Phối hợp trở kháng trong siêu cao tần

Thông số tập trung: là những đại lượng công dụng điện xuất hiện hoặc trường thọ ở 1 vị trí xác định như thế nào đó của mạch điện. Thông số triệu tập được trình diễn vị 1 phần tử năng lượng điện tương xứng (bộ phận tập trung – Lumped circuit element), rất có thể xác định hoặc đo đạc thẳng (ví dụ điển hình R, C, L, mối cung cấp áp, nguồn dòng).




Bạn đang xem: Phối hợp trở kháng trong siêu cao tần

*

BÀI GIẢNG MÔN HỌC KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN BÀI GIẢNG MÔN HỌC KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦNCmùi hương 1: GIỚI THIỆU 1. Khái niệm, quy ước những dải tần số sóng điện từ 2. Mô hình thông số kỹ thuật triệu tập và thông số kỹ thuật phân bố. 3. Lịch sử và ứng dụngChương thơm 2: LÝ THUYẾT ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN SÓNG. 2.1 Mô hình mạch các bộ phận tập trung đến con đường dây truyền sóng 2.2 Phân tích trường trên phố dây 2.3 Đường truyền không tổn định hao bao gồm thiết lập kết cuối 2.4 Giản vật dụng Smith 2.5 Bộ chuyển đổi ¼ bước sóng 2.6 Nguồn với cài đặt không phối kết hợp trlàm việc phòng 2.7 Đường truyền tổn định hao những bài tập chươngChương thơm 3: MẠNG SIÊU CAO TẦN 3.1 Trsinh sống chống, năng lượng điện áp cùng cái tương đương 3.2 Ma trận trsống phòng và ma trận dẫn hấp thụ 3.3 Ma trận tán xạ 3.4 Ma trận truyền (ABCD) 3.5 Đồ thị loại biểu lộ Bài tập chươngChương thơm 4: PHỐI HỢPhường TRTại KHÁNG VÀ ĐIỀU CHỈNH 4.1 Giới thiệu 4.2 Păn năn đúng theo trở phòng sử dụng những phần tử triệu tập (mạng L) 4.3 Păn năn phù hợp trsinh hoạt kháng cần sử dụng dây chêm 4.4 Bộ ghnghiền ¼ bước sóng 4.5 Lý tngày tiết sự phản xạ nhỏ tuổi 4.6 Bộ phối kết hợp trnghỉ ngơi chống đa đoạn dạng nhị thức 4.7 Bộ ghxay dải rộng và tiêu chuẩn Bode – Fano những bài tập chươngChương 5: CHIA CÔNG SUẤT VÀ GHÉPhường ĐỊNH HƯỚNG 5.1 Giới thiệu 5.2 Các đặc trưng cơ phiên bản 5.3 Bộ phân tách hiệu suất hình T 5.4 Bộ phân tách năng suất Wilkinson 5.5 Ghnghiền lý thuyết ống dẫn sóng 5.6 Các cỗ lai (ghnghiền hỗn tạp) Bài tập chươngChương 6: CÁC BỘ LỌC SIÊU CAO TẦN 6.1 Giới thiệu 6.2 Các kết cấu tuần trả 6.3 Thiết kế cỗ lọc sử dụng phương thức thông số hình ảnh 1 6.4 Thiết kế cỗ thanh lọc dùng phương pháp tổn hao cnhát 6.5 Thiết kế bộ thanh lọc SCT 6.6 Một số các loại cỗ thanh lọc hay gặp gỡ các bài tập luyện chươngChương thơm 1: GIỚI THIỆU1. Khái niệm: Khái niệm hết sức cao tần được gọi phụ thuộc vào trường phái hoặc nước nhà, có thể từ30 MHz – 300 GHz (1) hoặc 300MHz – 300 GHz (2),, hoặc 1 GHz – 300 GHz (3)Các dải tần sốAM phát tkhô giòn 535 – 1605 kHz L – bvà 1 – 2 GHzVô tuyến sóng nthêm 3 – 30 MHz S – b& 2 – 4 GHzPhát thanh khô FM 88 – 108 MHz C - band 4 – 8 GHzVHF – TV (2 – 4) 54 – 72 MHz X – b& 8 – 12 GHzVHF – TV (5– 6) 76 – 88 MHz Ku – band 12 – 18 GHzUHF – TV (7 - 13) 174 - 216 MHz K – band 18 - 26 GHzUHF – TV (14 - 83) 470 - 894 MHz Ka – bvà 26 - 40 GHzLò vi ba 2.45 GHz U – bvà 40 – 60 GHz * Vì tần số cao ngơi nghỉ dải microwaves đề nghị định hướng mạch cửa hàng không thể hiệu lực hiện hành,bởi trộn của áp chiếc biến hóa đáng chú ý trong số thành phần (các thành phần phân bố). * Thông số tập trung: là những đại lượng tính năng điện xuất hiện thêm hoặc tồn tại ởmột vị trí xác minh như thế nào đó của mạch điện. Thông số triệu tập được màn biểu diễn vì mộtthành phần năng lượng điện tương xứng (phần tử tập trung – Lumped circuit element), có thể xác địnhhoặc đo đạc thẳng (chẳng hạn R, C, L, mối cung cấp áp, mối cung cấp dòng). * Thông số phân bố: (distributed element) của mạch năng lượng điện là các đại lượng đặctính điện ko lâu dài sống duy nhất một vị trí thắt chặt và cố định trong mạch điện mà lại được rải