Antenna di rete 5G
Perché è necessario l'adattamento di impedenza
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La differenza più grande tra radiofrequenza (RF) e hardware risiedono nell'adattamento di impedenza, e la ragione dell'adattamento di impedenza è la trasmissione di campi elettromagnetici. Come tutti sappiamo, un campo elettromagnetico è l'interazione tra un campo elettrico e un campo magnetico. La perdita nel mezzo di trasmissione si verifica perché il campo elettrico provoca oscillazioni nel suo effetto sugli elettroni. Maggiore è il frequenza , più cicli di onde elettromagnetiche sono presenti in una linea di trasmissione della stessa lunghezza, maggiore è la frequenza delle variazioni di corrente. Di conseguenza, aumenta la perdita di calore generata dalle oscillazioni, con conseguenti maggiori perdite nella linea di trasmissione.
Alle basse frequenze, poiché la lunghezza d'onda è molto più lunga della linea di trasmissione, la tensione e la corrente sulla linea di trasmissione nel circuito rimangono pressoché invariate, quindi la perdita sulla linea di trasmissione è molto piccola.
Nel frattempo, se si verifica una riflessione durante l'uscita dell'onda, la sovrapposizione dell'onda riflessa con l'onda di ingresso originale può portare a un calo della qualità del segnale e anche a ridurre l'efficienza di trasmissione del segnale .
Sia che si lavori su hardware o Sistemi RF , l'obiettivo è raggiungere risultati migliori trasmissione del segnale e nessuno vuole che l'energia vada persa nel circuito.
Quando la resistenza di carico è uguale alla resistenza interna della sorgente del segnale, il carico può ottenere la massima potenza di uscita. Questo è ciò che spesso chiamiamo adattamento di impedenza.
È importante notare che l'abbinamento coniugato è per la massima trasmissione di potenza.
Secondo la formula del coefficiente di riflessione della tensione \( \Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0} \), \( \Gamma \) non è uguale a 0 in questo momento, il che significa che c'è una riflessione della tensione.
Per un adattamento senza distorsioni, le impedenze sono completamente uguali, quindi non c'è riflessione di tensione. Tuttavia, in questo caso la potenza del carico non è massimizzata.
Perdita di ritorno (RL) = \( -20\log|\Gamma| \)
Rapporto di onda stazionaria di tensione (VSWR) = \( \frac{1 + |\Gamma|}{1 - |\Gamma|} \)
La relazione tra il rapporto delle onde stazionarie e
efficienza della trasmissione
è mostrato nella tabella sottostante:
L'adattamento di impedenza richiede un processo di calcolo piuttosto tedioso. Fortunatamente, disponiamo della Carta di Smith, uno strumento essenziale per l'adattamento di impedenza. La Carta di Smith è un diagramma composto da molti cerchi che si intersecano. Se utilizzata correttamente, ci permette di ottenere l'impedenza di adattamento di un sistema apparentemente complesso senza alcun calcolo. L'unica cosa che dobbiamo fare è leggere e tracciare i dati lungo le linee circolari.
## Metodo del diagramma di Smith
1. Dopo aver collegato un componente del condensatore in serie, il punto di impedenza si sposta in senso antiorario lungo il cerchio a resistenza costante su cui si trova.
2. Dopo aver collegato un componente del condensatore shunt, il punto di impedenza si sposta in senso orario lungo il cerchio a conduttanza costante su cui si trova.
3. Dopo aver collegato un componente induttore in serie, il punto di impedenza si sposta in senso orario lungo il cerchio a resistenza costante su cui si trova.
4. Dopo aver collegato un componente induttore shunt, il punto di impedenza si sposta in senso antiorario lungo il cerchio a conduttanza costante su cui si trova.
5. Dopo aver collegato un componente shunt open-stub, il punto di impedenza si sposta in senso orario lungo il cerchio a conduttanza costante su cui si trova.
6. Dopo aver collegato un componente short-stub dello shunt, il punto di impedenza si sposta in senso antiorario lungo il cerchio a conduttanza costante su cui si trova.
7. Dopo aver collegato un componente della linea di trasmissione in serie, il punto di impedenza si sposta in senso orario lungo il cerchio dell'onda stazionaria costante.
