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《射頻電路與天線-Smith圓圖-褚慶昕》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、射頻電路與天線（一）RFCircuits&Antennas第4講Smith圓圖褚慶昕華南理工大學(xué)電子與信息學(xué)院天線與射頻技術(shù)研究所TEL:22236201-601Email:qxchu@scut.edu.cnResearchInstituteofAntennas&RFTechniques第4講內(nèi)容∑Smith圓圖∑傳輸線例題教材pp23-34SouthChinaUniversityofTechnologyResearchInstituteofAntennas&RFTechniques4.1Smith圓圖∑在射頻電路中，經(jīng)常遇到阻抗計算問題：Z+ZjtanβlLcZZ=inc
2、Z+ZjtanβlcL?2jβlΓΓ=eL1+ΓZZ=inc1??！粕鲜鲇嬎闵婕皬?fù)雜的復(fù)數(shù)計算，在電子計算機SouthChinaUniversityofTechnology尚不普及的時期，人們采用作圖法計算，便出現(xiàn)了Smith圓圖。ResearchInstituteofAntennas&RFTechniques∑今天，計算機計算已變得非常容易，精度遠遠高于作圖法。但是，并不能說作圖法就無用了，更不能說圓圖就可以淘汰了，因為圓圖不僅可以簡化計算，更重要的是可以提供清晰的幾何概念和物理意義。∑Smith圓圖已成為分析和設(shè)計RF/MW電路的常用工具，許多設(shè)計軟件和測量儀器都使用S
3、mith圓圖。SouthChinaUniversityofTechnologyResearchInstituteofAntennas&RFTechniques∑阻抗的計算問題包括：?反射系數(shù)的模Γ?反射系數(shù)的相位φ=?2jlβ?輸入阻抗的實部（電阻）Rin?輸入阻抗的虛部（電納）Xin∑后面將會證明，在以反射系數(shù)的實部和虛部構(gòu)成的坐標系中，反射系數(shù)的模、輸入阻抗的實部（電阻）和虛部（電納）都構(gòu)成圓，反射系數(shù)的相位構(gòu)成射線。SouthChinaUniversityofTechnology∑正是這些圓和射線構(gòu)成了Smith圓圖。ResearchInstituteofAntenn
4、as&RFTechniques4.1.1反射系數(shù)圓與相位射線∑考慮無耗傳輸線j(2)φL?βlΓ=Γ()leLl∑在Γ平面內(nèi)（實部為橫坐標，虛部為豎坐標）Γ=()l常數(shù)≤1是一簇單位圓內(nèi)的圓φ＝常數(shù)是一簇從原點發(fā)出的射線∑當從負載向電源方向行進時，反射系數(shù)在Γ平面上的軌跡是包含在單位圓內(nèi)沿順時針旋轉(zhuǎn)的SouthChinaUniversityofTechnology圓（負相角）。反之，當從電源向負載方向行進時，圓是逆時針旋轉(zhuǎn)（正相角）。ResearchInstituteofAntennas&RFTechniquesΓ平面φ＝常數(shù)l2βlΓ(l)Γ()l=≤常數(shù)1SouthCh
5、inaUniversityofTechnologyResearchInstituteofAntennas&RFTechniques【例4-1】已知ΓL=07.，求l=0.1875λ處的Γ()lj0解：因為ΓL=07.e位于圖上A點。向電源方向等圓順時轉(zhuǎn)0.1875到B點，0j1350得，φ=135于是Γ(d)=0.7e。注意：λ?φ變，πl(wèi)變化=0.25λ4?要注意旋轉(zhuǎn)方向?對于Γ圓，l/λ的起始點任意，因為我們求的是兩點間的電長度，與起始點無關(guān)。0?但為了方便，規(guī)定取φ=0時，l/0λ=.25；SouthChinaUniversityofTechnology0φ=180時
6、，l/0λ=。ResearchInstituteofAntennas&RFTechniquesαl=0.1φ()lSouthChinaUniversityofTechnologyResearchInstituteofAntennas&RFTechniques?當傳輸線有耗（小損耗）時，反射系數(shù)的相位特性不變，模不再是圓。?2αl?這時可在圖上加畫衰減圓，以e為半徑畫圓，并標明αl值。?具體求Γ時，先按無耗時的方法求φ。然后?2αl利用衰減圓，得到Γe。L?例如，在A點，順時等圓旋轉(zhuǎn)到B，得ΓL到φ()l，設(shè)αl=0.1，于是到C點得Γ()l。SouthChinaUniver
7、sityofTechnologyResearchInstituteofAntennas&RFTechniques4.1.24.1.2歸一化阻抗圓歸一化阻抗圓∑我們希望能在Γ平面上反映阻抗特性設(shè)Γ=Γ+jΓriZin歸一化阻抗Zr==+jxZcZ?1由得Γ=(Γr+jΓi)(r+1+jx)=r?1+jxZ+1于是Γix?2r+1=?Γr(r+1)?Γix=r?1Γr?1?SouthChinaUniversityofTechnology?Γrx+Γi()r+1=xΓi()x=r+11?ΓrResearchInstitu
