Antena de red 5G
¿Por qué es necesaria la adaptación de impedancia?
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La mayor diferencia entre radiofrecuencia (RF) y el hardware reside en la adaptación de impedancia, y la razón de la adaptación de impedancia es la transmisión de campos electromagnéticos. Como todos sabemos, un campo electromagnético es la interacción entre un campo eléctrico y un campo magnético. La pérdida en el medio de transmisión se produce porque el campo eléctrico causa oscilaciones en su efecto sobre los electrones. Cuanto mayor sea la frecuencia Cuantos más ciclos de ondas electromagnéticas haya en una línea de transmisión de la misma longitud, mayor será la frecuencia de las variaciones de corriente. Como resultado, la pérdida de calor generada por las oscilaciones aumenta, lo que genera mayores pérdidas en la línea de transmisión.
A bajas frecuencias, dado que la longitud de onda es mucho más larga que la línea de transmisión, el voltaje y la corriente en la línea de transmisión en el circuito permanecen casi sin cambios, por lo que la pérdida en la línea de transmisión es muy pequeña.
Mientras tanto, si se produce reflexión durante la salida de onda, la superposición de la onda reflejada con la onda de entrada original puede provocar una disminución en la calidad de la señal y también reducir la eficiencia del sistema. transmisión de señales .
Ya sea que trabaje con hardware o Sistemas de radiofrecuencia , el objetivo es lograr mejores transmisión de señales , y nadie quiere que se pierda energía en el circuito.
Cuando la resistencia de carga es igual a la resistencia interna de la fuente de señal, la carga puede alcanzar la máxima potencia de salida. Esto se conoce como adaptación de impedancia.
Es importante tener en cuenta que la coincidencia conjugada se realiza para lograr la máxima transmisión de potencia.
De acuerdo con la fórmula del coeficiente de reflexión de voltaje \( \Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0} \), \( \Gamma \) no es igual a 0 en este momento, lo que significa que hay reflexión de voltaje.
Para una adaptación sin distorsión, las impedancias son completamente iguales, por lo que no hay reflexión de voltaje. Sin embargo, en este caso, la potencia de carga no se maximiza.
Pérdida de retorno (RL) = \( -20\log|\Gamma| \)
Relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR) = \( \frac{1 + |\Gamma|}{1 - |\Gamma|} \)
La relación entre la relación de ondas estacionarias y
eficiencia de transmisión
se muestra en la siguiente tabla:
La adaptación de impedancias implica un proceso de cálculo bastante tedioso. Afortunadamente, contamos con la Carta de Smith, una herramienta esencial para la adaptación de impedancias. La Carta de Smith es un diagrama compuesto por muchos círculos que se intersecan. Si se utiliza correctamente, permite obtener la impedancia de adaptación de un sistema aparentemente complejo sin necesidad de realizar cálculos. Solo hay que leer y rastrear los datos a lo largo de las líneas circulares.
## Método del diagrama de Smith
1. Después de conectar un componente de capacitor en serie, el punto de impedancia se mueve en sentido antihorario a lo largo del círculo de resistencia constante en el que se encuentra.
2. Después de conectar un componente de condensador shunt, el punto de impedancia se mueve en el sentido de las agujas del reloj a lo largo del círculo de conductancia constante en el que se encuentra.
3. Después de conectar un componente inductor en serie, el punto de impedancia se mueve en el sentido de las agujas del reloj a lo largo del círculo de resistencia constante en el que se encuentra.
4. Después de conectar un componente inductor de derivación, el punto de impedancia se mueve en sentido antihorario a lo largo del círculo de conductancia constante en el que se encuentra.
5. Después de conectar un componente de derivación abierta, el punto de impedancia se mueve en el sentido de las agujas del reloj a lo largo del círculo de conductancia constante en el que se encuentra.
6. Después de conectar un componente de derivación corta, el punto de impedancia se mueve en sentido antihorario a lo largo del círculo de conductancia constante en el que se encuentra.
7. Después de conectar un componente de línea de transmisión en serie, el punto de impedancia se mueve en el sentido de las agujas del reloj a lo largo del círculo de onda estacionaria constante.
