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2023-12-30 03:52| 来源: 网络整理| 查看: 265

不管多么经典的射频教程,为什么都做成黑白的呢?让想理解史密斯原图的同学一脸懵逼。 这是什么东东?

今天解答三个问题:1、是什么?2、为什么?3、干什么? 1、是什么2、为什么2.1 首先,我们先理解“无穷大”的平面示例 2.2.反射公式示例 2.3 掰弯2.4 红色阵营VS绿色阵营3、干什么?

1、是什么

该图表是由菲利普·史密斯(Phillip Smith)于1939年发明的,当时他在美国的RCA公司工作。史密斯曾说过,“在我能够使用计算尺的时候,我对以图表方式来表达数学上的关联很有兴趣”。

史密斯图表的基本在于以下的算式。

Γ = Z L − 1 Z L + 1 . \Gamma = \frac{Z_L-1}{Z_L+1}. Γ=ZL​+1ZL​−1​.

当中的Γ代表其线路的反射系数(reflection coefficient)

即S参数(S-parameter)里的S11(回波损耗),ZL是归一负载值,即ZL / Z0。当中,ZL是线路本身的负载值,Z0是传输线的特征阻抗(本征阻抗),通常会使用50Ω。 简单的说:就是类似于数学用表一样,通过查找,知道反射系数的数值。

即:利用已知的负载ZL和相应50Ω的特征阻抗,计算归一负载值ZL,进而可以得到线路的反射系数。

2、为什么

我们现在也不知道,史密斯先生是怎么想到“史密斯圆图”表示方法的灵感,是怎么来的。

很多同学看史密斯原图,死记硬背,不得要领,其实没有揣摩,史密斯老先生的创作意图。

我个人揣测:是不是受到黎曼几何的启发,把一个平面的坐标系,给“掰弯”了。

世界地图,其实是一个用平面表示球体的过程,这个过程是一个“掰直”。 在这里插入图片描述 史密斯原图,巧妙之处,在于用一个圆形表示一个无穷大的平面。

2.1 首先,我们先理解“无穷大”的平面

首先的首先,我们复习一下理想的电阻、电容、电感的电阻和和电抗(阻抗)。

在具有电阻、电感和电容的电路里,对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗 ,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗,电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。 阻抗的单位是欧姆(Ω)。电阻 R:在同一电路中,通过某一导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比,这就是欧姆定律。

(理想的电阻就是 实数,不涉及复数的概念)。

如果引入数学中复数的概念,就可以将电阻、电感、电容用相同的形式复阻抗来表示。既:电阻仍然是实数R(只包含复阻抗的实部),电容、电感用虚数表示,分别为: 容 抗 : Z = 1 j w C 容抗:\Z=\frac{1}{jwC} 容抗:Z=jwC1​ 感 抗 : Z = j w L 感抗:\Z=jwL 感抗:Z=jwL 但在实际中,以传输线为例,不但具有电阻特性,还会有容抗和阻抗特性,因此阻抗Z可以写做: 阻 抗 : Z = R + i ( w L − 1 j w C ) 阻抗:\Z=R+i(wL-\frac{1}{jwC}) 阻抗:Z=R+i(wL−jwC1​) 说明:负载是电阻、电感的感抗、电容的容抗三种类型的复物,复合后统称“阻抗”,写成数学公式即是:阻抗Z= R+i(ωL–1/(ωC))。其中R为电阻,ωL为感抗,1/(ωC)为容抗。

(1)如果(ωL–1/ωC) > 0,称为“感性负载”;

(2)反之,如果(ωL–1/ωC)



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