đềubên trên chiều dài của mạch. Thông số phân bố thường được sử dụng trong lĩnh vực SCT,trong các khối hệ thống truyền sóng (đường dây truyền sóng, ống dẫn sóng, không gian tựdo…) Thông số phân bổ ko xác định bằng cách đo đạc thẳng. * Trong lĩnh vực SCT, Lúc λ so sánh được cùng với kích cỡ của mạch thì yêu cầu xétcấu trúc của mạch nhỏng một hệ phân bố. Đồng thời Lúc xét hệ phân bố, giả dụ chỉ xét mộtphần mạch năng lượng điện có kích cỡ * Ứng dụng: - Anten gồm độ lợi cao - Thông tin băng rộng lớn (dung tích lớn), chẳng hạn phạm vi băng 1% của tần số600 MHz là 6 MHz ( là độ rộng của một kênh TV đối kháng lẻ), 1% làm việc 60 GHz là 600 MHz(cất được 100 kênh TV). Đây là tiêu chuẩn đặc biệt quan trọng bởi vì những dải tần hoàn toàn có thể sử dụngcàng ngày càng ít đi. - Thông tin vệ tinc với dung tích lớn vì chưng sóng SCT không xẩy ra bẻ cong vì chưng tầngion - Lĩnh vực radar vị diện tích sự phản xạ hiệu dụng của kim chỉ nam phần trăm với kíchthước năng lượng điện của mục tiêu và kết hợp với cao độ lợi của angten vào dải SCT. - Các cùng hưởng phân tử, nguyên ổn tử, hạt nhân xảy ra sống vùng tần số SCT bởi đóchuyên môn SCT được áp dụng trong những nghành nghề dịch vụ khoa học cơ phiên bản, cảm ứng trường đoản cú xa, chẩntrị y học và nhiệt độ học. * Các nghành nghề dịch vụ ứng dụng thiết yếu hiện thời là rađar cùng những khối hệ thống thông tin: - Tìm kiếm, xác định kim chỉ nam cho các hệ thống điều khiển và tinh chỉnh giao thông, dò tìmhỏa tiển, các khối hệ thống tránh va chmj, đoán trước thời tiết… - Các hệ thống thông tin: Long – haul telephone, data và TV transmissions;wireless telecom. Nhỏng DBS: Direct Broadcast Satellite television; PCSs: Personalcommunications systems; WLANS: wireless local area computer networks; CV:cellular video systems; GPS: Global positioning satellite systems, hoạt động vào dảitần từ 1.5 cho 94 GHz. 3 Chương thơm 2: LÝ THUYẾT ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN SÓNG §2.1 Mô hình mạch những thành phần triệu tập cho 1 đường dây truyền sóng1) Mô hình: - Khác biệt cốt lõi thân triết lý mạch cùng triết lý đường dây là ở đoạn kíchthước điện. LTM giả thiết form size của mạch nhỏ dại rộng rất nhiều đối với bước sóng,trong những lúc kim chỉ nan đường dây điều tra những mạch bao gồm form size đối chiếu được vớibước sóng, Có nghĩa là coi đường dâhệt như là 1 mạch gồm thông số phân bố, trong số ấy áp vàmẫu rất có thể tất cả biên độ và trộn chuyển đổi theo hướng nhiều năm của dây.- Vì những con đường truyền mang lại sóng TEM luôn luôn có ít nhất nhị vật dẫn phải thông thườngchúng được diễn đạt vì chưng nhì dây tuy vậy hành, trên đó từng đoạn tất cả chiều dài ∆ z có thểđược đánh giá nlỗi là 1 trong mạch có bộ phận tập trung cùng với R, L, G, C là các đại lượng tínhbên trên một đơn vị chiều lâu năm. Hình (2.1) R: Điện trnghỉ ngơi nối liền trên một đơn vị chức năng chiều lâu năm cho tất cả nhị trang bị dẫn, Ω/m L: Điện cảm nối tiếp bên trên một đơn vị đo chiều dài cho tất cả nhì đồ dẫn, H/m G: Dẫn hấp thụ shunt trên đơn vị chiều nhiều năm, S/m. C: Điện dung shunt trên đơn vị chiều nhiều năm, F/m * L biểu hiện độ trường đoản cú cảm tổng của hai vật dụng dẫn cùng C là năng lượng điện dung vì chưng địa điểm tương đốingay gần nhau của nhị trang bị dẫn. R mở ra do độ dẫn điện hữu hạn của những thứ dẫn cùng Gmiêu tả tổn định hao điện môi vào vật tư chia cách những vật dẫn. Một đoạn dây hữu hạnhoàn toàn có thể coi như một chuỗi những khâu nhỏng (hình 2.1) - Áp dụng định biện pháp Kirchhoff đến hình 2.1 => ∂i ( z , t ) υ ( z , t ) − R ∆ zi ( z , t ) − L ∆ z − υ ( z + ∆z , t ) = 0 (2.1a) ∂t ∂υ ( z + ∆ z , t ) i ( z , t ) − G ∆ zυ ( z + ∆ z , t ) − C ∆ z − i ( z + ∆z , t ) = 0 (2.1b) ∂t Lấy số lượng giới hạn (2.1a) và (2.1b) lúc ∆z 0 => ∂υ ( z , t ) ∂i( z , t ) = − Ri ( z , t ) − L (2.2a) ∂z ∂t ∂i ( z , t ) ∂υ ( z , t ) = −Gυ ( z , t ) − C (2.2b) ∂z ∂t Đây là những phương trình dạng time – domain của đường dây (vào miền thờigian), còn mang tên là các pmùi hương trình telegraph. 