物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)與應(yīng)用__補(bǔ)充射頻基礎(chǔ)知識(shí)2史密斯圓圖

1、物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映 與電子通信相關(guān)的射頻概念與電子通信相關(guān)的射頻概念1史密斯圓圖史密斯圓圖2S參數(shù)參數(shù)3ADS設(shè)計(jì)與仿真舉例設(shè)計(jì)與仿真舉例4物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用 史密斯圓圖史密斯圓圖2點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用 在傳輸線問題的計(jì)算中，經(jīng)常涉及輸入阻抗、負(fù)載阻抗、在傳輸線問題的計(jì)

2、算中，經(jīng)常涉及輸入阻抗、負(fù)載阻抗、反射系數(shù)和駐波系數(shù)等量，以及這些量之間的相互關(guān)系，反射系數(shù)和駐波系數(shù)等量，以及這些量之間的相互關(guān)系，這些量利用前面給出的公式進(jìn)行計(jì)算，并不困難，但比較這些量利用前面給出的公式進(jìn)行計(jì)算，并不困難，但比較繁瑣。為簡(jiǎn)化計(jì)算，繁瑣。為簡(jiǎn)化計(jì)算，P.H.Smith開發(fā)了圖解方法，可以在一開發(fā)了圖解方法，可以在一個(gè)圖中簡(jiǎn)單、直觀地顯示傳輸線上各點(diǎn)阻抗與反射系數(shù)的個(gè)圖中簡(jiǎn)單、直觀地顯示傳輸線上各點(diǎn)阻抗與反射系數(shù)的關(guān)系，該圖解稱為史密斯圓圖。關(guān)系，該圖解稱為史密斯圓圖。 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用2

3、.1 復(fù)平面上反射系數(shù)的表示方法復(fù)平面上反射系數(shù)的表示方法 反射系數(shù)可以用以了解傳輸線上的工作狀態(tài)。反射反射系數(shù)可以用以了解傳輸線上的工作狀態(tài)。反射系數(shù)也描述了負(fù)載阻抗與特性阻抗的失配度。系數(shù)也描述了負(fù)載阻抗與特性阻抗的失配度。 史密斯圓圖是在反射系數(shù)的復(fù)平面上建立起來(lái)的，史密斯圓圖是在反射系數(shù)的復(fù)平面上建立起來(lái)的，為此，首先介紹復(fù)平面上反射系數(shù)的表示方法。為此，首先介紹復(fù)平面上反射系數(shù)的表示方法。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用無(wú)耗傳輸線上距離終端為無(wú)耗傳輸線上距離終端為z處的反射系數(shù)為處的反射系數(shù)為上式表明，反射系數(shù)是

4、復(fù)數(shù)，可以在復(fù)平面上表示上式表明，反射系數(shù)是復(fù)數(shù)，可以在復(fù)平面上表示（z），），不同的反射系數(shù)不同的反射系數(shù)（z）對(duì)應(yīng)復(fù)平面上不同的點(diǎn)。）對(duì)應(yīng)復(fù)平面上不同的點(diǎn)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映 22cos2sin2LjzjzLLLLLLrizeezjzj 物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用例例2.1 在反射系數(shù)的復(fù)平面上給出下列點(diǎn)的位置在反射系數(shù)的復(fù)平面上給出下列點(diǎn)的位置 。 （1）傳輸線的特性阻抗）傳輸線的特性阻抗Z0=50，終端短路。距終端分別，終端短路。距終端分別為為z=0和和z=/8的點(diǎn)。的點(diǎn)。當(dāng)當(dāng)z=0，當(dāng)當(dāng)z=/8，點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束

5、放映001LjjLLLLZZeeZZ 2jzLze 1180z 190z 物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用（2）傳輸線的特性阻抗）傳輸線的特性阻抗Z0=50，終端開路。距終端分別，終端開路。距終端分別為為z=0和和z=/8的點(diǎn)。的點(diǎn)。當(dāng)當(dāng)z=0，當(dāng)當(dāng)z=/8，點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映0001LjjLLLLZZeeZZ 02jzLze 10z 1270z 物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用（3）傳輸線的特性阻抗）傳輸線的特性阻抗Z0=50，終端負(fù)載阻抗為，終端負(fù)載阻抗為ZL=50。距終端分別為。距終端分別為z=

