(精品)史密斯圆图及应用.ppt

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1、史密斯圆图及其应用史密斯圆图及其应用简化阻抗和导纳的计算，同时满足工程上的其他需要简化阻抗和导纳的计算，同时满足工程上的其他需要阻抗阻抗-反射系数反射系数反射系数反射系数-阻抗、导纳阻抗、导纳阻抗匹配阻抗匹配归一化阻抗与反射系数之间的关系归一化阻抗与反射系数之间的关系史密斯史密斯(Smith)(Smith)圆图圆图即根据这些公式绘出即根据这些公式绘出的极坐标圆图的极坐标圆图一、阻抗圆图一、阻抗圆图阻抗圆图的组成阻抗圆图的组成等反射系数圆族等反射系数圆族等相位线族等相位线族等电阻圆族等电阻圆族等电抗圆族等电抗圆族阻抗圆图阻抗圆图等反射系数圆族等反射系数圆族无耗传输线上离终端距离为无耗传输线上离终

2、端距离为z处的反射系数处的反射系数阻抗圆图阻抗圆图等反射系数圆族等反射系数圆族在在=u+jv复平面上等反射系数模的轨迹是以坐复平面上等反射系数模的轨迹是以坐标原点为圆心、标原点为圆心、|1|为半径的圆为半径的圆不同的反射系数模不同的反射系数模,就对应不同大小的圆就对应不同大小的圆|1 所有的反射系数圆都位于单位圆内所有的反射系数圆都位于单位圆内反射系数模和驻波系数一一对应反射系数模和驻波系数一一对应,又称为等驻波系又称为等驻波系数圆族数圆族坐标原点为匹配点坐标原点为匹配点;最外圆为全最外圆为全反射圆反射圆通常把短通常把短路点处的路点处的电长度取电长度取为为0阻抗圆图阻抗圆图等相位线等相位线离终

3、端距离为离终端距离为z处反射系数的相位为处反射系数的相位为等相位线是由原点发出的一系列的射线等相位线是由原点发出的一系列的射线满足满足“顺源逆负顺源逆负”原则原则传输线上移动距离与圆图上转动角度的关系传输线上移动距离与圆图上转动角度的关系电长度电长度l=/2，=0.5，=2，一圈，一圈 阻抗圆图阻抗圆图-等阻抗圆等阻抗圆阻抗圆图阻抗圆图-等阻抗圆等阻抗圆圆方程圆方程阻抗圆图阻抗圆图-等电阻圆等电阻圆等电阻圆族等电阻圆族圆心在圆心在 ，半径为半径为阻抗圆图阻抗圆图-等电阻圆等电阻圆r圆心圆心半径半径0（0，0）10.2（1/6，0）5/60.5（1/3，0）2/31（0.5，0）0.52（2/3

4、，0）1/34（0.8，0）0.2（1，0）0阻抗圆图阻抗圆图-等电阻圆等电阻圆阻抗圆图阻抗圆图-等电阻圆等电阻圆u等电阻圆都相切于（等电阻圆都相切于（1，0）点，即）点，即D D点点ur r0 0圆为单位圆，表明圆为单位圆，表明 复平面上单位圆为纯复平面上单位圆为纯电抗圆，对应的反射系数为电抗圆，对应的反射系数为1 1 u随着随着r r的增大，等电阻圆半径逐渐减小，当的增大，等电阻圆半径逐渐减小，当r r时，等电阻圆缩小为一个点，时，等电阻圆缩小为一个点，D D点点 阻抗圆图阻抗圆图-等电抗圆等电抗圆等电抗圆等电抗圆圆心圆心半径半径阻抗圆图阻抗圆图-等电抗圆等电抗圆x圆心圆心(1(1，1/x

5、)1/x)半径（半径（1/x1/x）0（1，）0.2（1，5）5 0.5（1，2）2 1（1，1）1 2（1，0.5）0.5 4（1，0.25）0.25（1，0）0阻抗圆图阻抗圆图-等电抗圆等电抗圆阻抗圆图阻抗圆图-等电抗圆等电抗圆u|1，因此只有单位圆内的部分才有物理意义，因此只有单位圆内的部分才有物理意义u等电抗圆都相切于点，即等电抗圆都相切于点，即D点点x0时，圆的半时，圆的半径为无限大对应于径为无限大对应于 复平面上的实轴即直线复平面上的实轴即直线CDu当当x时，电抗圆缩为一个点，时，电抗圆缩为一个点，D点点 阻抗圆图阻抗圆图-等阻抗圆等阻抗圆把等电阻圆族与等电抗圆族结合到同一个圆内，

6、则每一把等电阻圆族与等电抗圆族结合到同一个圆内，则每一个电阻圆与电抗圆的交点，都代表一个归一化输入阻个电阻圆与电抗圆的交点，都代表一个归一化输入阻抗值。抗值。等电阻圆与等电抗圆正交等电阻圆与等电抗圆正交若把等电阻圆族与等电抗圆族结合到若把等电阻圆族与等电抗圆族结合到 复平面上，则构成复平面上，则构成的图形为的图形为Smith圆图圆图 阻抗圆图阻抗圆图-特点特点圆图上有三个特殊点特殊点特殊点位置位置|VSWRrx l匹配点匹配点中心（中心（0,0）0110开路点开路点D点（点（1,0）1 0短路点短路点C点（点（-1,0）1 00 阻抗圆图阻抗圆图-特点特点圆图上有三条特殊轨迹圆图上有三条特殊轨

7、迹实轴对应纯电阻轨迹，即实轴对应纯电阻轨迹，即x0。正实轴正实轴OD直线为电压波腹点（电流波节点）直线为电压波腹点（电流波节点）的轨迹，且归一化电阻等于驻波系数值；的轨迹，且归一化电阻等于驻波系数值；负实轴负实轴OC直线为电压波节点（电流波腹点）直线为电压波节点（电流波腹点）的轨迹，且归一化电阻等于驻波系数的倒数的轨迹，且归一化电阻等于驻波系数的倒数 最外圆为纯电抗圆，即最外圆为纯电抗圆，即|=1的全反射圆的全反射圆 阻抗圆图阻抗圆图-特点特点圆图上有两个特殊的面圆图上有两个特殊的面圆图的上半平面圆图的上半平面 x0，感性电抗的轨迹，感性电抗的轨迹圆图的下半平面圆图的下半平面 x0，感性，感性b0，容性，容性下半圆下半圆x0，容性，容性b0，感性，感性