史密斯圓圖PPT課件

-,1,1圓圖的概念,由于阻抗與反射系數(shù)均為復數(shù)，而復數(shù)可用復坐標來表示，因此共有兩組復坐標：,歸一化阻抗或?qū)Ъ{的實部和虛部的等值線簇；,反射系數(shù)的模和輻角的等值線簇。,-,2,圓圖就是將兩組等值線簇印在一張圖上而形成的。將阻抗函數(shù)作線性變換至G圓上。,或,圓圖所依據(jù)的關(guān)系為：,-,3,1史密斯圓圖,將z復平面上r=const和x=const的二簇相互正交的直線分別變換成G復平面上的二簇相互正交的圓，與G復平面上極坐標等值線簇和套在一起，這即是阻抗圓圖。,1）阻抗圓圖,-,4,a.復平面上的反射系數(shù)圓,傳輸線上任一點的反射系數(shù)為：,是一簇|G|1同心圓。,d增加時，向電源方向，角度f(d)在減小。,無耗線上任一點的反射系數(shù)：,-,5,等式兩端展開實部和虛部，并令兩端的實部和虛部分別相等。,b.G復平面上的歸一化阻抗圓,代入,-,6,上式為歸一化電阻的軌跡方程，當r等于常數(shù)時，其軌跡為一簇圓；,r圓,r=；圓心（1，0）半徑=0r=1；圓心（0.5，0）半徑=0.5r=0；圓心（0，0）半徑=1,-,7,x圓,第二式為歸一化電抗的軌跡方程，當x等于常數(shù)時，其軌跡為一簇圓?。?x=；圓心（1，0）半徑=0 x=+1；圓心（1，1）半徑=1x=-1；圓心（1，-1）半徑=1x=0；圓心（1，）半徑=,-,8,-,9,-,10,駐波比：對應于反射系數(shù)也是一簇同心圓（1，）,c.等駐波比圓,-,11,d.特殊點、線、面的物理意義,l匹配點：,中心點O,對應的電參數(shù)：,匹配點,O,-,12,l純電抗圓和開路、短路點：,-,13,l純電阻線與Vmax和Vmin線：,純電阻線,實軸AOB是純電阻線,-,14,OB線上，,則Vmin線上r標度作為K(行波系數(shù))的標度；,Vmin線（電壓最小線）,-,15,l感性與容性半圓：,感性半圓與容性半圓的分界線是純電阻線。,-,16,外圓標度及方向：,對于終端負載的電壓狀態(tài)，可用一段傳輸線等效，在傳輸線的終端為電壓最小點（在p），則此長度可用lmin表示：,lmin,-,17,圓圖上旋轉(zhuǎn)一周的相應傳輸線長度為l/2,對于一般位置：,對于相距l(xiāng)/2的兩點:,-,18,向電源：d增加從負載移向信號源，在圓圖上順時針方向旋轉(zhuǎn)；,向負載：d減小從信號源移向負載，在圓圖上逆時針方向旋轉(zhuǎn)；,方向,-,19,（2）導納圓圖,當微波元件為并聯(lián)時，使用導納計算比較方便。,-導納圓圖,導納圓圖應為阻抗圓圖旋轉(zhuǎn)1800所得。,一般應用時圓圖時不對圓圖做旋轉(zhuǎn)，而是將阻抗點旋轉(zhuǎn)1800可得到其導納值。,電導及電納,歸一化導納:,-,20,圓圖的使用,負載阻抗經(jīng)過一段傳輸線,在等G圓上向電源方向旋轉(zhuǎn)相應的電長度,-,21,圓圖的使用2,并聯(lián)電阻,并聯(lián)電抗,轉(zhuǎn)180,-,22,圓圖的使用3,已知傳輸線Z0上最小點的位置dmin,VSWR,求負載阻抗及線上狀態(tài),在圓圖電壓最小線上利用VSWR找到電壓最小點的,沿等G圓上向負載方向旋轉(zhuǎn)dmin,得到負載阻抗,dmin,dmin,-,23,3應用舉例,主要應用于天線和微波電路設(shè)計和計算,包括確定匹配用短路支節(jié)的長度和接入位置。,具體應用,歸一化阻抗z,歸一化導納y,反射系數(shù)VSWR，駐波系數(shù)之間的轉(zhuǎn)換,計算沿線各點的阻抗、反射系數(shù)、駐波系數(shù)，線上電壓分布，并進行阻抗匹配的設(shè)計和調(diào)整,-,24,例2.5-1,0.24l,-,25,例2.5-2,解：傳輸線的特性阻抗為：,查圖其對應的向電源波長數(shù)為0.18；,-,26,而有負載時：,0.163l,-,27,在Z0為50的無耗線上測得VSWR為5，電壓駐波最小點出現(xiàn)在距負載/3處，求負載阻抗值。,在阻抗圓圖實軸左半徑上。以rmin點沿等VSWR=5的圓反時針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/3得到，,例2.5-3,解：電壓駐波最小點:,故得負載阻抗為,-,28,例2.5-4,-,2