Bài giảng Trường điện từ - Bài 8, Phần 2: Đường truyền siêu cao tần và phối hợp trở kháng - Hoàng Phương Chi

TRƯỜNG ĐIỆN TỪ BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG TS. HOÀNG PHƯƠNG CHI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 1. Khái niệm 2. Mô hình tương đương tham số tập trung của đường truyền 3. Đồ thị Smith 4. Phối hợp trở kháng TRƯỜNG ĐIỆN TỪ BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG NỘI DUNG BÀI HỌC BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG 1 • Là công cụ đồ họa để giải các bài toán về đường truyền siêu cao tần một cách nhanh chóng vd như xác định các thông số đặc trưng của đường truyền và tính toán phối hợp trở kháng • Độ chính xác chưa cao • Đồ thị là những đường biểu diễn trở kháng chuẩn hóa 𝒁𝑳 ′ = 𝒓 + 𝒋𝒙 với hệ số phản xạ 𝚪𝑳 = 𝒖 + 𝒋𝒗 TRƯỜNG ĐIỆN TỪ BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG Đồ thị Smith BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG 2 • Phối hợp trở kháng bằng cách sử dụng các phần tử điện kháng L, C (mắc nối tiếp L, C) • Chuẩn hóa trở kháng tải: 𝑍𝐿 ′ = 𝑍𝐿 𝑍0 = 𝑟 + 𝑗𝑥 đ𝑖ể𝑚 𝐴 • Dịch chuyển điểm A trên SWR=const theo chiều về nguồn đến điểm B (giao của SWR=const và r=1) 𝑍𝐵 ′ = 1 ± 𝑗𝑥𝐵 • Khử phần ảo bằng cách mắc nối tiếp với đoạn trở kháng có 𝑍𝑃𝐻 ′ = ∓ 𝑗𝑥𝐵: • −𝑗𝑥𝐵: nối tiếp C • 𝑗𝑥𝐵: nối tiếp L TRƯỜNG ĐIỆN TỪ BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG Phối hợp trở kháng BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG 3 • Phối hợp trở kháng bằng cách sử dụng các phần tử điện kháng L, C (mắc song song L, C) • Chuẩn hóa trở kháng tải: 𝑍𝐿 ′ = 𝑍𝐿 𝑍0 = 𝑟 + 𝑗𝑥 đ𝑖ể𝑚 𝐴 • Chuyển đổi trở kháng thành dẫn nạp. Lấy đối xứng A qua tâm đồ thị Smith A’ 𝑌𝐴′ ′ = 𝑔 + 𝑗𝑏 • Dịch chuyển điểm A’ trên SWR=const theo chiều về nguồn đến điểm B (giao của SWR=const và g=1) 𝑌𝐵 ′ = 1 ± 𝑗𝑏𝐵 • Khử phần ảo bằng cách mắc nối tiếp với đoạn trở kháng có 𝑌𝑃𝐻 ′ = ∓ 𝑗𝑏𝐵: • −𝑗𝑏𝐵: song song L • 𝑗𝑏𝐵: song song C TRƯỜNG ĐIỆN TỪ BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG Phối hợp trở kháng BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG 4 • Phối hợp trở kháng bằng cách sử dụng 1 đoạn dây chêm (mắc nối tiếp dây chêm) • Chuẩn hóa trở kháng tải: 𝑍𝐿 ′ = 𝑍𝐿 𝑍0 = 𝑟 + 𝑗𝑥 đ𝑖ể𝑚 𝐴 • Dịch chuyển điểm A trên SWR=const theo chiều về nguồn đến điểm B (giao của SWR=const và r=1) 𝑍𝐵 ′ = 1 ± 𝑗𝑥𝐵 • Khử phần ảo bằng cách mắc nối tiếp với đoạn dây chêm có 𝑍𝑃𝐻 ′ = ∓ 𝑗𝑥𝐵 (điểm C): Độ dài đoạn dây chêm lc chính là khoảng cách từ điểm C đến điểm ngắn mạch (Z=0) hoặc hở mạch (Z→ ∞) tương ứng (theo chiều về tải) TRƯỜNG ĐIỆN TỪ BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG Phối hợp trở kháng BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG 5 • Phối hợp trở kháng bằng cách sử dụng 1 đoạn dây chêm (mắc song song dây chêm) • Chuẩn hóa trở kháng tải: 𝑍𝐿 ′ = 𝑍𝐿 𝑍0 = 𝑟 + 𝑗𝑥 đ𝑖ể𝑚 𝐴 • Chuyển đổi trở kháng thành dẫn nạp. Lấy đối xứng A qua tâm đồ thị Smith A’ 𝑌𝐴′ ′ = 𝑔 + 𝑗𝑏 • Dịch chuyển điểm A’ trên SWR=const theo chiều về nguồn đến điểm B (giao của SWR=const và g=1) 𝑌𝐵 ′ = 1 ± 𝑗𝑏𝐵 • Khử phần ảo bằng cách mắc song song với đoạn dây chêm có 𝑌𝑃𝐻 ′ = ∓ 𝑗𝑏𝐵 (điểm C): Độ dài đoạn dây chêm lc chính là khoảng cách từ điểm C đến điểm ngắn mạch (Z=0) hoặc hở mạch (Z→ ∞) tương ứng (theo chiều về tải) TRƯỜNG ĐIỆN TỪ BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG Phối hợp trở kháng BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG 6 • Phối hợp trở kháng bằng cách sử dụng bộ biến đổi ¼ bước sóng • Chuẩn hóa trở kháng tải: 𝑍𝐿 ′ = 𝑍𝐿 𝑍0 = 𝑟 + 𝑗𝑥 đ𝑖ể𝑚 𝐴 • Dịch chuyển điểm A’ trên SWR=const theo chiều về nguồn đến điểm B (điểm jx=0, hoàn toàn thực) 𝑍𝐵 ′ = 𝑟𝐵 • Khoảng cách dịch chuyển 𝑙1 = 𝑙𝐴𝐵 (về nguồn) • Trở kháng của đoạn dây ¼ bước sóng: 𝑍0𝑃𝐻 = 𝑍0 𝑟𝐵 TRƯỜNG ĐIỆN TỪ BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG Phối hợp trở kháng BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG 7 Chúng ta vừa học bài “Đường truyền siêu cao tần và phối hợp trở kháng” The end BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG 8 TRƯỜNG ĐIỆN TỪ BÀI 8: ĐƯỜNG TRUYỀN SIÊU CAO TẦN VÀ PHỐI HỢP TRỞ KHÁNG