Smith圓圖理解和使用的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

何思遠(yuǎn), 賀菁菁, 黃冉冉, 張?jiān)迫A, 張?zhí)m

(武漢大學(xué) 電子信息學(xué)院， 湖北 武漢 430072)

Smith圓圖理解和使用的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

何思遠(yuǎn), 賀菁菁, 黃冉冉, 張?jiān)迫A, 張?zhí)m

(武漢大學(xué) 電子信息學(xué)院， 湖北 武漢 430072)

Smith圓圖由三個(gè)圓系構(gòu)成，圖形繁雜，是“微波技術(shù)”課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。筆者在教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合內(nèi)在物理現(xiàn)象的理解，將圓圖分為三個(gè)層次逐層講解相關(guān)內(nèi)容，有助于學(xué)生們對(duì)圓圖的深刻理解和熟練掌握。

Smith圓圖；阻抗；反射系數(shù)

0 引言

Smith圓圖是分析傳輸線(xiàn)工作狀態(tài)的有力工具，也是“微波技術(shù)”課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對(duì)于初次接觸微波技術(shù)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，對(duì)Smith圓圖理解起來(lái)難度頗大，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①Smith圓圖涉及到反射系數(shù)，阻抗，導(dǎo)納三個(gè)圓系，是由很多圓周交織在一起的圖形，線(xiàn)條較多，構(gòu)成比較復(fù)雜，含有的信息也很豐富；②使用圓圖求解傳輸線(xiàn)問(wèn)題的過(guò)程中，傳輸線(xiàn)參量沿著傳輸線(xiàn)變換的過(guò)程需要?jiǎng)討B(tài)映射到Smith圓圖上，這種動(dòng)態(tài)映射和變換較為復(fù)雜；③對(duì)圓圖背后隱含的傳輸線(xiàn)上的物理現(xiàn)象和物理概念缺乏深入理解，比如波腹點(diǎn)、波節(jié)點(diǎn)的形成，四分之一波長(zhǎng)阻抗變換，匹配點(diǎn)的意義等等[1]。這三個(gè)方面制約了學(xué)生對(duì)圓圖的熟練使用。

針對(duì)上述問(wèn)題，筆者在教學(xué)過(guò)程中，將圓圖分為三個(gè)層次逐層講解并分析傳輸線(xiàn)參量在傳輸線(xiàn)和圓圖之間的映射關(guān)系。第一層，傳輸線(xiàn)和等反射系數(shù)圓之間的參量映射；第二層，反射系數(shù)和輸入阻抗之間的映射；第三層，導(dǎo)納圓圖和阻抗圓圖之間的映射?！?br>