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1、1,微波技术基础（5）Smith圆图,北京邮电大学李秀萍 教授,2,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,3,r,x归一化阻抗z和反射系数相位3个方向3个点特殊线特殊圆特殊面,4,求传输线上的反射系数,5,求：任意点处的反射系数,已知“某点”处的反射系数，求传输线上别处的反射系数,等反射系数圆,角度减小,l1,l2,C,6,注意事项,7,求传输线上的输入阻抗,8,SmithCharts Application(应用),带载无损耗传输线的输入阻抗,(1)负载阻抗归一化,A,(2)射线OA，定出点B,(3)B点向源转动 刻度，得
2、到点C,(4)等反射系数圆，与射线OC相交得到D点,(5)由D点得到“归一化输入阻抗”,(6)反归一化,a)求解过程：,o,9,b)求解原理：,D,10,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,11,解法二：利用SmithChart,12,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,=c/f=300/10=30m,d/=25/30=0.833,0.833,C,0.45+j1.2
3、,13,求传输线上的驻波比,14,已知：无损耗传输线，,例题2：由圆图求驻波比(SWR),Solution：,Normalize:,In Chart:,15,求传输线上的负载阻抗,16,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)=0.4m，SWR=3(2),17,方法一：直接法,=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,18,转化为
4、求输入阻抗：,方法二：间接法,19,方法三：利用圆图,利用圆图,20,(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：,21,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=10cm;dmin/=0.125
5、,22,“向信号源移动”,关键：(1)合成电压波节点、腹点处，反射系数在圆图中的位置(2)观测点由波节点向负载移动、观测点由负载向波节点移动,23,24,思考题：对有损耗的传输线如何使用圆图,25,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,26,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，方便的进行各参量之间的运算在微波测量技术中，用于阻抗和s参量的测量数据处理在阻抗匹配中，成功地用于对匹配装置的分析与设计在微波电子线路中，用于微波集成放大器、振荡器、混频器等的电路设计用作倒数表和三角函数表其他方面的用途有待发现,27,三角函数表,x:30度正弦r:30度余弦,300,28,下次课内容,信号源与负载阻抗的匹配单支节匹配双支节匹配,