6、0和和z=/8的點(diǎn)。的點(diǎn)。當(dāng)當(dāng)z=0，當(dāng)當(dāng)z=/8，這是負(fù)載匹配的情況，負(fù)載匹配時(shí)傳輸線上所有點(diǎn)的輸這是負(fù)載匹配的情況，負(fù)載匹配時(shí)傳輸線上所有點(diǎn)的輸入阻抗入阻抗Zin（z）都等于特性阻抗）都等于特性阻抗Z0。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映000LjLLLLZZeZZ 0z0z0z物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用（4）傳輸線的特性阻抗）傳輸線的特性阻抗Z0=50，終端負(fù)載阻抗為，終端負(fù)載阻抗為ZL=（16.67-j16.67）。距終端分別為。距終端分別為z=0和和z=/8的點(diǎn)。的點(diǎn)。當(dāng)當(dāng)z=0，當(dāng)當(dāng)z=/8，點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映002210.

7、54LjjLLLLZZeeZZ 2221jzLze 0.54221z0.54131z物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用（5）傳輸線的特性阻抗）傳輸線的特性阻抗Z0=50，終端負(fù)載阻抗為，終端負(fù)載阻抗為ZL=（50+j50）。距終端分別為。距終端分別為z=0和和z=/8的點(diǎn)。的點(diǎn)。 當(dāng)當(dāng)z=0，當(dāng)當(dāng)z=/8，由（由（4）、（）、（5）知當(dāng)負(fù)載）知當(dāng)負(fù)載ZLZ0時(shí)，輸入阻抗時(shí)，輸入阻抗Zin（z）隨傳輸）隨傳輸線的位置線的位置z而變，輸入阻抗而變，輸入阻抗Zin（z）與負(fù)載阻抗）與負(fù)載阻抗ZL不相等。不相等。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映00340.83Lj

8、jLLLLZZeeZZ 234jzLze 0.8334z0.83304z物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用1. 等反射系數(shù)圓等反射系數(shù)圓 在在（z）=r+ji的復(fù)平面上，同一條傳輸線上各點(diǎn)的復(fù)平面上，同一條傳輸線上各點(diǎn)的反射系數(shù)在同一個(gè)圓上，這個(gè)圓稱為等反射系數(shù)圓。的反射系數(shù)在同一個(gè)圓上，這個(gè)圓稱為等反射系數(shù)圓。 等反射系數(shù)圓的軌跡是以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心、等反射系數(shù)圓的軌跡是以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心、|L|為半為半徑的圓。因?yàn)閺降膱A。因?yàn)?|L|1，所以所有傳輸線的等反射系數(shù)圓，所以所有傳輸線的等反射系數(shù)圓都位于半徑為都位于半徑為1的圓內(nèi)，這個(gè)半徑為的圓內(nèi)，這個(gè)半徑為

9、1的圓稱為單位反射的圓稱為單位反射圓。圓。 又因?yàn)榉瓷湎禂?shù)的模值與駐波系數(shù)一一對(duì)應(yīng)，所以又因?yàn)榉瓷湎禂?shù)的模值與駐波系數(shù)一一對(duì)應(yīng)，所以等反射系數(shù)圓族又稱為等駐波系數(shù)圓族。等反射系數(shù)圓等反射系數(shù)圓族又稱為等駐波系數(shù)圓族。等反射系數(shù)圓族有下面族有下面3個(gè)特點(diǎn)。個(gè)特點(diǎn)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用 （1）當(dāng)?shù)确瓷湎禂?shù)圓的半徑為）當(dāng)?shù)确瓷湎禂?shù)圓的半徑為0，即在坐標(biāo)原點(diǎn)處時(shí)，反射系，即在坐標(biāo)原點(diǎn)處時(shí)，反射系數(shù)的模值數(shù)的模值|L|=0，駐波系數(shù)，駐波系數(shù)=1。所以，反射系數(shù)復(fù)平面上的坐。所以，反射系數(shù)復(fù)平面上的坐標(biāo)原點(diǎn)為匹配點(diǎn)。標(biāo)原