4 Nếu v (z, t) và i (z, t) là các giao động cân bằng làm việc dạng phức thì (1.2) → ∂V ( Z ) = − ( R + jω L ) I ( Z ) (2.3a) ∂z ∂I ( Z ) = − ( G + j ω C )V ( Z ) (2.3b) ∂zCrúc ý: (2.3) Có dạng tương tự nhị phương thơm trình đầu của hệ phương thơm trình Maxwell → → ∇ × E = − jωµ H → → ∇ × H = jωε E2) Sự truyền sóng trên phố dây Dễ thấy rất có thể gửi (2.3 a,b) về dạng d 2V ( Z ) − γ 2V ( Z ) = 0 (2.4a) ∂z d 2 I (Z ) − γ 2 I (Z ) = 0 (2.4b) ∂zTrong đó γ là hằng số truyền sóng phức, là một trong hàm của tần số. Lời giải dạng sóngchạy của (2.4) rất có thể tìm dưới dạng : V ( Z ) = V o+ e − γ Z + V o− e γ Z (2.5a) I ( Z ) = I o+ e − γ Z + I o− e γ Z (2.5b)Từ 2.5b hoàn toàn có thể viết dưới dạng : Vo+ −γZ Vo− γZ I(Z ) = e − e (2.6) Zo ZoChuyển về miền thời hạn thì sóng điện áp hoàn toàn có thể được trình diễn vày :υ ( z , t ) = Vo+ cos( ω t − β z + φ + ) e −αz + Vo− cos( ω t + β z + φ − ) eαz (2.7)Trong đó: φ ± là góc trộn của điện áp phức Vo± , 2πlúc đó bước sóng được tính vị : λ = (2.8) β ωVận tốc pha : υp = = λf (2.9) β 53) Đường dây không tổn hao: (2.7) là nghiệm tổng thể cho mặt đường dây bao gồm tổn hao với hằng số truyền và trởkháng đặc thù gồm dạng phức. Trong nhiều ngôi trường đúng theo thực tế tổn hao con đường dây rấtbé xíu, hoàn toàn có thể bỏ qua mất lúc đó hoàn toàn có thể coi R = G = 0 với ta có γ = α + jβ = ( R + jω L )(G + jω C ) = jω LC (2.10) => α = 0, β = ω LC Trngơi nghỉ kháng sệt trưng: L Z0 = là một vài thực (2.11) Ckhi đó: V ( Z ) = V o+ e − jβ Z + V o− e jβ Z (2.12a) I ( Z ) = I o e− jβZ + Io e jβZ + − (2.12b) 2π 2π γ = = (2.13) β ω LC ω 1 υp = = (2.14) β LC §2.2 TRƯỜNG TRÊN ĐƯỜNG DÂY Trong huyết này họ đã tìm lại các thông số R, L, G, C từ bỏ các vectortrường và áp dụng mang đến ngôi trường vừa lòng rõ ràng là con đường truyền đồng trục. 1, Các thông số con đường truyền Xét đoạn dây nhất quán, lâu năm 1m với các vectơ E, vectơ H nlỗi mẫu vẽ - S: Diện tích mặt cắt của dây - Giả thiết V0e ± j β z cùng I0e ± j β z là áp và dòng giữa các trang bị dẫn. - Năng lượng từ trường trung bình hội tụ bên trên 1m dây có dạng µ → µ → 4∫ ∫ H .H Wm = H .H * ds => L = 2 * ds ( H / m ) (2.15) s I0 s - Tương từ điện năng trung bình tụ tập bên trên đơn vị chức năng chiều nhiều năm là: E → * ε → 4∫ ∫ E .E ds ( F / m ) Wl = E .E ds => C = 2 * (2.16) s V0 s - Công suất tổn hao bên trên một đơn vị chức năng chiều lâu năm bởi độ dẫn điện hữu hạn của vậtdẫn sắt kẽm kim loại là: 6 Rs → Pc = ∫ H .H dl * → (Giả thiết H vị trí S) 2 C1 +C2 1 ωµ Với Rs = = là năng lượng điện trở mặt phẳng của sắt kẽm kim loại σδ S 2σ - Theo Lý tmạch máu => Rs → R= ∫ H .H dl (Ω / m) * 2 (2.17) I0 C1 +C2 - Công suất tổn hao năng lượng điện môi vừa đủ bên trên đơn vị chiều dài là : ωε "" → Pd = ∫ E .E * ds 2 SVới ε "" là phần ảo của hằng số điện môi phức ε = ε − jε = ε (1− jtg ) δ " "" "Theo LTM => Độ lợi G là: ωε "" → G= ∫ E .E * ds ( S / m ) 2 (2.18) V0 S2, Ví dụ: Các thông số kỹ thuật con đường dây của đường truyền đồng trục ngôi trường của sóng TEMvào đường truyền đồng trục hoàn toàn có thể trình diễn bởi : ∧ ∧ V ρ −γ z I φ E= 0 e , H = 0 e −γz , ε = ε " − jε "" , µ = µ0 .