基于matlab的史密斯圆图演示仿真图(包括程序操作录像)

作品简介

1.软件版本

matlab2022a

2.运行方法

    使用matlab2022a或者高版本仿真,运行文件夹中的tops.m或者main.m。运行时注意matlab左侧的当前文件夹窗口必须是当前工程所在路径。具体操作观看提供的程序操作视频跟着操作。

3.部分仿真截图

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4.内容简介

    史密斯图表(Smith chart,又称史密斯圆图)是在反射系散平面上标绘有归一化输入阻抗(或导纳)等值圆族的计算图。是一款用于电机与电子工程学的图表,主要用于传输线的阻抗匹配上。该图由三个圆系构成,用以在传输线和某些波导问题中利用图解法求解,以避免繁琐的运算。一条传输线(transmission line)的电阻抗力(impedance)会随其长度而改变,要设计一套匹配(matching)的线路,需要通过不少繁复的计算程序,史密夫图表的特点便是省略一些计算程序。

    史密斯图表的基本在于以下的算式:

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    当中的Γ代表其线路的反射系数(reflection coefficient),即S参数(S-parameter)里的S11,ZL是归一负载值,即ZL / Z0。当中,ZL是线路本身的负载值,Z0是传输线的特征阻抗(本征阻抗)值,通常会使用50Ω。

    图表中的圆形线代表电阻抗力的实数值,即电阻值,中间的横线与向上和向下散出的线则代表电阻抗力的虚数值,即由电容或电感在高频下所产生的阻力,当中向上的是正数,向下的是负数。图表最中间的点(1+j0)代表一个已匹配(matched)的电阻数值(ZL),同时其反射系数的值会是零。图表的边缘代表其反射系数的长度是1,即100%反射。在图边的数字代表反射系数的角度(0-180度)和波长(由零至半个波长)。 

    史密斯圆图: 反射系数圆图+阻抗/导纳圆图。输入阻抗不易直接测得,通过测量反射系数间接获得输入阻抗值。史密斯圆图中反射系数和输入阻抗一一对应。

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史密斯圆图的应用:

    已知传输线的特性阻抗=50Ω,传输线的负载阻抗为=(50+j50)Ω,求离负载z=0.1λ处的等效阻抗。解:=/=1+j1 R=1 X=1

    找到R=1的电阻圆和X=1的电抗圆的交点A,连接OA并延长交电长度刻度圆于B,OA顺时针旋转电长度0.1λ交电长度刻度圆于C,连接OC,交c1于P(据此读出|r|和Φ),过P点的R和X就是离负载z=0.1λ处的归一化输入阻抗。

创作时间:2022-10-28 07:46:17