10、點(diǎn)為匹配點(diǎn)。 （2）當(dāng)?shù)确瓷湎禂?shù)圓的半徑為）當(dāng)?shù)确瓷湎禂?shù)圓的半徑為1時(shí)，為單位反射圓，單位反時(shí)，為單位反射圓，單位反射圓上反射系數(shù)的模值射圓上反射系數(shù)的模值|L|=1，駐波系數(shù)，駐波系數(shù)=。所以，反射系數(shù)。所以，反射系數(shù)復(fù)平面上的單位反射圓對(duì)應(yīng)著終端開路、終端短路和終端接純電復(fù)平面上的單位反射圓對(duì)應(yīng)著終端開路、終端短路和終端接純電抗負(fù)載時(shí)傳輸線上各點(diǎn)的反射系數(shù)?？关?fù)載時(shí)傳輸線上各點(diǎn)的反射系數(shù)。 （3）所有等反射系數(shù)圓均在單位反射圓內(nèi)，圓的半徑隨負(fù)載）所有等反射系數(shù)圓均在單位反射圓內(nèi)，圓的半徑隨負(fù)載阻抗與特性阻抗失配度的不同而不同，同一條傳輸線上各點(diǎn)的反阻抗與特性阻抗失配度的不同而不同，同一條傳

11、輸線上各點(diǎn)的反射系數(shù)在同一個(gè)圓上射系數(shù)在同一個(gè)圓上。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映圖圖2.1 等反射系數(shù)圓等反射系數(shù)圓物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用 2. 電刻度圓電刻度圓 可以在單位反射圓的外面畫兩個(gè)同心圓分別標(biāo)明反射系數(shù)相角的變化，其中一個(gè)圓用來(lái)標(biāo)明傳輸線電長(zhǎng)度一周變化/2；另一個(gè)圓用來(lái)標(biāo)明反射系數(shù)相角一周變化360。電刻度圓和相角變化的情況如圖2.2所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映圖圖2.2反射系數(shù)的相角和電刻度圓反射系數(shù)的相角和電刻度

12、圓物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用3.史密斯阻抗圓圖史密斯阻抗圓圖 將等電阻圓和等電抗圓畫在反射系數(shù)的復(fù)平面上，就構(gòu)成將等電阻圓和等電抗圓畫在反射系數(shù)的復(fù)平面上，就構(gòu)成了史密斯阻抗圓圖。史密斯阻抗圓圖用來(lái)顯示傳輸線上各了史密斯阻抗圓圖。史密斯阻抗圓圖用來(lái)顯示傳輸線上各點(diǎn)點(diǎn)輸入阻抗輸入阻抗與與反射系數(shù)反射系數(shù)的關(guān)系。的關(guān)系。 傳輸線上任意一點(diǎn)的反射系數(shù)都與該點(diǎn)的歸一化輸入阻傳輸線上任意一點(diǎn)的反射系數(shù)都與該點(diǎn)的歸一化輸入阻抗有關(guān)，將歸一化輸入阻抗用歸一化電阻和歸一化電抗表抗有關(guān)，將歸一化輸入阻抗用歸一化電阻和歸一化電抗表示。在反射系數(shù)的復(fù)平面上，歸一化電阻為

13、常數(shù)的曲線稱示。在反射系數(shù)的復(fù)平面上，歸一化電阻為常數(shù)的曲線稱為等電阻曲線；歸一化電抗為常數(shù)的曲線稱為等電抗曲線。為等電阻曲線；歸一化電抗為常數(shù)的曲線稱為等電抗曲線。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用歸一化輸入阻抗簡(jiǎn)稱為歸一化阻抗，定義為：歸一化輸入阻抗簡(jiǎn)稱為歸一化阻抗，定義為：將將 代入上式代入上式得得點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映 rizj 001111ininininzzzzzZzZZZz，代入得222222112111riiinrijirjjrriirjxz 物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與

14、應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用設(shè)設(shè)r為歸一化電阻，為歸一化電阻，x為歸一化電抗，則：為歸一化電抗，則：為等電阻圓方程，圓心坐標(biāo)為為等電阻圓方程，圓心坐標(biāo)為 ，半徑為，半徑為等電阻圓族在復(fù)平面的點(diǎn)（等電阻圓族在復(fù)平面的點(diǎn)（1，0）處相切。）處相切。為等電抗圓方程，圓心坐標(biāo)為為等電抗圓方程，圓心坐標(biāo)為 ，半徑為，半徑為等電抗圓族在復(fù)平面的點(diǎn)（等電抗圓族在復(fù)平面的點(diǎn)（1，0）處與實(shí)軸相切。）處與實(shí)軸相切。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映2222221111ixririxx變 換 后222222211111irrririrrr變 換 后,01rr11r11 ,x1x物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）

