smith与阻抗匹配学习资料.ppt

阻抗匹配与Smith原理 一 阻抗匹配及其意义 二 阻抗匹配基础知识 三 smith圆图分析总结 四 如何利用smith圆来分析阻抗 阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配 主要用于传输线上 使高频的微波信号皆能传至负载点 减少反射损耗 得到最大功率输出工作状态 一 阻抗匹配及其意义 二 阻抗匹配基础 参量的认识 信号在传输线上由于阻抗不匹配等原因 会有回波损耗 因此用反射系数 驻波系数比VSWR等来衡量信号传输的效率 Z0 VSWR 1 1 传输线上的阻抗常用Z0表示 称为特性阻抗 典型值是50欧姆和70欧姆 传输线特性阻抗常取50欧姆 75欧姆 一般用在视频传输 有限电视网络 天线馈线 长途电讯应用等场合 600欧姆 电报和电话使用的裸露平行导线也是典型的阻抗 线径标准22的双绞线 平均阻抗大约在120欧姆左右 这是另一种具有自己特有特性阻抗的传输线 300欧姆 某些天线系统中使用300欧姆的双引线 以匹配折合半波阵子在自由空间阻抗 传输线以及相关介绍 Smith原理 Smith圆图 反射系数同轴圆 ej r j i ej cos jsin r2 i2 2 i r 阻抗圆 电阻圆 电抗圆 阻抗圆 电阻圆 电抗圆 阻抗圆 电阻圆详解 1 以r 0 的范围值来研究圆的趋势 2 相同圆周 电阻值 实部 相同 反射系数 VSWR不尽相同 根据公式3 阻抗圆与反射系数的关系 1 0 点对应的是最大的反射系数1 4 实际中没有负的电阻 如果出现负阻值 有可能产生振荡 5 选择一个对应于新电阻值的圆周就等于选择了一个新的电阻 1 0 阻抗圆 电抗圆详解 1 同一圆周上是具有相同虚部x的阻抗 x可以是正数和负数 故上下是对称关系 2 所有的圆公共切点 1 0 圆心在 r 1上 阻抗圆 电阻圆与电抗圆关系 1 上半圆阻抗为感抗 下半圆阻抗为容抗 2 单位圆为纯电抗 实轴为纯电阻 3 实轴的右半轴为电压波腹 左半轴为电压波节 阻抗圆 三大标志点 阻抗圆 上下半圆 阻抗圆 实轴意义 导纳圆 由阻抗圆演变 ej r j i Zl 1 z 1 z 归一化导纳y 1 Zl yl 1 z 1 z 1 ej z 1 ej z 导纳圆 规律总结 两种表述之一 第一种 独立 两个公式在形式上是完全相同的 所以导纳圆图与阻抗圆图在图形坐标的数值 符号和曲线形状上是相同的 可以把阻抗圆图当作导纳圆图来使用 但是图上各点所代表的物理含义要作不同的解释 导纳圆 规律总结 两种表述之二 第二种 关联 将阻抗圆图旋转180 就可以得到新的导纳圆图 与阻抗圆图相比 其图的形状 数值和符号都发生了变化 各点的物理含义并不改变 表示对应阻抗下的导纳 实例分析一 实例分析二 匹配电路设计规则 1 0 1 0 匹配电路不能有额外的功率损耗 因此只采用电感和电容来设计 容抗 Rc 1 jwc 感抗 RL jwL 匹配电路模式 匹配电路设计深入 双频带匹配 匹配电路设计深入 变容二极管匹配 1 用在频带宽度上的匹配 在一个区间上变化 2 匹配电路要简洁 3 引起非线性问题 匹配电路设计深入 开关型匹配 1