Сетевая антенна 5G
Почему необходимо согласование импеданса
Расчетное время чтения: 15 минут.
Самая большая разница между радиочастота (РЧ) и аппаратное обеспечение основаны на согласовании импеданса, а причиной согласования импеданса является передача электромагнитных полей. Как мы все знаем, электромагнитное поле – это взаимодействие электрического и магнитного полей. Потери в среде передачи возникают из-за того, что электрическое поле вызывает колебания при воздействии на электроны. Чем выше частота Чем больше циклов электромагнитных волн в линии передачи одинаковой длины и чем выше частота изменения тока, тем выше тепловые потери, возникающие при колебаниях, что приводит к увеличению потерь в линии передачи.
На низких частотах, поскольку длина волны значительно больше длины линии передачи, напряжение и ток на линии передачи в цепи остаются практически неизменными, поэтому потери в линии передачи очень малы.
Между тем, если во время выхода волны происходит отражение, суперпозиция отраженной волны с исходной входной волной может привести к снижению качества сигнала, а также снизить эффективность передача сигнала .
Независимо от того, работаете ли вы над оборудованием или РЧ-системы , цель состоит в том, чтобы достичь лучшего передача сигнала , и никто не хочет, чтобы энергия терялась в цепи.
Когда сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника сигнала, нагрузка может получить максимальную выходную мощность. Это часто называют согласованием импеданса.
Важно отметить, что сопряженное согласование обеспечивает максимальную передачу мощности.
Согласно формуле коэффициента отражения напряжения \( \Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0} \), \( \Gamma \) в этот момент времени не равно 0, что означает наличие отражения напряжения.
При согласовании без искажений импедансы полностью равны, поэтому отражение напряжения отсутствует. Однако мощность нагрузки в этом случае не максимальна.
Возвратные потери (RL) = \( -20\log|\Gamma| \)
Коэффициент стоячей волны напряжения (КСВН) = \( \frac{1 + |\Gamma|}{1 - |\Gamma|} \)
Соотношение между коэффициентом стоячей волны и
эффективность передачи
показано в таблице ниже:
Согласование импеданса — довольно трудоёмкий процесс расчётов. К счастью, у нас есть диаграмма Смита — незаменимый инструмент для согласования импеданса. Диаграмма Смита представляет собой диаграмму, состоящую из множества пересекающихся окружностей. При правильном использовании она позволяет получить согласованное сопротивление, казалось бы, сложной системы без каких-либо вычислений. Всё, что нам нужно сделать, — это считывать и отслеживать данные вдоль окружностей.
## Метод диаграммы Смита
1. После подключения последовательного конденсаторного компонента точка импеданса перемещается против часовой стрелки по окружности постоянного сопротивления, на которой она находится.
2. После подключения шунтирующего конденсаторного компонента точка импеданса перемещается по часовой стрелке вдоль окружности постоянной проводимости, на которой она находится.
3. После подключения последовательного индукторного компонента точка импеданса перемещается по часовой стрелке вдоль окружности постоянного сопротивления, на которой она находится.
4. После подключения шунтирующего индукторного компонента точка импеданса перемещается против часовой стрелки по окружности постоянной проводимости, на которой она находится.
5. После подключения шунтирующего разомкнутого шлейфа точка импеданса перемещается по часовой стрелке вдоль окружности постоянной проводимости, на которой она находится.
6. После подключения шунтирующего короткозамкнутого компонента точка импеданса перемещается против часовой стрелки вдоль окружности постоянной проводимости, на которой она находится.
7. После подключения последовательного компонента линии передачи точка импеданса перемещается по часовой стрелке вдоль окружности постоянной стоячей волны.
