[发明专利]一种用运算放大器对电小天线的补偿方法

说明书

本发明公开了一种用运算放大器对电小天线的补偿方法。利用运算放大器组成的负阻抗变换电路对电小天线进行色散补偿；负阻抗变换电路并联到电小天线上；负阻抗变换电路中，运算放大器U1正向输入端经电阻R1连接到自身输出端，运算放大器U1反向输入端经电阻R2连接到自身的输出端，运算放大器U1反向输入端与电感L一端连接，电感L另一端和运算放大器U1正向输入端作为负阻抗变换电路的输出两端。本发明实现了电小尺寸天线在高频处的宽带匹配，达到拓展带宽的目的；对电小尺寸天线等高电抗器件进行色散补偿，弥补了传统负阻抗变换电路在进行宽带匹配时不能得到较高工作频率的缺陷。

技术领域

本发明涉及了一种天线补偿方法，尤其是涉及了一种用运算放大器对电小天线的补偿方法。

背景技术

随着调频、扩频等先进通信技术的广泛应用，大规模集成电路与空间技术的发展和电子器件的体积日趋小型化，对通信设备的小型化和系统带宽也提出了更高的要求。天线作为通信设备中的关键部件，是电磁能量由设备到空间的转换器，其性能好坏直接影响到设备的工作质量，因此对天线的小型化和带宽研究一直以来都是该领域内的研究热点。

近年来，对运算放大器的研究结果表明：在微波领域内，该器件组成的负阻抗变换电路可以应用于小天线或超材料中，抵消其高电抗，达到阻抗匹配，增加带宽的效果。目前许多应用受到传统负阻抗变换电路的带宽限制，只能实现500MHz以内的等效负阻抗器件。大部分的研究人员都致力于该频段频率特性的使用，难以突破频率瓶颈。随着频率要求的提高，对这种电路的频响特性的要求也会进一步提高，因此，进一步研究负阻抗器件频率特性对于天线的小型化，对提高天线的工作性能具有重要意义。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，为了进一步研究负阻抗变换电路频率特性对于天线的小型化，本发明所提供了一种用运算放大器对电小天线的补偿方法，利用运算放大器组成的负阻抗变换电路的高频特性进行电小天线补偿方法，对提高天线的工作性能具有重要意义。

本发明采用的技术方案是：

本发明利用运算放大器组成的负阻抗变换电路的高频特性对电小天线进行色散补偿。

所述负阻抗变换电路并联到电小天线上，负阻抗变换电路包括电阻R1和电阻R2、运算放大器U1和电感L，运算放大器U1的正向输入端经电阻R1连接到自身的输出端，运算放大器U1的反向输入端经电阻R2连接到自身的输出端，运算放大器U1的反向输入端与电感L的一端连接，电感L的另一端和运算放大器U1的正向输入端作为负阻抗变换电路的输出两端。

所述的运算放大器U1的正向输入端连接到电小天线的发射端。

所述的电感L的另一端连接到电小天线的接地端。

所述的运算放大器U1采用AD8009。

所述的运算放大器U1通过外部电源供电。

在实际应用中，普通电感和电容在低频段可以被认为是理想的电感和电容，但是随着频率的增加，由于寄生参数影响的增大，电阻和电抗部分的斜率开始变化，同时伴随有谐振点的出现。

由因果系统的理论可知：任何物理可实现的线性时不变的因果稳定收敛网络，其频率响应的实部和虚部均满足克拉莫-克若尼关系式。一个有耗网络的阻抗在全频段内是随频率而变化的，那么也可以称该网络为色散的。任何一个实际的RLC网络，当其电抗或电纳变为零的时候，都可以观察到由电路元器件或电路中的寄生参数引起的洛伦兹谐振，而一个经过负阻抗变换电路的阻抗频响则与普通RLC网络相反，全频段可观察到逆洛伦兹谐振，即阻抗的电阻和电抗与普通的阻抗的色散曲线是相反的。

本发明的负阻抗变换电路采用晶体管或者运算放大器来实现。该种电路可以将输入的电压反相输出，而与输入电流保持同相，使得到的阻抗为负。

本发明的有益效果是：