スミスチャートの説明

うまくいけばシンプルなRF（912 MHz）減衰器の設計に取り組んでいます。いくつかの異なるレベルの減衰が必要ですが、それぞれの減衰器を修正できます。

ネットワークアナライザーを使用してS21測定を実行すると、まともな減衰レベル（かなりフラットな19dB）が得られるTパッド構成の市販の抵抗器を使用して試作しました。

しかし、S11を測定すると、スミスチャートはいたるところにあります。

今、私は私のプロトタイプが非常に貧弱であることを述べる必要があります。基本的に、私は同軸ケーブルを分解し、2つのSMAコネクタの端の間にある、計算に近いカーボン5％抵抗を手ではんだ付けしました。

私の質問は次のとおりです。スミスチャートとは何ですか。また、それを使用して減衰器とケーブルの設計を改善するにはどうすればよいですか。超高精度である必要はなく、特定の周波数範囲（905〜920 MHz）でのみ機能する必要がある場合、これは基本的な固定RF減衰器を作成するための実行可能な方法ですか？

いつものように、あなたの助けに感謝します。

編集：

これは、アッテネータなしの分解した同軸ケーブルのSCです。

これは、ケーブルの真ん中にアッテネーターが付いたケーブルのSCです。

これが、私が関心を持っている周波数範囲にわたる減衰のログプロットです。最初に減衰器を使用しません。

減衰器を使用した2番目：

また、別の質問が私を襲った。出力の信号電力を低減しようとしているだけの場合、どこで/どのように損失が発生するかは重要ですか？したがって、グラフで示されているようにインピーダンス整合が悪いと、VSWRが高くなることを知っています... 再度、感謝します。

スミスチャートは
、設計を評価および調整する手段として、減衰器の設計を支援するものではありません。

だから-以下の減衰器の記事を見て、それからスミスチャートの記事を見てください。

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カーボン抵抗器は、カーボンフィルムまたはカーボンコンポジションのいずれかです。

• カーボンフィルムはUHF作業には適していません。カーボンフィルムシリンダーでスパイラルトラックを切断することによって形成されるため、インダクタンスが非常に大きくなります。

• カーボンコンポジションは固体カーボンボディを備えており、他の要因によってはUHF作業に適している場合があります。

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UHF減衰器：

RF減衰器の基本チュートリアル

減衰器の設計チュートリアル -よさそうです。

関心- 商用製品

ウィキペディア

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スミスチャートとは

ウィキペディアは平均よりも優れた簡潔な要約を提供します：
ここから

• フィリップH.スミス（1905–1987）によって発明されたスミスチャート1[2]は、無線周波数（RF）エンジニアリングを専門とする電気および電子技術者向けに設計されたグラフィカル支援またはノモグラムであり、伝送線路および整合回路に関する問題の解決を支援します。[3] スミスチャートユーティリティの使用は長年にわたって着実に成長しており、問題解決の補助としてだけでなく、1つ以上の周波数で動作するRFパラメータの数のグラフィカルなデモンストレータとして、表形式を使用する代わりに、今日でも広く使用されています情報。スミスチャートは、インピーダンス、アドミタンス、反射係数、散乱パラメーター、ノイズフィギュアサークル、コンスタントゲインコンター、および機械的振動解析を含む無条件の安定性のための領域など、多くのパラメーターを表すために使用できます。[4] [5] スミスチャートは、ユニティ半径領域またはその範囲内で最も頻繁に使用されます。しかしながら、

やさしい穏やかな紹介-27ページのパワーポイントイントロ -でも、すぐに深くなりますが、スミスチャートは、数学や数値をほとんど必要としないため、非常に便利です。

優れたスミスチャートリソース -本質的にインデックスのインデックス-は、主題をセクションに分割し、それぞれに多くの参照を提供します。

参照の別の良いリスト

マキシムのスミスチャートチュートリアル -合理的な「密な」ですが、理解しやすいように見えます。

あなたがそれを読んだらこれを理解するでしょう:-)

