RF 엔지니어링의 Smith Chart의 기초

Smith Chart는 1939년 Phillip H. Smith가 발명한 Smith는 고주파 (RF) 엔지니어링 분야에서 가장 오래 견딘 그래픽 도구 중 하나입니다. 그것은 복잡한 반사 계수와 임피던스의 극적 인 플로트를 제공하며 엔지니어가 임피던스 매칭, 안정성 분석 및 이성 계산에 대한 리조트없이 네트워크 설계를 수행 할 수 있습니다. 차트는 단위 원에 전체 복잡한 임피던스 비행기를 매각하여 일정한 저항 및 반응 원형 간 상호간에 상호 작용을 수행 할 수 있으며, 특히 시각적 인 신호가 RF 및 네트워크의 변화가 특히 중요한 요소 인 Smith-Pyaltic-Pyalance와 함께 변화하는 방식의 변화가 있습니다.

스미스의 물리학–Purcell 방사선

Smith-Purcell 방사선 (SPR)은 S. J. Smith와 E. M. Purcell이 1953 년 처음으로 관찰 한 물리적 현상입니다. 전자 빔과 같은 충전 된 입자가 발생하면 정기적 인 금속 격자판의 표면에 가깝습니다. 주기적 경계 조건은 전자기 에너지를 방출하는 극화 파를 유도합니다. 방출 된 방사선의 파장은 광기 기간, 빔 속도 및 관측 각도에 따라 다릅니다. SPR은 극성 파장이 높을 때 유리 섬유를 생성 할 수 있으므로, 극성 파장이 높은 파장이 극성으로 방출 된 방사선을 생성합니다.

브리징 두 세계 : 스미스 차트가 스미스 - 퍼셀 레이디네이션을 만나는 곳

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향상된 SPR 효율을 위한 임피던스 매칭

모든 SPR 소스에서, 전자 빔은 빙의 evanescent 필드와 상호 작용합니다. 빔의 임피던스가 격자 구조의 점과 일치하면, 광선파에 빔에서 전력 전송이 극대화됩니다. Smith Chart는 필요한 일치 네트워크-이더를 조정하여 외부 반응 요소를 추가하여 필요한 일치시키는 즉시 시각 방법을 제공합니다. 이 접근법은 Smith Chart 기반 매칭 디자인이 증가하는 연구에서 입증되었습니다. 이러한 유형의 구성 요소는 현재 측정되지 않은 성능에 비해 매우 낮은 수준으로 증가할 수 있습니다. 이러한 유형의 구성 요소는 이러한 유형의 성능에 비해 매우 낮은 수준으로 인해 발생할 수 있습니다.

모델링 Complex Grating 임피던스

SPR 설정에서 주기적인 빙은 간단한 저항 부하를 제시하지 않습니다. 그것은 그것의 주기성 및 표면 파 공명 때문에 주파수 의존성을 소개합니다. 스미스 차트는 자연적으로 그런 주파수 유출 데이터를 수용합니다. 측정 또는 빔에서 반사 계수를 시뮬레이션하고 Smith Chart에서 플로팅하면 엔지니어는 효율성이 급격히 실제적으로 성능이 향상되는 공명 주파수를 식별 할 수 있습니다. 따라서, 그것은 경쟁적 인 응용 프로그램을 감지하고, 그 후, 그들은 smith Chart에서 설계, 응용 프로그램을 감지하고, 응용 프로그램을 통해 테스트, 응용 프로그램을 감지하고, 응용 프로그램을 통해 응용 프로그램을 개선 할 수 있습니다.

SPR 시스템의 Smith Chart의 실제 응용

Terahertz 소스 디자인

SPR의 가장 유망한 응용 분야 중 하나는 보안 심사, 의료 이미징 및 재료 특성화를위한 terahertz 방사선을 생성하는 것입니다. Terahertz 시스템은 컴팩트하고 효율적인 소스를 요구합니다. Smith Chart는 전기 빔이 넓은 대역폭에 일치한다는 임피던스와 같은 출력 파 가이드를 설계하는 직선 방법을 제공합니다. 선도적 인 기관의 연구자들은 Smith Chart 기술을 사용하여 [FLT:][FLT:][FLT:]][FLT:]][FLT:]]][FLT:]][FLT:]]]][FLT:]]]][FLT:]]]]]]][FLT:[FLT:]]]]]]]]]]]:[[[[[[FLT:[[[FLT:]]]]]]]]]]]]]]]]]]][[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[FLT]]]]]]]]]]

입자 가속 및 Wakefield 구조

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시뮬레이션 기술 및 스미스 차트

현대 전자기 가장 공구 (CST 스튜디오 스위트, HFSS 또는 COMSOL과 같은)는 주기적인 구조를 위한 S 모수 그리고 임피던스 자료를 출력할 수 있습니다. 이 자료를 Smith 도표 환경에 수출하는 것은 급속한 시각 분석을 허용합니다. 예를 들면, SPR 격자의 빈도 청소는 전기 길이 변화로 Smith 도표에 나선을 일으킬 것입니다. 곡선이 진짜 축선이 공명에 대응하는 점은. Q 요인과 연결 계수는 측정의 방향 측정과 동시에 측정을 위한 측정 범위에서 직접 읽을 수 있습니다. 이 측정은 측정 범위와 측정 범위의 측정 범위에서 측정 범위의 측정 범위에서 측정 범위에 따라 측정 범위가 측정될 수 있습니다.

도전과제

이 유틸리티에도 불구하고 Smith Chart는 SPR 시스템에 적용 할 때 제한이 있습니다. 차트는 단일 전파 모드와 선형 동작을 가정하지만 SPR 격자는 여러 표면의 파도와 반투명 모드를 지원할 수 있습니다. 매우 높은 주파수 (sub-terahertz 이상)에서 재료 손실 및 표면 거칠기는 이상적인 Smith Chart 예측에서 편차를 제거하는 파라시틱 효과를 소개합니다. 또한 전자 빔 자체는 스프레드가있는 분산 된 소스입니다. Smith-cellar-cellar-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-paris-

미래 지향

Smith Chart와 Smith–Purcell 방사선 사이의 연결은 연구자가 메타 물질 기반 격자 및 활성 임피던스 제어를 탐구하는 것으로 심화 될 가능성이 있습니다. varactors 또는 MEMS와 같은 활성 투닝 요소는 역동적으로 임피던스를 조정하는 격자 구조로 통합 될 수 있으며 Smith Chart는 그러한 튜닝 알고리즘에 대한 제어 맵을 제공합니다. 또한 기계 학습 기술은 임피던스 일치 프로세스를 가속화하기 위해 적용되고 있습니다. Smith Chart 플로팅에서 파생 된 교육 데이터는 최적의 설계를 예측할 수 있습니다.

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더 읽기를 위해, Smith Chart history and 이론]과 Smith–Purcell effect Summary를 살펴보십시오. 실제 설계 가이드라인은 Microwaves101's Smith Chart tutorial 및 에 대한 임피던스에 대한이 연구 논문을 찾을 수 있습니다.]]