阻抗匹配与史密斯(Smith)圆图:基本原理(二)
我们知道反射系数定义为反射波电压与入射波电压之比:
图3. 负载阻抗
负载反射信号的强度取决于信号源阻抗与负载阻抗的失配程度反射系数的表达式定义为:
由于阻抗是复数,反射系数也是复数
为了减少未知参数的数量,可以固化一个经常出现并且在应用中经常使用的参数这里Z0 (特性阻抗)通常为常数并且是实数,是常用的归一化标准值,如5075100和600于是我们可以定义归一化的负载阻抗:
据此,将反射系数的公式重新写为:
从上式我们可以看到负载阻抗与其反射系数间的直接关系但是这个关系式是一个复数,所以并不实用我们可以把史密斯圆图当作上述方程的图形表示
为了建立圆图,方程必需重新整理以符合标准几何图形的形式(如圆或射线)
首先,由方程2.3求解出;
并且
令等式2.5的实部和虚部相等,得到两个独立的关系式:
重新整理等式2.6,经过等式2.8至2.13得到最终的方程2.14这个方程是在复平面(r, i)上圆的参数方程(x-a)2 + (y-b)² = R²,它以(r/r+1, 0)为圆心,半径为1/1+r.
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