5G verkkoantenni
Miksi impedanssin sovitus on välttämätöntä
Arvioitu lukuaika: 15 minuuttia
Suurin ero radiotaajuus (RF) ja laitteiston välinen ero piilee impedanssin sovituksessa, ja impedanssin sovituksen syynä on sähkömagneettisten kenttien läpäisy. Kuten me kaikki tiedämme, sähkömagneettinen kenttä on sähkökentän ja magneettikentän välinen vuorovaikutus. Siirtoväliaineen häviö johtuu siitä, että sähkökenttä aiheuttaa värähtelyjä vaikutuksessaan elektroneihin. Mitä suurempi taajuus , mitä enemmän sähkömagneettisten aaltojen syklejä on samanpituisessa siirtolinjassa ja sitä suurempi on virran muutosten taajuus. Tämän seurauksena värähtelyjen synnyttämä lämpöhäviö kasvaa, mikä johtaa suurempiin häviöihin siirtolinjassa.
Matalilla taajuuksilla, koska aallonpituus on paljon pidempi kuin siirtolinja, piirin siirtolinjan jännite ja virta pysyvät lähes muuttumattomina, joten siirtolinjan häviö on hyvin pieni.
Samaan aikaan, jos heijastusta tapahtuu aallon ulostulon aikana, heijastuneen aallon superpositio alkuperäisen sisääntuloaallon kanssa voi johtaa signaalin laadun heikkenemiseen ja myös vähentää tehokkuutta. signaalinsiirto .
Työskentelitpä sitten laitteiston parissa tai RF-järjestelmät , tavoitteena on saavuttaa parempi signaalinsiirto , eikä kukaan halua energian menevän hukkaan piirissä.
Kun kuormitusvastus on yhtä suuri kuin signaalilähteen sisäinen resistanssi, kuorma voi saavuttaa maksimilähtötehon. Tätä kutsutaan usein impedanssin sovitukseksi.
On tärkeää huomata, että konjugaattisovitus on tarkoitettu maksimaaliseen tehonsiirtoon.
Jännitteen heijastuskertoimen kaavan \( \Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0} \) mukaan \( \Gamma \) ei ole tällä hetkellä yhtä suuri kuin 0, mikä tarkoittaa, että jännitettä heijastuu.
Säröimättömässä sovituksessa impedanssit ovat täysin yhtä suuret, joten jännitteen heijastumista ei tapahdu. Kuormateho ei kuitenkaan ole tässä tapauksessa maksimoitu.
Heijastushäviö (RL) = \(-20\log|\Gamma| \)
Jännitteen seisovan aallon suhde (VSWR) = \( \frac{1 + |\Gamma|}{1 - |\Gamma|} \)
Seisovan aallon suhteen ja
siirtotehokkuus
näkyy alla olevassa taulukossa:
Impedanssin sovitus on melko työläs laskentaprosessi. Onneksi meillä on Smithin kaavio, joka on välttämätön työkalu impedanssin sovitukseen. Smithin kaavio on kaavio, joka koostuu useista leikkaavista ympyröistä. Oikein käytettynä se mahdollistaa näennäisesti monimutkaisen järjestelmän sovitusimpedanssin laskemisen ilman laskelmia. Ainoa mitä meidän tarvitsee tehdä, on lukea ja seurata tietoja ympyröiden suuntaisesti.
## Smithin kaaviomenetelmä
1. Sarjaan kytketyn kondensaattorikomponentin kytkemisen jälkeen impedanssipiste liikkuu vastapäivään vakioresistanssiympyrää pitkin, jolla se on.
2. Shunttikondensaattorikomponentin kytkemisen jälkeen impedanssipiste liikkuu myötäpäivään vakiojohtavuusympyrää pitkin, jolla se on.
3. Sarjaan kytketyn induktorikomponentin kytkemisen jälkeen impedanssipiste liikkuu myötäpäivään vakioresistanssiympyrää pitkin, jolla se on.
4. Kun rinnakkaiskelakomponentti on kytketty, impedanssipiste liikkuu vastapäivään vakiojohtavuusympyrää pitkin, jolla se on.
5. Kun shuntti-avoin stunt-komponentti on kytketty, impedanssipiste liikkuu myötäpäivään vakiojohtavuusympyrää pitkin, jolla se on.
6. Kun shuntti-oikosulkukomponentti on kytketty, impedanssipiste liikkuu vastapäivään vakiojohtavuusympyrää pitkin, jolla se on.
7. Sarjaan kytketyn siirtolinjan komponentin kytkemisen jälkeen impedanssipiste liikkuu myötäpäivään vakion seisovan aallon ympyrää pitkin.
