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Smith 圆图对于每一个射频工程师而言是一个非常重要的辅助工具对于mith,做的最多的,可能就是匹配,而做匹配,最常用到的就是Smith圆图 史密夫图表(Smith chart,又称史密斯圆图)是在反射系散平面上标绘有归一化输入阻抗(或导纳)等值圆族的计算图 想当年在学校的时候,觉着Smith圆图好难;工作久了,再加上相关辅助软件的帮助,觉着Smith圆图还是比较好理解的 要用好Smith圆图,关键是熟悉它的构成主要包括等电阻圆,等电导圆,等Q线,等电抗圆,等电纳圆 高频与微波电路设计中,阻抗匹配是最基本且重要的课题阻抗匹配的目的:使信号由电源端传送到负载端时获得最大的功率 发明者:菲利普·史密斯(Phillip H.smith);时 间:1939;优 点:解决传输线的复杂计算的计算工具,快速、有效的达成匹配;特 点:很多圆交织在一起的一个图 对于天线来说,天线的输入阻抗与天线的结构、工作频率、周围环境和馈电位置等等因素有关,这样我们对于阻抗的计算就会变得非常的复杂(相关参数的手工推到大家自行翻书,自行了解,本次匹配的分享主要针对软件的运用),所以我们通常通过实验测定获得,也就是仪器测试啦通过观察smith圆图,我们可以简单,方便,快速的得出我们的参数Smith圆图的相关辅助工具有:ADSSmith V3.10VNA 通常匹配的话,一般都采用电感和电容串并联形式,既然smith圆图是由很多圆周交织在一起的一个图所以我们先来了解下各个圆圈族群1.阻抗族群:电阻+电抗圆2. 导纳族群:电导+电纳圆你需要记住几点:从图中经过圆心的两个圆分别是50欧姆的电阻圆和电导圆(以特性阻抗为50Ω为例), 圆上的电阻值不会变化,变化的是电抗的值;对于上半部分,电抗从左到右→→变大,对于下半部分,电抗从左到右→→变小;3. VSWR族群(反射系数族群)注:判断方法 VSWR=2时的圆的半径≈1/3D,大概就是把直径分成三等份 VSWR=3时的圆的半径≈1/4D,大概就是把直径分成三等份 最终匹配就是把所需要的点拉到VSWR=2或3的圆内4. Q品质因数 从图上看到,越靠近匹配点Q越小,带宽越大关于其他族群,因与要讲的匹配关系不大,暂时么有罗列出来其次我们需要记住相关的区域特性1.感性+容性Smith圆图的上半部分代表感抗,下半部分代表容抗2.阻抗通过电阻轴我们可以明显的看出:从左到右电阻逐渐变大,从而得出三点:A.所有的圆周只有一个相同的,唯一的交点;B.最大的圆代表0Ω、也就是没有电阻,上面都是电抗(r=0);C.圆圈旋转一周:0.5λ3.元器件走向并联电感:沿着等电导圆逆时针移动并联电容:沿着等电导圆顺时针移动串联电感:沿着等电阻圆顺时针移动串联电容:沿着等电阻圆逆时针移动 了解了这些知识,在已知源阻抗和负载阻抗的情况下,在现有Smith圆图软件的帮助下,很容易就能设计出匹配电路关于smith圆图你必须要牢记的两点:电感电容所占区域;串并电感电容的走势
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