史密斯圆图的应用史密斯圆图的应用 为了避免含有复数阻抗的枯燥乏味的复杂计算,还有一种更直观的看阻抗匹配的方式是史密斯圆图法(如下图): [pic] 通过史密斯图,可以让使用者迅速的得出在传输线上任意一点阻抗,电压反射系数,VSWR等数据,简单方便,所以一直被广泛应用于电磁波研究的领域。史密斯圆图中包括电阻圆(图中红色的,从右半边开始发散的圆)和电导圆(图中绿色的,从左半圆发散开的圆),而那些和电阻电导圆垂直相交的半圆则称为电抗圆,其中,中轴线以上的电抗圆为正电抗圆(表现为感性),而中轴线以下的为负电抗圆(表现为容性)。 沿着圆周顺时针方向是指朝着源端传输线变化,而逆时针方向是朝着负载端变化。归一化的史密斯图上(直角坐标复平面)的点到圆心之间的距离就是该点的反射系数的大小,所以对于最好的匹配来说,要保证S11参数点在圆心,S21参数点在圆周上。 1. 用史密斯图求VSWR 我们知道,传输线上前向和后向的行波合成会形成驻波,其根本原因在于源端和负载端的阻抗不匹配。我们可以定义一个称为电压驻波比(voltage standing-wave ratio,VSWR)的量度,来评价负载接在传输线上的不匹配程度。VSWR定义为传输线上驻波电压最大值与最小值之比: [pic] 对于匹配的传输线Vmax=Vmin, VSWR将为1。VSWR也可以用和接受端反射系数的关系式来表达: [pic]对于完全匹配的传输线,反射系数为0,故而VSWR为1,但对于终端短路或开路,VSWR将为无穷大,因为这两种情况下的反射系数绝对值为1。 在史密斯图上表示:[pic] 所以要计算VSWR,只需要在极坐标的史密斯图上以阻抗点到圆心的距离为半径作圆,与水平轴相交,则离极……
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