µr b 2πρ ρ ln a ∧ ∧ ( ρ với φ là những vector đơn vị theo pmùi hương ρ và φ ) µ 2π b 1 µ b (2π )2 ∫0 ∫a ρ 2 => L= ρdρdφ = ln (H / m) 2π a 2 πε " C = (F / m) b ln a Rs 1 1 R= ( + )(Ω / m ) 2π a b 2πωε " G= ( S / m) b ln a * Các thông số kỹ thuật mặt đường truyền của một vài nhiều loại con đường dây µ D µd L cosh−1 ( ) π 2a W πε " ε "W C Cosh −1 ( D / 2a) d 7 Rs 2 Rs R πa W πωε " ωε "W G Cosh −1 ( D / 2a) d3, Hằng số truyền sóng, trsinh hoạt kháng đặc tính và chiếc công suất - Các phương trình telegraph (2.3 a,b) hoàn toàn có thể chiếm được từ hệ phương trìnhMaxwell - Xét con đường truyền đồng trục bên trên kia có sóng TEM được đặc thù bởi: ∂ Ez = Hz = 0 với = 0 (do tính đối xứng trục) ∂φ Hệ phương trình Maxwell ∇ x E = - j ω µ H (2.19a) ∇xH=jωεE (2.19b) với ε = ε’ – j ε’’ (tất cả tổn hao điện môi, bỏ lỡ tổn định hao năng lượng điện dẫn) (2.19) hoàn toàn có thể được thực thi thành: ∂Eφ ∧ ∂Eρ ∧ 1 ∂ ∧ ∧ ∧ −ρ +φ +z ( ρEφ ) = − jωµ ( ρ H ρ + φ H φ ) (2.20a) ∂z ∂z ρ ∂ρ ∧ ∂H ∧ ∂H φ ρ ∧ 1 ∂ ∧ ∧ −ρ +φ +z ( ρEφ ) = jωε ( ρ Eρ + φ Eφ ) (2.20b) ∂z ∂z ρ ∂ρ ∧ Vì thành phần z phải triệt tiêu đề nghị : f( z ) Eφ = (2.21a) ρ g Hφ = (z) (2.21b) ρ - Điều khiếu nại biên EQ = 0 tại ρ = a, b => EQ = 0 trên phần đa vị trí trường đoản cú (2.20a) => H ρ = 0; khi đó hoàn toàn có thể viết lại : ∂Eρ = − jωµH φ (2.22a) ∂z ∂H φ = − jωεEρ (2.22b) ∂z Từ dạng H φ (2.21b) và (2.22a) => hz Eρ = (2.23) ρ - Sử dụng (2.21b) và (2.23) => ∂h( z ) = − jωµg ( z ) (2.24a) ∂z ∂g ( z ) = − jωεh( z ) (2.24b) ∂z=> - Điện áp thân hai đồ dùng dẫn có dạng: b b V( z ) = ∫ Eρ ( ρ , z )dρ = h( z ).ln (2.25a) ρ =a a - Dòng điện toàn phần trên vật dẫn trong trên ρ = a có dạng: 8 2π I(z) = ∫ H ρ (a, z )a.dφ = 2π .g ( z ) (2.25b) φ =0 - Kết hợp thân (2.24) và (2.25) => ∂V ( z ) = − jωLI ( z ) (2.26a) ∂z ∂I ( z ) = −(G + jωC )V ( z ) (2.26b) ∂z * Hằng số truyền sóng : ∂ 2 Eρ + ω 2 µεE ρ = 0 (2.27) ∂Z 2 γ 2 = −ω 2 µε => γ = α + jβ Với môi trường thiên nhiên ko tổn hao => γ = jβ cùng với β = ω µε = ω LC (2.28) * Trnghỉ ngơi kháng sóng : E ρ ωµ µ Zω = = = =η (2.29) Hφ β ε Với η là trở kháng nội của môi trường * Trlàm việc kháng tính năng của đường truyền đồng trục b b b E ρ ln η ln ln V0 a = a = µ a Z0 = = (2.30) I0 2πH φ 2π ε 2π * Dòng công suất (theo hướng Viral Z) rất có thể dược tính qua vectorPoynting: 2π b * 1 1 V0 I 0 1 P. = ∫ E × H .dS = ∫ ∫ ρ .dρ .dφ = V0 I 0 * (2.31) 2S 2 φ =0 ρ = a b 2 2πρ 2 ln a (2.29) trùng với công dụng của định hướng mạch. Điều này chứng tỏ công suất đượctruyền đi bởi sự lan truyền của trường năng lượng điện từ nửa nhị trang bị dẫn. §2.3 ĐƯỜNG TRUYỀN KHÔNG TỔN HAO CÓ TẢI KẾT CUỐI1, Hệ số bức xạ năng lượng điện áp: - Xét đường truyền không tổn hao có download đầu cuối cùng với trsinh hoạt chống ZL.lúc này sẽ xuất hiện thêm sóng phản xạ trê tuyến phố truyền. Đây là đặc thù cơsngơi nghỉ của những hệ phân bổ Giả thiết tất cả một sóng cho tới có dạng: V0+ e – j β z được phạt vày một nguồn định xứnghỉ ngơi miền Z - Dòng tổng : V 0+ − j β z V 0− j β z I (Z ) = e − e (2.32b) Z0 Z0 - Tại đầu cuối ta gồm điều kiện biên (z = 0) V 0+ + V 0− Z − Z0 + ZL = + − Z 0 => V 0− = L V0 V0 − V0 ZL + Z0 * Định nghĩa hệ số phản xạ biên độ năng lượng điện áp Г: V0− Z L − Z 0 Γ= = (2.33) V0+ Z L + Z 0 lúc kia => < V( Z ) = V0+ e − jβz + Γe jβz > (2.34a) + I(Z ) = V Z 0 (2.34b) 0 - Sóng áp và dòng dạng (2.32) là ck chất của sóng tới và sóng bức xạ, gọil;à sóng đứng. Chỉ lúc Г = 0 new không tồn tại sóng phản xạ. Để nhận ra Г = 0 thì ZL= Z0, lúc đó ta nói mua cân bằng trở kháng (phù hợp trsinh sống kháng) cùng với con đường dây (tuyệt tảiphối hợp)2, Tỷ số sóng đứng: (SWR: Standing ware ratio) - Dòng công suất vừa phải dọc theo mặt đường truyền trên điểm Z: 2 + 1 V0 1 < Pav = Re V( Z ) .I ( Z ) = 2 * 2 Z0 > Re 1 − Γ * e − 2 jβz + Γe 2 jβz − Γ 2 2 ( ) + 1 V0 2 => Pav = 1− Γ (2.35) 2 Z0 - Nhận xét: Dòng công suất trung bình bằng const tại phần đông điểm trên phố 2 V0+truyền. Công suất toàn phần bỏ lên trên mua Pav