史密斯圆图PPT课件

-,1,1圆图的概念,由于阻抗与反射系数均为复数，而复数可用复坐标来表示，因此共有两组复坐标：,归一化阻抗或导纳的实部和虚部的等值线簇；,反射系数的模和辐角的等值线簇。,-,2,圆图就是将两组等值线簇印在一张图上而形成的。将阻抗函数作线性变换至G圆上。,或,圆图所依据的关系为：,-,3,1史密斯圆图,将z复平面上r=const和x=const的二簇相互正交的直线分别变换成G复平面上的二簇相互正交的圆，与G复平面上极坐标等值线簇和套在一起，这即是阻抗圆图。,1）阻抗圆图,-,4,a.复平面上的反射系数圆,传输线上任一点的反射系数为：,是一簇|G|1同心圆。,d增加时，向电源方向，角度f(d)在减小。,无耗线上任一点的反射系数：,-,5,等式两端展开实部和虚部，并令两端的实部和虚部分别相等。,b.G复平面上的归一化阻抗圆,代入,-,6,上式为归一化电阻的轨迹方程，当r等于常数时，其轨迹为一簇圆；,r圆,r=；圆心（1，0）半径=0r=1；圆心（0.5，0）半径=0.5r=0；圆心（0，0）半径=1,-,7,x圆,第二式为归一化电抗的轨迹方程，当x等于常数时，其轨迹为一簇圆弧；,x=；圆心（1，0）半径=0 x=+1；圆心（1，1）半径=1x=-1；圆心（1，-1）半径=1x=0；圆心（1，）半径=,-,8,-,9,-,10,驻波比：对应于反射系数也是一簇同心圆（1，）,c.等驻波比圆,-,11,d.特殊点、线、面的物理意义,l匹配点：,中心点O,对应的电参数：,匹配点,O,-,12,l纯电抗圆和开路、短路点：,-,13,l纯电阻线与Vmax和Vmin线：,纯电阻线,实轴AOB是纯电阻线,-,14,OB线上，,则Vmin线上r标度作为K(行波系数)的标度；,Vmin线（电压最小线）,-,15,l感性与容性半圆：,感性半圆与容性半圆的分界线是纯电阻线。,-,16,外圆标度及方向：,对于终端负载的电压状态，可用一段传输线等效，在传输线的终端为电压最小点（在p），则此长度可用lmin表示：,lmin,-,17,圆图上旋转一周的相应传输线长度为l/2,对于一般位置：,对于相距l/2的两点:,-,18,向电源：d增加从负载移向信号源，在圆图上顺时针方向旋转；,向负载：d减小从信号源移向负载，在圆图上逆时针方向旋转；,方向,-,19,（2）导纳圆图,当微波元件为并联时，使用导纳计算比较方便。,-导纳圆图,导纳圆图应为阻抗圆图旋转1800所得。,一般应用时圆图时不对圆图做旋转，而是将阻抗点旋转1800可得到其导纳值。,电导及电纳,归一化导纳:,-,20,圆图的使用,负载阻抗经过一段传输线,在等G圆上向电源方向旋转相应的电长度,-,21,圆图的使用2,并联电阻,并联电抗,转180,-,22,圆图的使用3,已知传输线Z0上最小点的位置dmin,VSWR,求负载阻抗及线上状态,在圆图电压最小线上利用VSWR找到电压最小点的,沿等G圆上向负载方向旋转dmin,得到负载阻抗,dmin,dmin,-,23,3应用举例,主要应用于天线和微波电路设计和计算,包括确定匹配用短路支节的长度和接入位置。,具体应用,归一化阻抗z,归一化导纳y,反射系数VSWR，驻波系数之间的转换,计算沿线各点的阻抗、反射系数、驻波系数，线上电压分布，并进行阻抗匹配的设计和调整,-,24,例2.5-1,0.24l,-,25,例2.5-2,解：传输线的特性阻抗为：,查图其对应的向电源波长数为0.18；,-,26,而有负载时：,0.163l,-,27,在Z0为50的无耗线上测得VSWR为5，电压驻波最小点出现在距负载/3处，求负载阻抗值。,在阻抗圆图实轴左半径上。以rmin点沿等VSWR=5的圆反时针旋转转/3得到，,例2.5-3,解：电压驻波最小点:,故得负载阻抗为,-,28,例2.5-4,-,2