0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

从反射系数到史密斯圆图

射频学堂 来源:射频学堂 作者:射频学堂 2022-10-31 14:05 次阅读

大家好,今天继续我们的《射频入门》课程。 在上一讲传输线理论中,我们学习了射频设计中的几个最基础的概念:传播常数,特性阻抗和几个关于发射相关的名词:反射系数Γ,回波损耗RL和电压驻波比VSWR。但是这三个名词描述的其实是一个意思:反射波和入射波之间的关系。反射系数Γ,回波损耗RL和电压驻波比VSWR之间的关系如下:

23574e64-585e-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

既然是一个意思,居然用了三个名词来描述,也足见反射在射频设计中的重要性。在射频设计中,我们通常希望反射越小越好,最理想的状态是完全没有反射,即|Γ|=0,对应的 VSWR为1, RL为∞。但完全匹配在实际电路中是不存在的,所以一般会设定一个反射系数的范围,反射系数Γ是一个很小的数值,这个时候,用RL或者VSWR来描述更直观一点,比如一个低功率的射频电路,通常RL大于9dB就可以,而大功率的射频系统,通常要求RL比较高,比如数字广播系统要求的RL通常要大于26dB,移动通信基站系统一般要求RL大于12dB。 下表给出了VSWR,Γ和RL的数值表,建议记住下面几个值,在设计中会经常用到。

237c589e-585e-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

在研究射频电路的匹配状态时,一些朋友喜欢用VSWR这个值来描述,也有一些朋友喜欢RL来描述,个人觉得RL用起来会更方便一点,因为RL是反射系数Γ的dB格式,在射频计算中,dB更方便快捷一些,详情请看《射频设计,dB 为什么如此重要?》。 比如把40dBm的信号输入到一个RL为20dB的负载,那么反射功率就可以直接算出来:40dBm-20dB=20dBm。这样负载前面的器件所承受的最大功率就是40dBm+20dBm=? 当匹配良好的时候,即RL比较大,反射功率一般不构成影响,但是当匹配较差的时候,反射功率可能就是压垮负载前面器件的最后一根稻草。当反射信号进入到环形器的时候,有可能造成接收链路的堵塞,甚至烧毁。 今天再学习一个新名词:失配损耗,失配损耗就是由反射所带来的损耗,它是插入损耗的一部分, 失配损耗和反射系数的关系如下:

239ab708-585e-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

这也是反射系数越大,传输损耗越大的原因,就来自于这个失配损耗。 我们把失配损耗和回波损耗,反射系数,VSWR的关系整理如下:

23b4fe56-585e-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

失配损耗在设计中很少用到,认识这个名词更有助于我们理解插损的概念。后面我们再讲。 观察表格里面的数值,我们不难发现,无论是VSWR还是回波损耗RL都是描述反反射系数幅值的一种形式,为了在射频设计中更直观和简洁。其实精华还在反射系数Γ里面,它直接描述了射频电路的匹配状态,即两个阻抗之间的关系。

23db075e-585e-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

在两个阻抗连接点的反射系数Γ为:

23eebe84-585e-11ed-a3b6-dac502259ad0.png

这样,反射就和阻抗建立了关系,实际上反射确实就是阻抗不匹配引起的,无论是电磁波的反射,还是机械波的反射。

审核编辑:汤梓红

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 射频电路
    +关注

    关注

    35

    文章

    424

    浏览量

    43203
  • 反射系数
    +关注

    关注

    1

    文章

    12

    浏览量

    7918
  • 史密斯圆图
    +关注

    关注

    1

    文章

    20

    浏览量

    9639

原文标题:从反射系数到史密斯圆图

文章出处:【微信号:射频学堂,微信公众号:射频学堂】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    利用史密斯圆图进行RF阻抗匹配的设计指南

    为了完成史密斯圆图,我们将两簇圆周放在一起。可以发现一簇圆周的所有会与另一簇圆周的所有相交。若已知阻抗为r + jx,只需要找到对应于r和x的两个圆周的交点就可以得到相应的反射系数
    发表于 03-10 10:16 875次阅读

