Antena de rede 5G
Por que a correspondência de impedância é necessária
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A maior diferença entre radiofrequência (RF) e hardware residem no casamento de impedância, e a razão para o casamento de impedância é a transmissão de campos eletromagnéticos. Como todos sabemos, um campo eletromagnético é a interação entre um campo elétrico e um campo magnético. A perda no meio de transmissão ocorre porque o campo elétrico causa oscilações em seu efeito sobre os elétrons. Quanto maior o freqüência Quanto mais ciclos de ondas eletromagnéticas houver em uma linha de transmissão de mesmo comprimento, maior será a frequência das variações de corrente. Como resultado, a perda de calor gerada pelas oscilações aumenta, levando a maiores perdas na linha de transmissão.
Em baixas frequências, como o comprimento de onda é muito maior que o da linha de transmissão, a tensão e a corrente na linha de transmissão no circuito permanecem quase inalteradas, então a perda na linha de transmissão é muito pequena.
Enquanto isso, se a reflexão ocorrer durante a saída da onda, a superposição da onda refletida com a onda de entrada original pode levar a um declínio na qualidade do sinal e também reduzir a eficiência do transmissão de sinal .
Seja trabalhando em hardware ou Sistemas de RF , o objetivo é alcançar melhor transmissão de sinal , e ninguém quer que energia seja perdida no circuito.
Quando a resistência da carga é igual à resistência interna da fonte do sinal, a carga pode obter a potência máxima de saída. Isso é o que frequentemente chamamos de casamento de impedância.
É importante observar que a correspondência conjugada é para transmissão de potência máxima.
De acordo com a fórmula do coeficiente de reflexão de tensão \( \Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0} \), \( \Gamma \) não é igual a 0 neste momento, o que significa que há reflexão de tensão.
No casamento sem distorção, as impedâncias são completamente iguais, portanto, não há reflexão de tensão. No entanto, a potência da carga não é maximizada neste caso.
Perda de Retorno (RL) = \( -20\log|\Gamma| \)
Relação de onda estacionária de tensão (ROE) = \( \frac{1 + |\Gamma|}{1 - |\Gamma|} \)
A relação entre a razão de onda estacionária e
eficiência de transmissão
é mostrado na tabela abaixo:
O casamento de impedâncias envolve um processo de cálculo bastante tedioso. Felizmente, temos o Diagrama de Smith, uma ferramenta essencial para o casamento de impedâncias. O Diagrama de Smith é um diagrama composto por vários círculos que se cruzam. Quando usado corretamente, ele nos permite obter a impedância de casamento de um sistema aparentemente complexo sem a necessidade de cálculos. A única coisa que precisamos fazer é ler e rastrear os dados ao longo das linhas circulares.
## Método do gráfico de Smith
1. Após conectar um componente capacitor em série, o ponto de impedância se move no sentido anti-horário ao longo do círculo de resistência constante em que está.
2. Após conectar um componente capacitor de derivação, o ponto de impedância se move no sentido horário ao longo do círculo de condutância constante em que está.
3. Após conectar um componente indutor em série, o ponto de impedância se move no sentido horário ao longo do círculo de resistência constante em que está.
4. Após conectar um componente indutor de derivação, o ponto de impedância se move no sentido anti-horário ao longo do círculo de condutância constante em que está.
5. Após conectar um componente de derivação aberta, o ponto de impedância se move no sentido horário ao longo do círculo de condutância constante em que está.
6. Após conectar um componente de derivação curta, o ponto de impedância se move no sentido anti-horário ao longo do círculo de condutância constante em que está.
7. Após conectar um componente de linha de transmissão em série, o ponto de impedância se move no sentido horário ao longo do círculo de onda estacionária constante.