bởi hiệu suất sóng mang lại trừ đi 2Z 0 2 2 V0+ Γcông suất sự phản xạ nếu như Г = 0 công suất tiêu trúc trên mua cực to (trả thiết vật dụng 2Z 0phân phát được kết hợp trsinh hoạt phòng cùng với mặt đường dây thế nào cho không tồn tại sóng phản xạ tự miềnZ j (φ − 2 β l ) Từ (2.34a) → V ( Z ) = V 0+ 1 + Γ .e (2.37) Trong đó: - l : khoảng cách tính từ download z = 0 - φ : trộn của thông số sự phản xạ Γ = Γ .e jφ => Nhận xét: + Biên độ năng lượng điện áp giao động theo tọa độ + V( Z ) = Vmax e j ( φ − 2 βl ) =1 = V0+ 1 + Γ (2.38) + Nếu ⎮Γ⎮ tăng thì tỷ số Vmax/Vmin tăng theo, vì thế Vmax/Vmin rất có thể dùng làm đo sự mất phối hợp trsinh hoạt chống (mismatch) của mặt đường dây, Hotline là tỷ số sóng đứng (Standing ware ratio, SWR): Vmax 1 + Γ SWR = = (2.39) Vmin 1 − Γ xuất xắc Voltage_SWR, giỏi VSWR• Nhận xét: + 1 ≤ SWR ≤ ∞, SWR = 1 ⇔ matched Load + Khoảng phương pháp thân nhì cực to thường xuyên là: l = 2π =λ 2β 2 + Khoảng bí quyết thân 2 cực trị thường xuyên là 2π l=π =λ với λ:bước sóng = 2β 4 β + Định nghĩa (2.31) về Γ rất có thể tổng thể hóa mang lại đều điểm l trên phố dây hệt như sau: với Ζ = −l Tỷ số thành phần sự phản xạ trên yếu tố cho tới là: V0−e − jβl Γ( l ) = + jβ l = Γ( 0 ) e − jβl (2.40) V0 e Với Γ(0) là thông số bức xạ trên Z = 0 mang lại vì chưng (2.31) - Vì mẫu công suất bởi const, mà biên độ điện áp biến đổi theo l → trsinh sống phòng vào của đoạn dây l + sở hữu yêu cầu biến hóa. => Định nghĩa trlàm việc chống vào của đoạn dây l + cài nhìn theo phía thuận 11 V( − l ) 1 + Γe −2 jβl Z in = = Z0 (2.41) I (−l) 1 − Γ e − 2 jβ l Dùng (2.31) => Z L + jZ 0 tgβl Z in = Z 0 (2.42) Z 0 L + jZ L tgβl3, Các ngôi trường hợp quánh biệt:a) Nlắp mạch đầu cuối: ZL = 0 - tự (2.31) => Γ = −1 - trường đoản cú (2.37) => SWR = ∞ trường đoản cú (2.32) => V( Z ) = −2 jV0 sin βz + - (2.43a) 2V0+ I (Z ) = cos βz (2.43b) Z0 => V= 0 trên đầu cuối cùng I = max - tự (2.40) => rsống phòng vào của đoạn dây l là: Z in = jZ o tg β l (2.43c) => Zin thuần phức, Zin = 0 lúc l = 0, Z in = ∞ (hsinh hoạt mạch) Lúc l = λ 4 Zin vươn lên là thiên tuần trả theo l cùng với chu kỳ luân hồi λ 2b) Hngơi nghỉ mạch đầu cuối: Z L = ∞ , tự (2.31) => Γ = 1, SWR = ∞ V( Z ) = 2V0+ cos βz (2.44a) − 2 jV0+ I (Z ) = sin βz (2.44b) Z0 => I = 0 tại Z = 0, V = Vmax , Z in ( l ) = − jZ o cot g β l (2.44c)c) Sự biến đổi của Zin(l) Z i n (l = λ /2) = ZL (2.45) (từ 2.40) ⇒ Đoạn dây khá dài nguyên ổn lần nửa bước sóng ko làm đổi khác trởchống cài bất kỳ quý hiếm của trở phòng đặc trưng. 12 Z02 Zi n (l = λ /4) = Z (2.46) L → “Đoạn chuyển đổi 1 phần tư bước sóng” vì chưng nó chuyển đổi nghịch đảo ZLd) Ghép hai tuyến phố dây : Dùng con đường dây tất cả trlàm việc phòng đặc thù Z0 nuôi đường dâycó trsinh hoạt kháng đặc thù không giống Z1 Giả thiết làm lơ sóng bức xạ từ đường dây Z1 ( tức nó dài ∞ hoặc được kếtcuối bởi cài đặt có trsinh sống chống bởi Z1) Z1 - Z0 Khi đó: Γ=Z +Z (2.47) 1 0 Nhận xét: - Không yêu cầu tất cả các sóng cho tới đông đảo bị bức xạ, một vài vẫn truyền tiếp lêncon đường dây thiết bị nhị với biên độ khẳng định vì hệ số truyền T - Từ (1.32a) ⇒ với z 0 = V0+ Γe − jβz (2.48b) (Bỏ qua sóng sự phản xạ trên đường dây 2) - Cân bằng (2.46 a) cùng (2.46b) tại z = 0 ⇒ Z1 - Z0 2Z1 T=1+Γ=1+Z +Z = Z +Z (2.49) 1 0 1 0 - Hệ số truyền giữa nhị điểm của một mạch thường được màn trình diễn theo dB,Hotline là tổn định hao cnhát (IL: Insertion loss) IL = - 20 lg ⎮T⎮ (dB) (2.50) Prúc chú: - Tỷ số biên độ theo đơn vị Nepers (Np) V1 lnV (Np) 2 - Tỷ số công suất theo Np: P1 ½ ln Phường (Np) 2 1Np tương tự cùng với tỉ số năng suất = e2 ⇒ 1Np = 10 lg e2 = 8,686 dB 13 §2.4 GIẢN ĐỒ SMITH - Giản đồ Smith, vì chưng Phường. Smith chỉ dẫn năm 1939 trên Bell