Antena rangkaian 5G
Mengapa Pemadanan Impedans Diperlukan
Anggaran masa membaca: 15 minit
Perbezaan terbesar antara frekuensi radio (RF) dan perkakasan terletak pada padanan impedans, dan sebab padanan impedans ialah penghantaran medan elektromagnet. Seperti yang kita sedia maklum, medan elektromagnet ialah interaksi antara medan elektrik dan medan magnet. Kehilangan dalam medium penghantaran berlaku kerana medan elektrik menyebabkan ayunan kesannya ke atas elektron. Semakin tinggi kekerapan , semakin banyak kitaran gelombang elektromagnet terdapat dalam talian penghantaran yang sama panjang, dan semakin tinggi frekuensi perubahan arus. Akibatnya, kehilangan haba yang dihasilkan oleh ayunan meningkat, membawa kepada kerugian yang lebih besar dalam talian penghantaran.
Pada frekuensi rendah, kerana panjang gelombang lebih panjang daripada talian penghantaran, voltan dan arus pada talian penghantaran dalam litar kekal hampir tidak berubah, jadi kehilangan talian penghantaran adalah sangat kecil.
Sementara itu, jika pantulan berlaku semasa output gelombang, superposisi gelombang pantulan dengan gelombang input asal boleh menyebabkan penurunan kualiti isyarat dan juga mengurangkan kecekapan penghantaran isyarat .
Sama ada bekerja pada perkakasan atau sistem RF , matlamatnya adalah untuk mencapai yang lebih baik penghantaran isyarat , dan tiada siapa yang mahu tenaga hilang dalam litar.
Apabila rintangan beban adalah sama dengan rintangan dalaman sumber isyarat, beban boleh memperoleh kuasa keluaran maksimum. Inilah yang sering kita rujuk sebagai padanan impedans.
Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa padanan konjugat adalah untuk penghantaran kuasa maksimum.
Mengikut formula pekali pantulan voltan \( \Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0} \), \( \Gamma \) tidak sama dengan 0 pada masa ini, bermakna terdapat pantulan voltan.
Untuk pemadanan tanpa herotan, impedans adalah sama sepenuhnya, jadi tiada pantulan voltan. Walau bagaimanapun, kuasa beban tidak dimaksimumkan dalam kes ini.
Kerugian Pulangan (RL) = \( -20\log|\Gamma| \)
Nisbah Gelombang Tetap Voltan (VSWR) = \( \frac{1 + |\Gamma|}{1 - |\Gamma|} \)
Hubungan antara nisbah gelombang berdiri dan
kecekapan penghantaran
ditunjukkan dalam jadual di bawah:
Padanan impedans melibatkan proses pengiraan yang agak membosankan. Nasib baik, kami mempunyai Carta Smith, alat penting untuk pemadanan impedans. Carta Smith ialah gambar rajah yang terdiri daripada banyak bulatan bersilang. Apabila digunakan dengan betul, ia membolehkan kita memperoleh impedans padanan sistem yang kelihatan kompleks tanpa sebarang pengiraan. Satu-satunya perkara yang perlu kita lakukan ialah membaca dan menjejaki data di sepanjang garis bulat.
## Kaedah Carta Smith
1. Selepas menyambungkan komponen kapasitor siri, titik galangan bergerak mengikut lawan jam di sepanjang bulatan rintangan malar yang dihidupkannya.
2. Selepas menyambungkan komponen kapasitor shunt, titik impedans bergerak mengikut arah jam di sepanjang bulatan konduktans malar yang dihidupkannya.
3. Selepas menyambungkan komponen induktor bersiri, titik impedans bergerak mengikut arah jam di sepanjang bulatan rintangan malar yang dihidupkannya.
4. Selepas menyambungkan komponen induktor shunt, titik impedans bergerak mengikut lawan jam di sepanjang bulatan konduktans malar yang dihidupkannya.
5. Selepas menyambung komponen shunt open-stub, titik impedans bergerak mengikut arah jam di sepanjang bulatan konduktans malar yang dihidupkannya.
6. Selepas menyambung komponen shunt short-stub, titik impedans bergerak mengikut lawan jam di sepanjang bulatan konduktans malar yang dihidupkannya.
7. Selepas menyambungkan komponen talian penghantaran bersiri, titik impedans bergerak mengikut arah jam di sepanjang bulatan gelombang tetap-berdiri.
