Smithi diagramm - esimene labor (3)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL
Raadio ja sidetehnika instituut
Raadioseadmete disain
Smithi diagramm
Aruanne
Täitjad: Ronald
Rain
Töö tehtud: 20.02.09
Töö eesmark
Tutvuda programmiga Ansoft Designer SV ning Smithi diagrammi kasutusvõimalustega.
Töö ülesanne
1. Uurida resistiivse koormuse S11-e Smithi diagrammi abil.
2. Sobitada koormus veerandlainetransformaatori abil.
3. Uurida sobitatud koormuse S11-e Smithi diagrammi abil ja S11-e magnituudi dB(S11) sagedussõltuvust.

Töö käik

Esiteks võtsime enda matriklinumbrite viimaste numbrite geomeetrilise keskmise ning koostasime vastavalt LISA1-st saadud andmetega *.s1p laiendiga faili. Seejärel koostasime nõutud skeemi, mis koosnes koormusest ja 1-pordist, millele andsime parameetrid eelnevalt loodud failist .
Joonis 1. takistused 5GHz-i juures
Sobitamiseks sisestasime 3 mikroribaliini. 1-pordi töösageduse valisime Raini nimetähtede järgi, seega 5.0 GHz.
Koormuse poolt esimese ribaliini lainetakistuseks on 50 Ω, sest koorumse sisendtakistus ZL = 50 Ω. Kasutades TRL-i saime selle liini laiuseks 1,4363 mm.
Kolmanda mikroribaliini lainetakistuseks on allika väljundtakistus Z0. Kasutades algset Smithi diagrammi teame, et see on 1,449 korda suurem koormuse takistusest.
Konstrueerisime skeemi nagu tööjuhendis nõutud (joonis 2). Koormuse poolt esimese liini lainetakistuseks arvutasime ZL= ning sünteesisime selle järgi mikroribaliini, sageduse 5GHz jaoks. Keskmise liini sünteesisime arvutatud lainetakistuse ZL= järgi, veerandlaine pikkusega. Allikapoolse liini sünteesisime allika väljundtakistusega ZL=50 järgi.
Joonis 2. konstrueeritud sobitusskeem
Simuleerisime tulemuse Shmithi diragrammil (joonis 3), arvutades välja punktid 1GHz...10GHz, sammuga 0,1GHz.
Joonis 3. simuleeritud tulemus Smithi diagrammil
Joonis 4. S11parameetri sõltuvus sagedusest

Kokkuvõte:

Käesoleva töö käigus tutvusime programmiga AnsoftDesignerSV, Smithi diagrammi kasutusvõimalustega ning mikroribaliinidega. Ülesandeks oli sobitada koormus 5.0 GHz juures, kasutades veerandlaine transformaatorit. Vaadates viimaseid graafikuid, võib sobituse tulemusega rahule jääda. On näha, et koormuse impedans on peaaegu z = 1 + j0, mis tähendaks, et peegeldustegur oleks võrdne 0’ga. Sel juhul kogu langenud võimsus neelduks koormuses.