Telephone Laboratories, làcách thức thứ thị được sử dụng thoáng rộng nhất cho các bài xích tân oán về trlàm việc chống với cáchiện tượng lạ trên đường dây truyền sóng.1. Đồ thị Smith: Thực chất là đồ vật thị cực của thông số sự phản xạ điện áp Γ. - Giả sử Γ có thể được biểu diễn dưới dạng cực (theo biên độ cùng pha) Γ = Γ e jφ .khi kia từng quý hiếm Γ được màn trình diễn vì chưng một điểm vào hệ tọa độ rất. Z - Trong tọa độ Smith tín đồ ta cần sử dụng trsinh hoạt chống chuẩn chỉnh hóa Z = Z nuốm Z. 0 - Với đường dây ko tổn hao được liên kết cùng với cài đặt ZL thì thông số bức xạ có thểđược viết qua trngơi nghỉ chống chuẩn chỉnh hóa như sau: ZL −1 Γ= = Γ e jφ (2.51) ZL +1 ZL Với ZL = Z là trsống kháng mua chuẩn hóa. từ bỏ quan hệ giới tính này ⇒ 0 1 + Γ e jφ ZL = (2.52) 1 − Γ e jφ - Nếu đặt Γ = Γr + j Γi với zL = rL + j xL thì tự (2.50) ⇒ 1 − Γr2 − Γi2 rL = (2.53a) (1 − Γr )2 + Γi2 2Γi xL = (2.53b) (1 − Γr )2 + Γi2 - Viết lại (2.51) bên dưới dạng pmùi hương trình đường tròn : 2 2 ⎛ r ⎞ ⎛ 1 ⎞ ⎜ Γr − L ⎜ ⎟ + Γi2 = ⎜ ⎟ ⎜1+ r ⎟ ⎟ (2.54a) ⎝ 1 + rL ⎠ ⎝ L ⎠ 2 2 ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ (Γr − 1) + ⎜ Γi − 1 ⎟ = ⎜ 1 ⎟ 2 ⎜ ⎟ ⎜x ⎟ (2.54b) ⎝ xL ⎠ ⎝ L⎠ Đây là những phương trình của 2 họ mặt đường tròn trong mặt phẳng Γr, Γi - (2.54a) biểu diễn chúng ta những mặt đường tròn điện trngơi nghỉ và (2.54b) biểu diễn họ các đườngtròn năng lượng điện chống. * Ví dụ: Với rL = 1 mặt đường tròn (2.54a) gồm trung khu tại Γr = 0,5, Γi = 0, bán kính bằng0,5. * Chú ý: - Tất cả những con đường tròn năng lượng điện trsinh sống (2.54a) đều phải có trung ương nằm trong trục hoành (Γi = 0) với đi qua điểm (1, 0) tuyệt điểm Γ = một bên mép nên của giản đồ. - Tâm của những đường tròn năng lượng điện phòng (2.54b) nằm trong trục đứng đi qua điểm(1, 0) xuất xắc mặt đường Γr = 1 và cũng đi qua điểm (1, 0) hay điểm Γ = 1. - Các đường tròn (2.54a) và (2.54b) luôn vuông góc nhau. * Ứng dụng: Giản thiết bị Smith có thể dùng làm giải bởi đồ dùng thị phương thơm trình (2.42)đến trở phòng con đường dây. 14 1 + Γe −2 jβl Z in = Z0 (2.55) 1 − Γe − 2 jβl Với Γ là thông số phản xạ trên tải đầu cuối l là chiều dài đoạn dây. - Dễ thấy (2.55) gồm dạng tương tự như (2.52) chỉ khác sinh hoạt số hạng góc trộn vào Γ. Do Zinkia nếu sẽ có vật dụng thị Γ e jφ trên cài đặt thì trsống kháng vào chuẩn chỉnh hóa Z quan sát vào đoạn dây l 0choàn toàn có thể tìm được bằng cách quay điểm thõa mãn hệ (2.54) đi theo chiều klặng đồng hồ1 góc 2βl quanh trung ương của giản đồ.

Xem thêm: Trà Giảm Cân Sen Slim ) - Thuốc Giảm Cân Sen Slim Giá Bao Nhiêu



Xem thêm: Liveshow Cẩm Ly: Tự Tình Quê Hương 5 Full, 20G Ngày 16

(Bán kính giữ nguyên vì chưng độ lớn ⏐Γ⏐ko thay đổi dọctheo hướng đường dây.) - Để dễ dàng thực hiện những phnghiền tảo nói trên, trên giản trang bị Smith sẽ bao gồm thang chia độtheo đơn vị bước sóng theo 2 hướng. Vì là thang tương đối nên chỉ bao gồm sự khác nhautheo bước sóng giữa 2 điểm trên giản vật dụng bắt đầu gồm ý nghĩa sâu sắc. Ví dụ 1: Cho sở hữu bao gồm trngơi nghỉ kháng ZL = 130 + j 90 (Ω) kết cuối con đường dây 50 Ω cóchiều dài 0,3 λ. Hãy kiếm tìm hệ số sự phản xạ trên mua cùng thông số phản xạ trên nguồn vào đoạnmặt đường dây, trsinh hoạt kgháng vào, hệ số SWR và RL. ZL Giải: Trlàm việc thiết lập chuẩn chỉnh hóa zL = Z = 2,60 + j 1,8 0 → Tìm giao điểm đường tròn rL = 2,60 cùng xL = 1,8 trên giản vật dụng M → sử dụng compa đo đoạn OM rồi đối chiếu cùng với thang ⏐Γ⏐ để sở hữu ⏐Γ⏐= 0,6 ⇒ SWR = 3,98, RL = 4,4 dB → kéo dài đoạn OM để có được góc pha của thông số phản xạ trên cài đặt theo vòngchia độ ngơi nghỉ xung quanh giản đồ: 21,80 → vẽ vòng tròn bán kính OM → Tìm địa chỉ của tia OM cùng vòng phân chia độ theo bước