15、技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映（a） 等電阻圓等電阻圓 （b） 等電抗圓等電抗圓圖圖2.3 等電阻圓和等電抗圓等電阻圓和等電抗圓物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映 由（由（a）圖等電阻圓可以看出，歸一化電阻）圖等電阻圓可以看出，歸一化電阻r相等得點(diǎn)在相等得點(diǎn)在同一個(gè)圓上，同一個(gè)圓上，r越大，等電阻圓越小。當(dāng)越大，等電阻圓越小。當(dāng)r=0時(shí)，等電阻圓與時(shí)，等電阻圓與單位反射圓重合；當(dāng)單位反射圓重合；當(dāng)r=時(shí)，等電阻圓半徑為時(shí)，等電阻圓半徑為0，成為一個(gè)點(diǎn)。，成為一個(gè)點(diǎn)。 由（由（b）圖等電抗圓可以看出，

16、歸一化電抗）圖等電抗圓可以看出，歸一化電抗x相等得點(diǎn)在相等得點(diǎn)在同一個(gè)圓上，同一個(gè)圓上，x越大，等電抗圓越小。當(dāng)越大，等電抗圓越小。當(dāng)x0時(shí)，等電抗圓在時(shí)，等電抗圓在實(shí)數(shù)軸的上方；當(dāng)實(shí)數(shù)軸的上方；當(dāng)x1，為電壓波腹點(diǎn)的軌跡；，為電壓波腹點(diǎn)的軌跡；線上線上r的讀數(shù)也為駐波系數(shù)的讀數(shù)。的讀數(shù)也為駐波系數(shù)的讀數(shù)。 左半實(shí)數(shù)軸線。線上左半實(shí)數(shù)軸線。線上x=0、r1，為電壓波谷點(diǎn)的軌跡；，為電壓波谷點(diǎn)的軌跡；線上線上r的讀數(shù)也為行波系數(shù)的讀數(shù)。的讀數(shù)也為行波系數(shù)的讀數(shù)。 單位反射系數(shù)圓。線上單位反射系數(shù)圓。線上r=0，為純電抗軌跡，反射系數(shù)，為純電抗軌跡，反射系數(shù)的模值為的模值為1。222211irrr

17、i2221ixri物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映（4）圓圖上有）圓圖上有2個(gè)特殊的面?zhèn)€特殊的面。實(shí)軸以上的上半平面是感性阻抗的軌跡。實(shí)軸以上的上半平面是感性阻抗的軌跡。實(shí)軸以下的下半平面是容性阻抗的軌跡。實(shí)軸以下的下半平面是容性阻抗的軌跡。（5）圓圖上有）圓圖上有2個(gè)旋轉(zhuǎn)方向個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。傳輸線上的點(diǎn)向傳輸線上的點(diǎn)向電源方向電源方向移動(dòng)時(shí)，在圓圖上沿等反射系數(shù)移動(dòng)時(shí)，在圓圖上沿等反射系數(shù)圓圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。傳輸線上的點(diǎn)向傳輸線上的點(diǎn)向負(fù)載方向負(fù)載方向移動(dòng)時(shí)，在圓圖上沿等反射系數(shù)移動(dòng)時(shí)，在圓圖上沿等反射系數(shù)圓圓逆時(shí)針旋

18、轉(zhuǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。（6）由圓圖上的點(diǎn)可以得到）由圓圖上的點(diǎn)可以得到4個(gè)參量個(gè)參量，其為，其為r、x、|、。物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映史密斯阻抗圓圖的應(yīng)用史密斯阻抗圓圖的應(yīng)用1. 負(fù)載的阻抗變換負(fù)載的阻抗變換 對(duì)射頻電路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，經(jīng)常需要確定電路的阻抗響應(yīng)。對(duì)射頻電路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，經(jīng)常需要確定電路的阻抗響應(yīng)。沒有對(duì)阻抗性質(zhì)的詳細(xì)了解，就不能恰當(dāng)?shù)仡A(yù)言射頻系統(tǒng)的沒有對(duì)阻抗性質(zhì)的詳細(xì)了解，就不能恰當(dāng)?shù)仡A(yù)言射頻系統(tǒng)的性能。用史密斯阻抗圓圖可以計(jì)算輸入阻抗。性能。用史密斯阻抗圓圖可以計(jì)算輸入阻抗。物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFI

19、DRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映例2.2 已知傳輸線的特性阻抗Z0=60，負(fù)載阻抗ZL=（120-j36），傳輸線長(zhǎng)l=0.3，求輸入阻抗。例例2.2用用圖圖物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映解：用史密斯圓圖求解的示意圖如上圖所示。（1）計(jì)算歸一化負(fù)載阻抗（2）在阻抗圓圖上找出r=2的等電阻圓和x=-0.6的等電抗圓，兩圓的交點(diǎn)A即為負(fù)載阻抗在圓圖上的位置，點(diǎn)A對(duì)應(yīng)的電刻度是0.278.（3）以原點(diǎn)為圓心，原點(diǎn)與點(diǎn)A的連線為半徑，自點(diǎn)A沿等反射系數(shù)圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)0.3至點(diǎn)B，點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的電刻度是

20、0.078.（4）由點(diǎn)B讀得歸一化輸入阻抗為：（5）傳輸線的輸入阻抗為01203620.660LLjjZzZ 0.550.41injz03324.6ininjZz Z物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映2. 反射系數(shù)和駐波系數(shù)的計(jì)算反射系數(shù)和駐波系數(shù)的計(jì)算使用圓圖可以求出駐波系數(shù)和反射系數(shù)。過使用圓圖可以求出駐波系數(shù)和反射系數(shù)。過zL點(diǎn)點(diǎn)的等反射系數(shù)圓與圓圖右半實(shí)數(shù)軸交點(diǎn)的歸一化電阻的等反射系數(shù)圓與圓圖右半實(shí)數(shù)軸交點(diǎn)的歸一化電阻讀數(shù)即為讀數(shù)即為駐波系數(shù)駐波系數(shù)。駐波系數(shù)與反射系數(shù)模值之間的。駐波系數(shù)與反射系數(shù)模值之間的關(guān)系為關(guān)

21、系為L(zhǎng)L11物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映例2.3 已知傳輸線的特性阻抗Z0=50，終端負(fù)載阻抗為ZL=50和ZL=(30+j40)兩種情況，分別求終端的反射系數(shù)、傳輸線上的駐波系數(shù)及回波損耗。例例2.3用圖用圖物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映解：用史密斯阻抗圓圖求解的示意圖如上圖所示（1）ZL=50時(shí)，計(jì)算得到歸一化負(fù)載阻抗zL=1，zL=1的點(diǎn)在圓圖的原點(diǎn)位置，在圓圖上可以讀出: 。計(jì)算得到回波損耗RL=dB（回波損耗為-10 lg (反射功率)

22、/(入射功率)）（2）ZL=(30+j40)時(shí)，計(jì)算得到歸一化負(fù)載阻抗，在阻抗圓圖上找出r=0.6的等電阻圓和x=0.8的等電抗圓，兩圓的交點(diǎn)A即為負(fù)載阻抗在圓圖上的位置，過點(diǎn)A的等反射系數(shù)圓與圓圖右半實(shí)軸交點(diǎn)的歸一化電阻讀數(shù)為3，故傳輸線上駐波系數(shù)由 可以得到 ，計(jì)算得到回波損耗為RL=6.02dB；圓圖上點(diǎn)A與圓心的連線與右半實(shí)軸的夾角因此得終端反射系數(shù)0,1LL3040=0.60.850zjj330.5 L90L900.5jLe物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映3.傳輸線上行駐波電壓最大點(diǎn)和最小點(diǎn)位置的計(jì)傳輸線上行駐波

23、電壓最大點(diǎn)和最小點(diǎn)位置的計(jì)算算 用圓圖可以找到傳輸線上行駐波電壓的最大點(diǎn)和最小用圓圖可以找到傳輸線上行駐波電壓的最大點(diǎn)和最小點(diǎn)。在射頻電路中，如果在傳輸線的電壓最大點(diǎn)或電壓點(diǎn)。在射頻電路中，如果在傳輸線的電壓最大點(diǎn)或電壓最小點(diǎn)插入最小點(diǎn)插入/4阻抗變換器，可以達(dá)到阻抗匹配。阻抗變換器，可以達(dá)到阻抗匹配。物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映例例2.4用圖用圖例2.4 已知傳輸線的特性阻抗Z0=50，終端負(fù)載阻抗為ZL=(32.5-j20)，求傳輸線上的電壓最大點(diǎn)和電壓最小點(diǎn)距終端負(fù)載的長(zhǎng)度。物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFI

24、DRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映解：用史密斯圓圖求解的示意圖如上圖所示。（1）計(jì)算歸一化負(fù)載阻抗（2）在阻抗圓圖上找出r=0.65的等電阻圓和x=-0.4的等電抗圓，兩圓的交點(diǎn)A即為負(fù)載阻抗在圓圖上的位置，點(diǎn)A對(duì)應(yīng)的電刻度是0.412。（3）阻抗圓圖上電壓最小點(diǎn)在左半實(shí)數(shù)軸上，左半實(shí)數(shù)軸電刻度的讀數(shù)為0.5。由點(diǎn)A沿等反射系數(shù)圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到左半實(shí)數(shù)軸，就是電壓最小點(diǎn)距終端負(fù)載的長(zhǎng)度，長(zhǎng)度為 由于電壓振幅有/2的重復(fù)性，電壓最小點(diǎn)距終端負(fù)載的長(zhǎng)度可以為032.5200.650.450LLjjZzZ0.50.4120.0880.0880.5 (0,1,2,3.)n

25、 n物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映（4）電壓最大點(diǎn)在右半實(shí)數(shù)軸上，距電壓最小點(diǎn)為0.25，在圓圖上由電壓最小點(diǎn)沿等反射系數(shù)圓繼續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)0.25交于右半實(shí)數(shù)軸，得到電壓最大點(diǎn)距終端負(fù)載的長(zhǎng)度可以為由于電壓振幅有/2的重復(fù)性，電壓最大點(diǎn)距終端負(fù)載的長(zhǎng)度可以為0.0880.250.3380.3380.5 (0,1,2,3.)n n物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映例例2.5用圖用圖例2.5 已知傳輸線的特性阻抗Z0=50，終端電壓反射系數(shù) 。求：（1）電

26、壓波腹點(diǎn)及電壓波谷點(diǎn)的輸入阻抗；（2）終端負(fù)載阻抗；500.2jLe物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映解：用史密斯阻抗圓圖求解的示意圖如上圖所示（1）由 ，計(jì)算可以得出 ,電壓波腹點(diǎn)及電壓波谷點(diǎn)的輸入阻抗為純電阻，電阻值為：電壓波腹點(diǎn)歸一化阻抗 ，而正實(shí)軸r讀數(shù)即為 ，所以輸入阻抗 ,電壓波谷點(diǎn)在負(fù)實(shí)軸，而負(fù)實(shí)軸r讀數(shù)即為 ，則輸入阻抗為（2 ） 表明，傳輸線的等反射系數(shù)圓與圓圖右半實(shí)軸交點(diǎn)A的歸一化電阻讀數(shù)為1.5，由交點(diǎn)A沿等反射系數(shù)圓逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)50o,得到原圖上的負(fù)載阻抗點(diǎn)B，讀出點(diǎn)B的歸一化阻抗為 ，故終端負(fù)載阻抗為

27、0.2L11.51LL075inZZ 033.3inZZ1.51.20.4Ljz60200LLjzZZinrjxrz 1inkz物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映4.傳輸線終端短路和終端開路時(shí)的阻抗變換傳輸線終端短路和終端開路時(shí)的阻抗變換 終端短路的傳輸線和終端開路的傳輸線可以等效為電終端短路的傳輸線和終端開路的傳輸線可以等效為電感和電容。在給定頻率下，依據(jù)傳輸線長(zhǎng)度和終端條件，感和電容。在給定頻率下，依據(jù)傳輸線長(zhǎng)度和終端條件，可以產(chǎn)生感性和容性兩種阻抗，這種用分布電路技術(shù)實(shí)可以產(chǎn)生感性和容性兩種阻抗，這種用分布電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)

28、集總元件參數(shù)的方法有很大的實(shí)用價(jià)值?，F(xiàn)集總元件參數(shù)的方法有很大的實(shí)用價(jià)值。物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映例2.6 用一段終端短路的傳輸線等效集總參數(shù)元件。已知工作頻率為2GHz，傳輸線的特性阻抗為50，求形成5pF電容和9.4nH電感的傳輸線電長(zhǎng)度。例例2.6用圖用圖物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映解：用史密斯阻抗圓圖求解的示意圖如上圖所示（1）2GHz時(shí)，5pF電容和9.4nH電感的電抗分別為：相應(yīng)的歸一化阻抗為(2)傳輸線的終端短路點(diǎn)在圓圖的最左

