RF基本观念_高频阻抗匹配与VSWRRF基本观念_高频阻抗匹配与VSWR.ppt

高頻與微波基本課程 第 1 回 阻抗 (Impedance) 理想的電性通路應完全無損耗地傳送能量 無線通訊系統 _ 標準阻抗值 *RF通訊系統 : 50 ? *Cable系統 : 75 ? 阻 抗 匹 配 (一) * In- Circuit System (Between Stage to Stage) * I/O Interface (Module) 阻 抗 匹 配 (二) Out- Circuit System 物理現象-反射干擾波 物理現象 : 密閉室中拍手,除可聽到拍手聲外,還可聽到迴響傳回的另一種聲音. 弦樂器撥動時,樂器聲傳至弦兩端再反射回來互相干擾新波. 甚麼是駐波 ? 功率的最大傳輸 傳輸線路終端呈開路 (ZL=?) 狀態 若視傳輸線路為同軸電纜,其末端電壓最高而離1/4?處電壓為零,且波形每隔1/2?再重複. 發射設備終端呈開路(無載) 狀態下進行發射的影響 考量不接天線時視傳輸線終端呈開路狀態阻抗(ZL)等於無限大 傳輸線路終端呈短路 (ZL=0) 狀態 若視傳輸線路為同軸電纜 *其末端短路時, 終端無能量輻射 ,波將全部反射而產生駐波;末端電壓為零,反射駐波在1/4? 處電壓最高. 傳輸線路 設計傳輸線(T.L)用於阻抗匹配的實務考量 根據頻率( f )與波長( ? )特性 : ? = C / f VSWR=1 理想匹配 傳輸全部能量而無反射 電阻性負載與阻抗匹(失)配的狀態 電抗性負載與阻抗匹(失)配的狀態 微波同軸電纜 (Coaxial Cable)基本參數 高頻同軸電纜_規格與術語 高頻同軸電纜(Coaxial Cable)的應用考量 VSWR 測定原理 同軸電纜與天線的SWR測定方法 同軸電纜的長度與SWR測定關係 反射功率與SWR互換關係 問題與討論 結 論 -*- 摘要 第1回 VSWR與阻抗匹配的基本概念 第2回 同軸電纜(Coaxial Cable)的認識 第3回 高頻接頭的基本認識 第4回 傳輸線(Transmission Line)的概念 第5回 史密斯圖表(Smith Chart)的認識與使用 第6回 微波元組件的認識 第7回 基本測試儀器的認識 第8回 微波電性測量方法 VSWR與阻抗匹配 基本概念 楊 亞 基 87 / 6 / 8 *在能量傳送電路中，以阻抗標稱匹配的狀態。*阻抗等於零是否最佳?  若阻抗等於零;電流處於無抵抗狀態下能量，會大量 流通，造成負載非常大的負擔; 反之，阻抗過大時 ，流通電流變小，傳送能量隨變少。 *在能量傳送電路中， 阻抗必須標稱適當與規範。 實際上,通路會有阻止能量流通的某種抵抗力量. 該通路的抵抗力量將產生反射部分能量. 通路各部分的抵抗力量應均等,該抵抗力量稱阻抗. 換句話說,阻抗在通路任何一點都相同;因此,能量便可順利通過. 一.塊狀( Lumped) 二. 分佈(Distributed) L 感抗? L 實例說明: C 容抗?C 電感性 電容性 電抗 0 長度 1? 2? RF Power Amplifier Output To Antenna (50 ?) Amp. BPF In- Circuit System (Between Stage to Stage) Amp. BPF I/O Interface (Module) 射頻(RF)模組輸出阻抗應等於天線輸入阻抗謂之匹配 ; 反之,即阻抗失配(Mismatch).射頻功率將反射至模組,且天線輻射減少.同時,因電波不連續形成干擾源,該反射程度可由VSWR計算出來. VSWR Meter Radio Set Antenna Reflection Wave Incident Wave Out- Circuit System 直接波 反射波 直接波 反射波 r V R 負 載 信號源 r = R 信號源功率完全消耗在負載 r ? R 信號源功率無法完全消耗在負載側 這些無法消耗的功率將形成反射波 而回饋至信號源,該現象稱為駐波. 駐波比VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)定義: SWR = = Vmax Vmin 1+P 1- P 負載端的反射係數 P : R-Z R+Z 2.5 250 100 50 25 10 5 1.0 0.6 0.4 0.2 0.1 500 1000 Pmax= ? 4 1 V 2 r Power R(?) E ZL=? Voltage ? 傳輸線路 3/4? 1/2? 1/4?