sóng hướng về nguồn phát(WTG: Wavelengths – toward – generator) đến cực hiếm 0,22 λ. → di chuyển điểm 0,22 λ đi một quãng 0,3 λ về phía nguồn đã cho giá trị0,52 λ,cực hiếm này ứng với 0,02 λ.Vẽ tia từ bỏ chổ chính giữa 0 qua điểm 0,02 λ,tia này giảm vòngtròn bán kính OM tại điểm ứng cùng với Zi n = 0,255 + j 0,117 sau đó ⇒ Z i n = Z0 Zin = 12,7 + j 5,8 (Ω) Góc trộn của Γ trên đầu đoạn đường dây là 165,80.2. Giản trang bị Smith với trnghỉ ngơi chống với dẫn nạp kết hợp: - Giản trang bị Smith có thể áp dụng cho dẫn hấp thụ chuẩn chỉnh hóa theo cách tương tự như nhưcùng với trsinh sống phòng chuẩn hóa với có thể dùng để làm đưa đối thân trsinh hoạt phòng cùng dẫn hấp thụ. - Trsinh hoạt chống vào của phần đường dây ¼ bước sóng kết cuối cài ZL là Zi n = 1/ZL,đó là các đại lý biến hóa một trnghỉ ngơi phòng chuẩn chỉnh hóa với cùng 1 dẫn hấp thụ chuẩn hóa. - Để ý rằng một đoạn “biến đổi ¼” tương đương với pơhxay quay 1800 xung quanh tâmcủa giản đồ dùng, cho nên điểm đối xứng trung tâm của một điểm trsống phòng (hoặc điểm dẫn nạp) đã làmột điểm dẫn hấp thụ (xuất xắc điểm trnghỉ ngơi kháng) khớp ứng của cùng một đoạn dây bao gồm tải kếtcuối. Vậy cùng một giản đồ vật Smith rất có thể dùng làm tính trngơi nghỉ chống cùng dẫn nạp đến cùngmột bài tóan. - Để tránh nhầm lẫn, rất có thể dùng giản đồ gia dụng Smith knghiền bao gồm cả giản vật dụng trởchống với giản đồ gia dụng dẫn nạp, có dạng tương tự nhau chỉ với hình hình họa đối xứng tâm củanhau. 15 ví dụ như 2: Cho download ZL = 100 + j 50 Ω kết cuối con đường dây gồm trsinh hoạt phòng đặc trưng 50 Ω.Tìm dẫn hấp thụ của cài và dẫn hấp thụ vào của đoạn đường dây 0,15 λ. Giải: + Zl = 2 + j 1. có thể triển khai nhỏng quá trình nghỉ ngơi ví dụ 1 rồi cù góc λ/4trong giản đồ vật trở phòng, tiếp đến quay góc 0,15 λ. + Cũng có thể vẽ điểm zL rồi phát âm yL tương xứng theo thang của giản đồdẫn nạp: yl = 0,40 – j 0,trăng tròn ⇒ yL YL = yL . Y0 = Z = 0,008 – j 0,004 (S) 0 Sau đó bên trên thang WTG kiếm tìm điểm tmê say chiếu tương xứng 0,214 λ,di chuyểnđoạn 0,15 λ cho đến 0,,364 λ, vẽ tia qua đặc điểm này rồi hiểu điểm giảm với vòng trònSWR cho quý giá y = 0,61 + j 0,66 ⇒ Y = 0,0122 + j 0,0132 (S) §2. 5 ĐỘ BIẾN ĐỔI ¼ BƯỚC SÓNG1) Trsinh sống kháng: Giả thiết cài đặt thuần trngơi nghỉ RL kết cuối đoạn λ/4 tất cả trsinh hoạt phòng đặc thù cần kiếm tìm Z1thế nào cho Γ = 0 tại đầu vào của chính nó (đoạn ¼ λ) RL + jZ 1tgβl Z in = Z 1 (2.61) Z1 + jRL tgβl π 2π Z 12 Vì l = ,β = => Z in = (2.62) 4 4 RLĐể Γ = 0 cần phải có Z in = Z 0 => Z1 = Z 0 RL (2.63)=> Không tất cả sóng đứng trên feedline (SWR = 1).2) Đáp ứng tần số: Ví dụ: Xét cài đặt RL = 100 Ω ghnghiền cùng với mặt đường truyền 50 Ω qua bộ ghxay ¼ λ hãyvẽ vật dụng thị biên độ của hệ số phản xạ theo tần số chuẩn chỉnh hóa f/f0 với f0 là tần số nhưng tạikia chiều lâu năm đoạn ghép bằng λ/4 Giải: Z 1 = 50.100 = 70,71Ω Z in − Z 0 Γ= với Zin là hàm của tần số đến vị (2.46). Z in + Z 0 2π ⎞⎛ λ0 ⎞ ⎛ 2πf ⎞⎛ ν p ⎞ πf Để ý βl = ⎛ ⎜ ⎟⎜ ⎟ = ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ 4 f ⎟= ⎟ 2f ⎝ λ ⎠⎝ 4 ⎠ ⎜ ν p ⎝ ⎠⎝ 0 ⎠ 0 16 §2. 6 MÁY PHÁT VÀ TẢI KHÔNG PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG - Xét trường đúng theo tổng hợp lúc lắp thêm phân phát với mua không thăng bằng trsống kháng vớicon đường truyền Z0. Tìm điều kiện để hiệu suất máy phân phát truyền đến cài đặt đạt cực lớn. V( − l ) 1 + Γl e −2 jβl Z + jZ 0 tgβ l Z in = = Z0 = Z0 L (2.67) I (−l) 1 − Γl e − 2 jβ l Z 0 + jZ L tgβ l Zl − Z0 Với Γl = (2.68) Zl + Z0 Điện áp trên phố dây rất có thể viết dướ dạng < V( Z ) = V0+ e − jβz + Γl e jβz > (2.69) - V0+ có thể kiếm được nhờ vào điều kiện biên trên z = −l V( −l ) = Vg Z in Z in + Z g = V0+ e jβl + Γl