阻抗圆图应用讲述.ppt

1 Outline 上次课内容 Smith圆图之阻抗圆图介绍 本次课内容 阻抗圆图应用 反射系数 输入阻抗 驻波比 负载阻抗 导纳圆图 Smith圆图(阻抗圆图) 反射系数同心圆，半径都在1里面 一条纯阻线，分开两半电阻圆 纯阻线好计算，左边小，右边大 依次找到短路、匹配和开路点 电抗圆，对称纯阻线两边 感性容性上下分两半 接有负载的传输线，对应一个反射系数圆 驻波比不用算，直接找它相交的纯阻线右边点 顺向源，逆向负载不要记反 想要的结果都在图里面。 2 3 例题1：求输入阻抗 已知： 无损耗传输线，特征阻抗50欧，长度为0.1波长，终端短路 解法一：直接利用阻抗公式 4 解法二：利用SmithChart 5 例题 一个100米的传输线，特性阻抗100ohm，负载 ZL=100-j200，在频率为10MHz时用史密斯圆图决定距离负载25米处的输入阻抗和导纳 Z0=100ohm, ZL=100-j200 λ=c/f=300/10=30m d=25/30=0.833 λ =(0.5+0.333) λ 0.833 C 0.45+j1.2 0.312 0.145 Zin=45+j120 Yin=(0.26-j0.74)/100 6 求传输线上的驻波比 7 已知：无损耗传输线， 例题2：由圆图求驻波比(SWR) Solution： Normalize: In Chart: SWR=2 8 求传输线上的负载阻抗 9 已知SWR和|Vmin|的位置，求负载阻抗 例题：一无损耗传输线，特性阻抗为50欧，终端接未知负载，测量得到驻波比为3.0，相邻两个电压最小值点的距离为20cm，距离负载最近的电压驻波最小值点，距负载5cm， 求：(1)负载处反射系数 (2)负载阻抗 分析： (1)λ=0.4m，SWR=3 (2) 10 方法一：直接法 λ=0.4m，SWR=3 反射波的相对相位是以下函数的“相角” 第一个最小值点处： 5cm 11 转化为求输入阻抗： 方法二：间接法 12 方法三：利用圆图 利用圆图 13 (2)以圆图中心为圆点，OE为半径做小圆 (1)圆图中找E点: (SWR-1，0) (3) OE向负载转动 刻度，得到点F (4) 小圆与射线OF相交得到G点 (5)由G点得到“归一化负载阻抗” (6)反归一化 a)求解过程： 14 例题 特性阻抗为50Ohm的无耗传输线端接阻抗ZL，最大和最小驻波电压分别为2.5V和1V，相邻2个最小点的距离为5cm。传输线先接短路线，然后接未知负载，波节点向源方向移动1.25cm。确定负载阻抗。 Z0=50?, Vmax=2.5V,Vmin=1V;VSWR=2.5 λ=10cm ; dmin/λ=0.125 Zin=(0.7-j0.72)*50 15 已知：无损耗传输线，长度为0.434倍的波长，特征阻抗为100欧，终端负载阻抗为260+j180(欧) 求：(1)输入端电压反射系数；(2)驻波比；(3)输入阻抗；(4)线上距离负载最近的电压最大点的位置 PROBLEM 1 Гin=0.6(69度) ;SWR=4, Zin=(0.7+j1.2)*100 dmax=0.03λ PROBLEM 2 一传输线的特性阻抗为100欧姆，测得线上的驻波比为2.5，又知负载阻抗是一个小于特性阻抗的纯电阻，试求： 1.负载阻抗是多少 2.传输线终端反射系数是多少 3.离负载0.1λ处，传输线的输入阻抗Zin是多少 (40Ω)（-0.429）（57+j57） 16 PROBLEM 3 在接有负载的无耗传输线上，测得电压最大值Vmax=18V,电压最小值Vmin=10V，两相邻最小电压之间的距离是50cm，负载与最近的一个电压最小点的距离是10cm，求该传输线终端归一化负载阻抗是多少？ SWR=1.8，λ=1m，dmin=0.1 λ, ZL=(0.7-j0.4) 17 18 导纳圆图 19 (8) (9) (10) Smith圆图的基本构成 导纳情况 20 Smith圆图的基本构成 21 Smith圆图的基本构成 ±2 1 ± 0.5 0.5 22 在很多实际计算时，我们要用到导纳(特别是对于并联枝节)。对比阻抗和导纳，在归一化情况下， 非归一情况 归一情况 (12) (13) Smith圆图的基本构成 23 Smith圆图的基本构成 阻抗圆图 导纳圆图 r g x b 电压振幅值腹点 电流振幅值腹点 电压振幅值节点 电流振幅值节点 开路点 短路点 短路点 开路点 24 圆图的应用概述 作为一个重要的图解工具，广泛应用于微波与天线技术中 用于归一化阻抗与归一化导纳之间的换算 用于传输线理论中各类问题的求解，方便的进