29、端。由圓圖的最左端沿單位反射圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到x=-0.32處，該處的電刻度為0.451，由電刻度可以求得傳輸線的電長(zhǎng)度為0.451-0=0.451，即5pF的電容可以有長(zhǎng)度為0.451（6.765cm，因?yàn)?15cm）的終端短路傳輸線代替。99912229.4118.121115.9222510101010LcLCXX 000.32,2.36CLCLjjjjXXzzZZ物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映（3）由圓圖的最左端沿單位反射圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到x=2.36處，該處的電刻度為0.187，由電刻度可以求得傳輸線的電長(zhǎng)度為0.18

30、7-0=0.187即9.4nH的電感可以有長(zhǎng)度為0.187（2.8cm，因?yàn)?15cm）的終端短路傳輸線代替。物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映例例2.7用圖用圖例2.7 用一段終端開路的傳輸線等效集總參數(shù)元件。已知工作頻率為3GHz，傳輸線的特性阻抗為50，相速度為光速的77%，求形成2pF電容和5.3nH電感的傳輸線長(zhǎng)度。物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映解：用史密斯阻抗圓圖求解的示意圖如上圖所示（1）3GHz時(shí)，2pF電容和5.3nH電感的電抗分別為

31、：相應(yīng)的歸一化阻抗為(2)工作波長(zhǎng)為傳輸線的終端開路點(diǎn)在圓圖的最右端。由圓圖的最右端沿單位反射圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到x=-0.53處，該處的電刻度為0.422，由電刻度可以求得傳輸線的電長(zhǎng)度和長(zhǎng)度為0.422-0.25=0.172，0.172=0.172x7.71.32cm，即2pF的電容可以由長(zhǎng)度為0.32cm的終端開路傳輸線代替。99912235.399.91126.523210101010LcLCXX 000.53,2CLCLjjjjXXzzZZ109377%7.731010pcmfv物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映（3）由

32、圓圖的最右端沿單位反射圓順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到x=2處，該處的電刻度為0.176，由電刻度可以求得傳輸線的電長(zhǎng)度和長(zhǎng)度為0.176+（0.5-0.25）=0.426，0.426=0.426x7.73.28cm，即5.3nH的電感可以由長(zhǎng)度為3.28cm的終端開路傳輸線代替。物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映總結(jié)總結(jié) 在高頻時(shí)，因?yàn)殚_路線周圍濕度、溫度和介質(zhì)其他參量在高頻時(shí)，因?yàn)殚_路線周圍濕度、溫度和介質(zhì)其他參量的改變，保持理想的開路條件是困難的，所以在實(shí)際應(yīng)用中的改變，保持理想的開路條件是困難的，所以在實(shí)際應(yīng)用中短路條件是更可取的。然

33、而在很高頻率或者當(dāng)用短路通孔連短路條件是更可取的。然而在很高頻率或者當(dāng)用短路通孔連接在印制電路板上時(shí)，即使是短路線也會(huì)引起附加寄生電感接在印制電路板上時(shí)，即使是短路線也會(huì)引起附加寄生電感而出問題。此外，假如要求電路尺寸為最小，只能采用開路而出問題。此外，假如要求電路尺寸為最小，只能采用開路線來(lái)實(shí)現(xiàn)電容器，采用短路線來(lái)實(shí)現(xiàn)電感器。線來(lái)實(shí)現(xiàn)電容器，采用短路線來(lái)實(shí)現(xiàn)電感器。物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID）技術(shù)與應(yīng)用）技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映5. 串聯(lián)終端短路傳輸線串聯(lián)終端短路傳輸線 為了將負(fù)載阻抗調(diào)節(jié)到某一個(gè)預(yù)期值，可以在距負(fù)為了將負(fù)載阻抗調(diào)節(jié)到某一個(gè)預(yù)期值，可以在距負(fù)載一段距離處串聯(lián)一終端短路的傳輸線。載一段距離處串聯(lián)一終端短路的傳輸線。物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別（RFIDRFID