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フリーソフトウェアベースのスミスチャート

フリーウェアスミスチャートソフトウェア

Sim Smith-Javaベース

多くのスミスチャート関連ページ

スミスチャートを非常に簡単に説明するために、1つの簡単なアイデアに基づいています。

伝送線路の終端の反射係数（または）は、終端のインピーダンス（Z）に関連しています。$\Gamma$$S_{11}$

$\Gamma=\frac{Z-Z_0}{Z+Z_0}$

ここで、はラインの特性インピーダンスです。これらの変数はすべて複素数です。$Z_0$

スミスチャートは、この関係を計算するグラフィカルな手段です。

基本的に、極座標でチャートの反射係数をプロットします。チャートの中心からのポイントの距離は反射係数の大きさであり、x軸からの角度は反射係数の引数です。次に、グラフの線を使用して、負荷インピーダンスを読み取ることができます。多くの場合、チャートは1オームの特性インピーダンスに正規化されているため、読み取り負荷インピーダンスに実際のZ0（多くの場合50オーム）を掛けて、物理負荷インピーダンスを取得します。

逆に、チャートに描かれた線を参照して負荷インピーダンス値をプロットし、定規を使用して反射係数を読み取り、チャートの中心からの距離を測定し、外側の端の周りのスケールからの角度を特定することができます。

特定の回路調整は、どちらか一方の形式でより簡単に計算される効果を持つため、反射係数と負荷インピーダンスをすばやく切り替えることができると便利です。

たとえば、直列抵抗を追加すると、負荷インピーダンスの実部に固定値が追加されます。または、直列インダクタを追加すると、周波数に依存する値が負荷インピーダンスの虚数成分に追加されます。一方、伝送線路に沿って負荷から離れた位置に戻ると、反射係数の位相に周波数依存の値が追加されます。

ラッセルによって投稿されたチャートに描かれた曲線は、これらの種類の変換の例を示しています。

アドミタンススミスチャートと呼ばれるスミスチャートの別の形式があり、同じように見えますが、y軸に沿ってミラーリングされていることを付け加えておきます。これにより、インピーダンスの代わりにアドミタンスと反射の関係を計算できます。たとえば、直列要素ではなく並列要素を配置して負荷を調整する場合に便利です。

ラッセルは、スミスチャートの概念を理解するためのリンクの広範なリストを提供しています。

この例でスミスチャートが行うことの簡単な要約を提供しようと思います。私も学生で、コンセプトは私にとって新しいものでした。

答えは、ラッセル（URL）が参照するMaxim Integratedによる完全な記事に基づいて100％です。

理論

1）セットアップ：伝送ラインと負荷

2）反射係数の既知の式： 3）Z0で負荷インピーダンスを正規化し、実数部をrと虚数で表しますxとしての部分： 4）ここで、記事に記載されている長くて簡単な数学的操作を使用して、それ： および

$${\Gamma _L} \equiv \frac{{{V_{relf}}}}{{{V_{inc}}}} = \frac{{{Z_L} - {Z_0}}}{{{Z_L} + {Z_0}}} \equiv {\Gamma _r} + j \cdot {\Gamma _i}$$

$$z \equiv \frac{{{Z_L}}}{{{Z_0}}} \equiv r + j \cdot x$$ $${({\Gamma _r} - \frac{r}{{r + 1}})^2} + {\Gamma _i}^2 = {(\frac{1}{{r + 1}})^2}$$

$${({\Gamma _r} - 1)^2} + {({\Gamma _i} - \frac{1}{x})^2} = {(\frac{1}{x})^2}$$

学校で覚えているかもしれませんが、${\Gamma _r}$${\Gamma _i}$これらは座標との2つの円の方程式です。これはスミスチャートの美しさを形成します。スミスチャートの対応する円を交差させることにより、反射係数（および）の実部と虚部を知っている負荷の複雑なインピーダンスを見つけることができます。${\Gamma _r}$${\Gamma _i}$

例（再び記事から借用）

以下のスミスチャートでポイントZ2の複素インピーダンスを見つけます

より大きな解像度の画像へのURL

解決：

rとxに対応する円を見つけます。対応する値は、横軸（r）とスミスカートの周りの大きな円（x）（緑の矢印でマークされています）にあります：r = 1.5、x = -2（ポイントが下半分の平面）。
Z0を掛けることを忘れないでください。

$$Z2 \equiv {Z_L} = {Z_0} \cdot z = {Z_0} \cdot (r + j \cdot x) = {Z_0} \cdot r + j \cdot {Z_0} \cdot x = 50 \cdot 1.5 + 50 \cdot j \cdot ( - 2)\,\Omega = 75 - j \cdot 100\,\Omega$$