    阻抗匹配与史密斯(Smith):基本原理

    在不作任何计算的前提下得到一个表面上看非常复杂的系统的匹配阻抗,唯一需要作的就是沿着圆周线读取并跟踪数据。史密斯圆图反射系数(伽马,以符号Γ表示)的极座标图。反射系数也可以数学上定
    发表于 08-21 16:40

    阻抗匹配与史密斯(Smith):基本原理

    作的就是沿着圆周线读取并跟踪数据。史密斯圆图反射系数(伽马,以符号Γ表示)的极座标图。反射系数也可以数学上定义为单端口散射参数,即s11。史密斯
    发表于 07-16 14:01

    反射系数史密斯圆图

    反射系数 |Γ|的值会介在在-1(负载短路,Z_L=0)到+1(负载开路,Z_L=∞)之间,而当|Γ|为0时即表示阻抗匹配。
    发表于 05-23 08:44

    最经典的“史密斯圆图”讲解

    的特征阻抗(本征阻抗)值,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。 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
    发表于 05-28 08:29

    利用史密斯圆图进行RF阻抗匹配设计

    线读取并跟踪数据。史密斯圆图反射系数(伽马,以符号Γ表示)的极座标图。反射系数也可以数学上定义为单端口散射参数,即 s11。史密斯圆图
    发表于 10-09 09:17

    阻抗匹配与史密斯(Smith)

    阻抗匹配与史密斯_Smith_:本文利用史密斯圆图作为RF 阻抗匹配的设计指南。文中给出了反射系数、阻抗和导纳的作图范例,并用作图法设计
    发表于 09-29 17:16 57次下载

    阻抗匹配与史密斯圆图

    本文利用史密斯圆图作为RF阻抗匹配的设计指南。文中给出了反射系数、阻抗和导纳的作图范例,并用作图法设计了一个频率为60MHz的匹配网络。实践证明:史密斯圆图仍然是
    发表于 07-10 14:46 84次下载

    smithchart史密斯圆图

    smithchart史密斯圆图
    发表于 09-18 11:40 24次下载
    smithchart<b class='flag-5'>史密斯圆图</b>

    阻抗匹配与史密斯圆图的基本原理资料免费下载

    本文利用史密斯圆图作为 RF 阻抗匹配的设计指南。文中给出了反射系数、阻抗和导纳的作图范例,并用作图法设计了一个频率为 60MHz 的匹配网络。
    发表于 05-27 08:00 23次下载
    阻抗匹配与<b class='flag-5'>史密斯圆图</b>的基本原理资料免费下载

    如何使用史密斯圆图作为RF阻抗匹配的设计指南

    本文利用史密斯圆图作为 RF 阻抗匹配的设计指南。文中给出了反射系数、阻抗和导纳的作图范例,并给出了 MAX2472 工作在 900MHz 时匹配网络的作图范例。事实证明,史密斯圆图仍然是确定传输线
    发表于 12-29 05:06 32次下载

    史密斯圆图资料分享

    史密斯圆图资料分享。
    发表于 03-11 16:05 33次下载

    利用史密斯圆图作为RF阻抗匹配的设计指南

    摘要:本文利用史密斯圆图作为RF阻抗匹配的设计指南。文中给出了反射系数、阻抗和导纳的作图范例,并给出了 MAX2472工作在900MHz时匹配网络的作图范例。
    的头像 发表于 04-11 08:32 2481次阅读

    如何用史密斯圆图进行阻抗测试?

    当阻抗不匹配时,就要通过阻抗变换使负载阻抗和源阻抗相等,以减小反射。经常是使用smith来做阻抗匹配。反射系数是一个矢量,所以反射系数
    的头像 发表于 09-15 14:17 1756次阅读
    如何用<b class='flag-5'>史密斯圆图</b>进行阻抗测试?

    史密斯圆图的原理及应用

    史密斯圆图的原理及应用
    的头像 发表于 12-29 09:31 699次阅读
    <b class='flag-5'>史密斯圆图</b>的原理及应用