路进行共轭匹配，而是采用阻抗匹配网络，其旨在提供低噪声放大器的噪声系数优化源电阻和偏置点。