e − jβl < > Z in 1 => V0+ = Vg (2.70) Z in + Z g e + Γl e − jβl jβl - Dùng (2.67) ⇒ + Z0 e − jβ l V = Vg (2.71) Z 0 + Z g 1 − Γg Γl e −2 jβl 0 Z g − Z0 Với Γg = (2.72) Z g + Z0⇒ Hệ số sóng đứng trê tuyến phố dây. 1 + Γl SWR = (2.73) 1 − Γl - Công suất đặt vào sở hữu với mặt đường truyền 2 1 2 Z in ⎧ 1 ⎫ P. = Vg Re ⎨ ⎬ (2.74) 2 Z in + Z g ⎩ Z in ⎭ Đặt Z in = Rin + jX in và Z g = R g + jX g 1 2 Rin => P= Vg (2.75) 2 (R in + R g ) + (X in + X g ) 2 2a) Tải phối hợp với mặt đường truyền: Zl = Z0 , Γl = 0, SWR = 1 1 2 Zo ⇒ Z in = Z 0 cùng Phường. = Vg (2.76) 2 (Z o + Rg ) + X g 2 2b) Máy phạt pân hận hợp với đường truyền có cài đặt kết cuối:Z l , βl, Z 0 được chọn sao để cho Z i n = Zg 17 Zi n - Zg ⇒ Γ=Z +Z =0 (2.77) in g (Lưu ý: rất có thể mãi sau sóng đứng trên phố truyền trường hợp Γl ≠0) 1 2 Rg P= Vg (2.78) 2 ( 4 Rg + X g 2 2 ) 2 ⇒ Nhận xét: Công suất (2.78) rất có thể nhỏ rộng công suất (2.76). → Câu hỏi: + Trnghỉ ngơi kháng thiết lập nuốm như thế nào là tối ưu? + Trsống kháng vào con đường truyền gắng như thế nào là buổi tối ưu? * Phối phù hợp liên kết: Giả thiết Zg cố định, tìm Zin nhằm Phường đạt cực dđại kế tiếp đã suy ra Zl khi biết l. Cho đạo hàm của Phường theo phần thực cùng phần ảo của Zin= 0 ⇒ ĐK phải tra cứu. Từ (2.75) ⇒ ∂Phường = 0 => Rg − Rin + (X in + X g ) = 0 2 2 2 (2.79a) ∂Rin ∂Phường = 0 => −2Xin (Xin + X g ) = 0 (2.79b) ∂Xin Từ (2.79a,b) => Rin = Rg , Xin = −Xg Hay Zin = Zg * (2.80) (2.80) được Điện thoại tư vấn là điều kiện kết hợp trnghỉ ngơi chống liên kết- Khi kia năng suất rơi bên trên sở hữu là cực to. (trường đoản cú 2.75) 1 2 1 P= Vg (2.81) 2 4 Rg Nhận xét: - Công suất (2.81) to hơn ở (2.76) cùng (2.78) - Γl, Γg, Γ có thể khác ko. Về phương diện đồ dùng lý điều này tức là vào hiện tượng lạ nhiều sự phản xạ rất có thể xẩy ra hiện tượng đồng pha dẫn đến công suất lớn hơn Khi chỉ bao gồm sóng tới. - Về phương diện tác dụng thì để đạt tác dụng bcao niên điều kiện phối kết hợp trsinh hoạt kháng (Zl = Z0) tốt ĐK phối hợp links (Z i n = Zg*) vẫn chưa đủ. chẳng hạn Lúc Zg = Zl = Z0 chỉ bao gồm ½ hiệu suất của phạt rơi trên cài tức công suất là 50%. Hiệu suất này chỉ có thể được nâng cấp dựa vào sút Zg nhỏ rất có thể được. Bài tập cmùi hương 1. Cho con đường truyền bao gồm L = 0,2 µ H/m, C = 300 p F/m, R = 5 Ω/m và G = 0,01 S/m. Hãy tính hằng số truyền sóng với trsống phòng đặc thù tại tần số 500M Hz. Hãy xét ngôi trường vừa lòng không tổn hao. 2. Cho mắt hình T CMR mô hình này dẫn tới cùng phương trình Telegraph. 3. Một mặt đường truyền đồng trục bằng Cu cùng với bán kính đồ dẫn trong là 1mm với bên cạnh là 3milimet. Lớp điện môi gồm εr = 2,8 cùng với góc tổn hao 0,005. Tính R, L, G, C trên tần số 3 GHz, tính Z0 và vp. 18 4. Tính với vẽ đồ gia dụng thị thông số suy sút của cáp đồng trục ngơi nghỉ bài bác 3 theo dB trongkhoảng tần số từ là 1 MHz tới 10 GHz. 5. Cho con đường truyền ko tổn hao tất cả chiều dài điện l = 0,3 λ kết cuối cài đặt ZL =40 + j đôi mươi (Ω). Tìm ΓL, SWR bên trên đoạn l và Z i n (l + tải) 6. Cho con đường truyền ko tổn định hao kết cuối thiết lập 100 Ω. Tìm Z0 nếu như biết SWR = 1,5 7. Một thiết bị vạc vô đường được nối với angten tất cả trlàm việc phòng 80 + j40Ω qua cápđồng trục 50 Ω rất có thể hỗ trợ 30W Khi nối với mua 50 Ω thì năng suất đặt vào angtenlà từng nào 8. Giản vật Smith rất có thể tính a, SWR trên đường truyền b, TL, c, YL d, Z i n (l + tải) e, Khoảng bí quyết từ thiết lập đến điểm tất cả Vmax đầu tiên . f, Vmin trước tiên vẽ hình 9. Dùng giản đồ vật Smith để tra cứu phần đường truyền 75 Ω nđính thêm mạch đầu cuối ngắntuyệt nhất nhằm có: a, Z i n = 0 b, Z i n = ∞ c, Z i n = j 75 Ω d, Z i n = - j 50 Ω e, Z i n = j 10 Ω 19

Chuyên mục: Tổng Hợp