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射频工程师必知必会——史密斯圆图 (二)

2020.10.13

10

等电抗圆

(1)r 为常数的曲线是圆,其圆心在  

11

,半径为   

12

 

(2)x 为常数的曲线也是圆,其圆心在 

13

   ,半径为   

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(3)  Γ平面单位圆内的等电阻圆是完整的圆,等电抗圆只是等 x 圆的一部分曲线。

 

4 Γ复平面上的阻抗圆图

将等归一化电阻圆和等归一化电抗圆叠加到Γ 平面上所构成的图形就是阻抗圆图。阻抗圆图上的任一点都是四种曲线的交点,在圆图上每一点都可以同时读出对应于传输线上某点的反射系数(模、相角)和归一化阻抗(归一化电阻、归一化电抗)。 

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在完善一点就是这个了,已经密密麻麻了,所以大神也就没有再画出等反反射系数圆,只是在最外圈标注波长数 z/lambda。使用圆图时可以用直尺和量角器来辅助计算,当然现在更多的是在计算机会测量仪器中画圈圈。 

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需要强调的是,圆图中的每一点都是反射系数的模和相位,归一化电阻和归一化电抗的交点,都可以读出相应的值。

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史密斯圆图有几个必记知识点,要印在脑海啊。 

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1,三点

短路点:其坐标为(-1,0),此处对应的 r=0,x=0,Γ=1,VSWR=∞,相位=180°

 

开路点:其坐标为(1,0),此处对应的 r=∞,x=∞,Γ=1,VSWR=∞,相位=0°

 

匹配点:其坐标为(0,0),此处对应的 r=1,x=0,Γ=0,VSWR=1。 

 

2, 三线

纯电阻线:圆图上实轴 x=0 的轨迹。

 

全反射系数圆:最外面的单位圆为 r=0 的纯电抗圆,放射系数Γ=1;

 

驻波比和行波系数:正实轴 r>1 为电压波腹点的轨迹,线上 r 的读书等于驻波比;负实轴 r<1 为电压波节点的轨迹,线上 r 的值就是行波系数 k。 

 

3,两面

史密斯圆图的上半平面 x>0 为感性阻抗的区域;实轴下半平面为容性阻抗的区域。 

 

4,两个旋转方向

若在传输线上从某点向负载方向移动时,则在圆图上由该点沿等反射系数圆逆时针旋转;若在传输线上某点向波源方向移动时,则在圆图上由该点沿等反射系数圆顺时针方向旋转。

 

先到这里吧。学不明白的节奏。。。在实际设计中,多用,多想。慢慢去掌握这个神奇的圆吧!


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