Smithi diagrammi ja RF-i mustkunsti labor
Kanna Smithi diagrammile mis tahes impedants, sisestades ZL, ja lohista seda ringi, et näha reaalajas, kuidas Γ, VSWR ja peegeldussumbuvus muutuvad. Lisa jada- ja rööp-L- ning C-komponente, et ehitada sobitusahel, ja jälgi, kuidas impedants joonistab tee keskpunkti poole — RF-disaini „maagia" nähtavaks tehtud.
Konformne kujutamine mikrolainetehnoloogias 🖖
Smithi diagramm on konformne kujutis, mis teisendab kompleksse koormustakistuse Z_L kompleksseks peegeldusteguriks Γ ühikringil: Γ = (z - 1)/(z + 1). Phillip Smithi poolt 1939. aastal välja töötatud diagramm lahendab ülekandeliini võrrandid graafiliselt, teisendades lõpmatud impedantsi koordinaadid ringikujuliseks alaks. Konstantse takistusega ringid kohtuvad parempoolses punktis (avatud ahel). Raadiosageduslikus projekteerimises nihutavad komponendid impedantsi mööda neid ringe ja kaari, võimaldades juhtida mis tahes takistuse diagrammi keskpunkti (50 Ω), et vältida peegeldusi.
Loe kaarti nagu märklauda 🖖
Kogu kaart on tegelikult märklaud. Ükskõik kuhu koormus satub, loeb ainult see, kui kaugel punkt täpsest keskmest asub. Täpselt keskel sobivad allikas ja koormus ideaalselt kokku ning ükski signaal ei põrku tagasi. Mida kaugemale punkt serva poole nihkub, seda rohkem võimsust peegeldub antenni asemel tagasi saatjasse, ja just seda väljendavad arvudes VSWR ja tagasipeegeldumiskadu. Kokkuvõte: hea disain tähendab lihtsalt "lohista punkt keskele".
Leiutatud kolm korda, kolmel mandril 🖖
Tavaliselt omistatakse see ainult Phillip Smithile, kuid sama kaart, mis põhineb teisendusel (z − 1)/(z + 1), töötati 1930ndatel välja koguni kolm korda üksteisest sõltumatult. Tōsaku Mizuhashi avaldas oma versiooni Jaapanis 1937. aasta detsembris ning Amiel Volpert tutvustas oma versiooni Nõukogude Liidus 1939 — samal aastal kui Smith. Vene insenerid nimetavad seda siiani Volperti-Smithi diagrammiks ja mõnikord tunnustavad ajaloolased kõiki kolme kui Mizuhashi-Volperti-Smithi diagrammi.
Näiteülesanded
- 915 MHz antenn - 915 MHz antenni sobitus — tüüpiline antenn, mis vajab L-ahela sobitust
- 2.4 GHz LNA - 2.4 GHz LNA sisend — 50 Ω-st kaugel, vajab sobitamist
- Täiuslik sobitus - Täiuslik 50 Ω sobitus: Γ = 0, VSWR = 1
- Lühis - Lühis: Γ = −1, VSWR = ∞
- Tühijooks - Tühijooks: Γ = +1, VSWR = ∞