5 กรัม เสาอากาศเครือข่าย
เหตุใดการจับคู่อิมพีแดนซ์จึงมีความจำเป็น
เวลาอ่านโดยประมาณ: 15 นาที
ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดระหว่าง ความถี่วิทยุ (RF) และฮาร์ดแวร์นั้นขึ้นอยู่กับการจับคู่อิมพีแดนซ์ และเหตุผลของการจับคู่อิมพีแดนซ์ก็คือการส่งผ่านสนามแม่เหล็กไฟฟ้า อย่างที่ทราบกันดีว่า สนามแม่เหล็กไฟฟ้าคือปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก การสูญเสียในสื่อกลางในการส่งสัญญาณเกิดขึ้นเนื่องจากสนามไฟฟ้าทำให้เกิดการสั่นของผลกระทบต่ออิเล็กตรอน ยิ่งค่าสูง ความถี่ ยิ่งมีวงจรคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสายส่งที่มีความยาวเท่ากันมากเท่าใด ความถี่ของการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ส่งผลให้การสูญเสียความร้อนที่เกิดจากการสั่นเพิ่มขึ้น ส่งผลให้การสูญเสียความร้อนในสายส่งเพิ่มมากขึ้น
ที่ความถี่ต่ำ เนื่องจากความยาวคลื่นยาวกว่าสายส่งมาก แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าบนสายส่งในวงจรจึงแทบไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นการสูญเสียของสายส่งจึงน้อยมาก
ในขณะเดียวกัน หากเกิดการสะท้อนระหว่างการส่งออกคลื่น การซ้อนทับของคลื่นสะท้อนกับคลื่นอินพุตเดิมอาจทำให้คุณภาพสัญญาณลดลงและยังลดประสิทธิภาพของ การส่งสัญญาณ -
ไม่ว่าจะทำงานบนฮาร์ดแวร์หรือ ระบบ RF , เป้าหมายคือการบรรลุผลที่ดีขึ้น การส่งสัญญาณ และไม่มีใครอยากให้พลังงานสูญหายไปในวงจร
เมื่อความต้านทานโหลดเท่ากับความต้านทานภายในของแหล่งสัญญาณ โหลดจะสามารถรับกำลังเอาต์พุตสูงสุดได้ ซึ่งมักเรียกว่าการจับคู่อิมพีแดนซ์
สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือการจับคู่คอนจูเกตนั้นมีไว้สำหรับการส่งกำลังสูงสุด
ตามสูตรค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนของแรงดันไฟฟ้า \( \Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0} \), \( \Gamma \) ไม่เท่ากับ 0 ในขณะนี้ หมายความว่ามีการสะท้อนของแรงดันไฟฟ้า
สำหรับการจับคู่แบบไร้ความผิดเพี้ยน อิมพีแดนซ์จะเท่ากันอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นจึงไม่มีการสะท้อนแรงดันไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม กำลังโหลดจะไม่สูงสุดในกรณีนี้
การสูญเสียกลับ (RL) = \( -20\log|\Gamma| \)
อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าคลื่นนิ่ง (VSWR) = \( \frac{1 + |\Gamma|}{1 - |\Gamma|} \)
ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราส่วนคลื่นนิ่งและ
ประสิทธิภาพการส่งผ่าน
ดังแสดงในตารางด้านล่างนี้:
การจับคู่อิมพีแดนซ์เกี่ยวข้องกับกระบวนการคำนวณที่ค่อนข้างน่าเบื่อ โชคดีที่เรามี Smith Chart ซึ่งเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการจับคู่อิมพีแดนซ์ Smith Chart เป็นแผนภาพที่ประกอบด้วยวงกลมหลายวงที่ตัดกัน เมื่อใช้อย่างถูกต้อง จะช่วยให้เราสามารถหาค่าอิมพีแดนซ์ที่จับคู่ของระบบที่ดูเหมือนจะซับซ้อนได้โดยไม่ต้องคำนวณใดๆ สิ่งเดียวที่เราต้องทำคืออ่านและติดตามข้อมูลตามเส้นวงกลม
## วิธีแผนภูมิสมิธ
1. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบตัวเก็บประจุแบบอนุกรมแล้ว จุดอิมพีแดนซ์จะเคลื่อนที่ทวนเข็มนาฬิกาไปตามวงจรความต้านทานคงที่ที่อยู่นั้น
2. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบตัวเก็บประจุชันท์แล้ว จุดอิมพีแดนซ์จะเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกาไปตามวงจรการนำคงที่ที่อยู่นั้น
3. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบตัวเหนี่ยวนำแบบอนุกรมแล้ว จุดอิมพีแดนซ์จะเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกาไปตามวงกลมความต้านทานคงที่ที่อยู่นั้น
4. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบตัวเหนี่ยวนำชันท์แล้ว จุดอิมพีแดนซ์จะเคลื่อนที่ทวนเข็มนาฬิกาไปตามวงจรการนำคงที่ที่อยู่นั้น
5. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบสตั๊บเปิดชันท์แล้ว จุดอิมพีแดนซ์จะเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกาไปตามวงจรการนำคงที่ที่อยู่นั้น
6. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบสตับสั้นของชันท์แล้ว จุดอิมพีแดนซ์จะเคลื่อนที่ทวนเข็มนาฬิกาไปตามวงจรการนำคงที่ที่มันอยู่
7. หลังจากเชื่อมต่อส่วนประกอบสายส่งแบบอนุกรมแล้ว จุดอิมพีแดนซ์จะเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกาไปตามวงกลมคลื่นนิ่งคงที่
