Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy phát radar tầm thấp dải sóng DM theo nguyên lý cộng công suất trong máy

  • Số trang: 69 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 36 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

§¹i häc quèc gia hµ néi Tr-êng ®¹i häc c«ng nghÖ -------------------------- B¹ch hoµng giang nghiªn cøu chÕ t¹o m¸y ph¸t radar tÇm thÊp d¶i sãng dm theo nguyªn lý céng c«ng suÊt trong m¸y luËn v¨n th¹c sÜ hµ néi, 2011 §¹i häc quèc gia hµ néi Tr-êng ®¹i häc c«ng nghÖ -------------------------- B¹ch hoµng giang nghiªn cøu chÕ t¹o m¸y ph¸t radar tÇm thÊp d¶i sãng dm theo nguyªn lý céng c«ng suÊt trong m¸y Ngành : Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành : Kỹ thuật điện tử Mã số : 60 52 70 luËn v¨n th¹c sÜ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS. BẠCH GIA DƯƠNG MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌ NH VẼ MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………..1 Chƣơng 1 - LÝ THUYẾT KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN……………………...2 1.1 Tổng quan về kỹ thuật radar …………………………………………….2 1.2 Giới thiệu chung về kĩ thuật siêu cao tần………………………………..4 1.3 Lý thuyết đƣờng truyền…………………………………………………..7 1.4 Giới thiệu giản đồ Smith…………………………………………...........10 1.5 Các phƣơng pháp phối hợp trở kháng…………………………………13 1.5.1 Phối hợp trở kháng dùng các phần tử tập trung……………………13 1.5.2 Phối hợp trở kháng dùng một dây nhánh…………………………..14 1.5.3 Phối hợp dùng 2 dây nhánh………………………………..............14 1.5.4 Phối hợp bằng đoạn dây lamda/4…………………………………..16 1.5.5 Phối hợp trở kháng bằng đoạn dây có chiều dài bất kỳ……………16 1.5.6 Phối hợp trở kháng bằng hai đoạn dây mắc nối tiếp……................17 Chƣơng 2 - THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY PHÁT RADA SÓNG DM………..18 2.1 Mạch vòng bám pha và bộ tổ hợp tần số……………………………….18 2.1.1 Giới thiệu chung…………………………………………………...18 2.1.2 Tổng quan về vòng bám pha (PLL)………………………………..18 2.1.2.1. Bắt chập và giữ chập………………………………………21 2.1.2.2. Đặc trưng chuyển tần số sang điện áp…………………….21 2.2 Bộ tổ hợp tần số dùng vòng bám pha…………………………………..23 2.2.1 Bộ so pha…………………………………………………............24 2.2.2 Các bộ chia tần…………………………………………………….26 2.2.3 Bộ lọc tần số thấp………………………………………………….26 2.2.4 Bộ dao động điều khiển bằng điện áp (VCO)……………..............27 2.2.5 Mã Backer…………………………………………………............27 2.2.5.1. Định nghĩa………………………………………………………..27 2.2.5.2. Các phương pháp tạo mã backer………………………………….27 Chƣơng 3 - NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁC BỘ CỘNG CÔNG SUẤT………………………………………………............30 3.1 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các bộ cộng công suất…………………...30 3.1.1 Các bộ chia/cộng công suất………………………………………..30 3.1.1.1. Bộ chia cộng công suất Wilkinson……………………………….30 3.2 Thiết kế và mô phỏng……………………………………………………35 3.2.1 Bộ chia/cộng 1:2…………………………………………………...35 3.2.2 Bộ chia/cộng 1:4…………………………………………………...37 3.2.3 Bộ chia/cộng 1:8…………………………………………………...39 Chƣơng 4. KẾT QUẢ THƢ̣C NGHIỆM………………………………............42 4.1 Chế tạo bộ tổ hợp tần số ...…………………………………………….42 4.2 Chế tạo bộ VCO…………………………………………………… 44 4.3 Chế tạo modul bộ chia/cộng Wilkinson ………………………………..47 4.3.1 Lựa chọn vật liệu và linh kiện……………………………………..47 4.3.2 Chế tạo……………………………………………………………..48 4.3.2.1 Bộ chia/cộng 2…………………………………………………….49 4.3.2.2 Bộ chia/cộng 4…………………………………………………….50 4.3.2.3 Bộ chia/cộng 8…………………………………………………….52 4.4 Thử nghiệm ……………………………………………………………...53 4.4.1 Thử nghiệm bộ chia/cộng 1:2……………………………………...53 4.4.2 Thử nghiệm bộ chia/cộng 1:4……………………………………...54 4.4.3 Thử nghiệm bộ chia/cộng 1:8……………………………………...55 KẾT LUẬN………………………………………………………………………56 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………57 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Phân loại radar theo chất lượng và kỹ thuật Hình 1.2: Phổ tần số của sóng điện từ Hình 1.3: Dây dẫn song song và Mô hình tương đương Hình 1.4: Dây dẫn với trở kháng đặc trưng Z0, hệ số truyền  và được giới hạn bởi trở kháng tải Zt Hình 1.5: Giản đồ Smith Hình 1.6: Biểu diễn điểm bụng và điểm nút của sóng đứng trên biểu đồ Smith Hình 1.7: Sơ đồ phối hợp trở kháng cơ bản Hình 1.8: Sơ đồ phối hợp trở kháng dùng phần tử tập trung Hình 1.9: Phối hợp trở kháng bằng các đoạn dây nhánh Hình 1.10: Sơ đồ phối hợp trở kháng sử dụng 2 dây nhánh song song Hình 1.11: Sơ đồ sử dụng đoạn dây λ/4 Hình 1.12: Phối hợp trở kháng bằng đoạn dây có chiều dài bất kỳ Hình 1.13: Phối hợp trở kháng bằng hai đoạn dây mắc nối tiếp Hình 2.1: Sơ đồ chức năng của mạch vòng bám pha Hình 2.2: Đặc trưng chuyển tần số - điện áp của PLL Hình 2.3: Sự phụ thuộc của tần số VCO vào điện áp Hình 2.4: Sơ đồ chức năng bộ tổ hợp tần số dùng mạch vòng bám pha Hình 2.5: Cấu trúc của 1 bộ so pha số Hình 2.6: Giản đồ xung lối vào/ra (IN/OUT) khi chưa bắt chập Hình 2.7: Giản đồ xung lối vào/ra (IN/OUT) khi tần số 2 lối vào bằng nhau Hình 2.8: Sơ đồ cấu trúc của bộ tạo tí n hiệu chuẩn Hình 2.9: Sơ đồ cấu trúc của bộ lọc nén phương pháp tích cực Hình 3.1: Sơ đồ bộ chia/cộng công suất Hình 3.2: Bộ chia đôi Wilkinson Hình 3.3: Sơ đồ bộ chia Wilkinson dưới dạng đối xứng và chuẩn hóa Hình 3.4: (a) Chế độ chẵn Hình 3.5: Sơ đồ phân tích bộ chia Wilkinson để tìm s11 Hình 3.6: Bộ chia cộng Wilkinson không đều Hình 3.7: Sơ đồ bộ chia Wilkinson N đường Hình 3.8: Sơ đồ mô phỏng bộ chia/cộng Wilkinson 1:2 Hình 3.9: Kết quả mô phỏng của bộ chia/cộng Wilkinson 1:2 Hình 3.10: Thiết kế layout của bộ chia/cộng Wilkinson 1:2 Hình 3.11: Sơ đồ mô phỏng bộ chia/cộng Wilkinson 1:4 Hình 3.12: Kết quả mô phỏng của bộ chia/cộng Wilkinson 1:4 Hình 3.13: Thiết kế layout của bộ chia/cộng Wilkinson 1:4 Hình 3.14: Sơ đồ mô phỏng bộ chia/cộng Wilkinson 1:8 (b) Chế độ lẻ Hình 3.15: Kết quả mô phỏng của bộ chia/cộng Wilkinson 1:8 Hình 3.16: Thiết kế layout của bộ chia/cộng Wilkinson 1:8 Hình 4.1: Sơ đồ khối bộ tổ hợp tần số dùng PLL Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý bộ tổ hợp tần số Hình 4.3: Bộ tổ hợp tần số với bàn phím đặt các giá trị tùy ý Hình 4.4: Mạch VCO Hình 4.5: Đo đặc trưng Tần số - Điện áp của bộ dao động VCO Hình 4.6: Phổ tí n hiệu tại tần số 860MHz Hình 4.7: Đặc trưng Tần số - Điện áp của bộ dao động VCO Hình 4.8: Các loại trở công suất Hình 4.9: Vỏ hộp nhôm và connector N Hình 4.10: Mạch in bộ chia 2 sau khi phay Hình 4.11: Lắp đặt mạch in bộ chia 2 vào hộp nhôm Hình 4.12: Bộ chia 2 hoàn chỉnh Hình 4.13: Mạch in bộ chia 4 sau khi phay Hình 4.14: Lắp đặt mạch in bộ chia 4 vào hộp nhôm Hình 4.15: Bộ chia 4 hoàn chỉnh Hình 4.16: Mạch in bộ chia 8 sau khi phay Hình 4.17: Bộ chia 8 hoàn chỉnh Hình 4.18: Mô hình thử nghiệm bộ chia/cộng 1:2 Hình 4.19: Kết quả đo bộ chia/cộng 1:2 tại tần số 800 ÷ 900MHz Hình 4.20: Mô hình thử nghiệm bộ chia/cộng 1:4 Hình 4.21: Kết quả đo bộ chia/cộng 1:4 tại tần số 800 ÷ 900MHz Hình 4.22: Mô hình thử nghiệm bộ chia/cộng 1:8 Hình 4.23: Kết quả đo bộ chia/cộng 1:8 tại tần số 800 ÷ 900MHz 1 MỞ ĐẦU Radar ra đời từ những năm chiến tranh thế giới thứ 2 được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu và chế tạo để phục vụ cho chiến tranh . Sau chiến tranh, các nhà khoa học lại tập trung nghiên cứu cải thiện các đài sóng cm, sóng mm để áp dụng trong quân sự, thiên văn và đời sống xã hội. Không còn là công cụ độc quyền của quân đội, radar đã thâm nhập vào cuộc sống vì radar thế hệ mới nhỏ hơn, rẻ hơn, dễ sản xuất hơn và tính năng kỹ thuật cao. Tầm quan trọng của radar hay những thiết bị hoạt động theo nguyên tắc giống như vậy ngày nay là rất lớn. Vì vậy việc không ngừng nghiên cứu ứng dụng của radar trong cuộc sống luôn luôn là vấn đề cấp thiết. Radar thế hệ cũ có nguyên lý dùng đèn tự dao động tuy có công suất phát lớn, xung hẹp nhưng nhược điểm là độ ổn đị nh không cao . Vì vậy đ ề tài luận văn thạc sỹ “ Nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy phát radar tầm thấp dải sóng dm theo nguyên lý cộng công suất trong má y ” nhằm chế tạo các modul công suất cơ bản tổ hợp thành máy phát công suất lớn hoạt động ở dải sóng dm. Các modul công suất cơ bản sẽ khuếch đại dao động tạo ra từ bộ tổ hợp tần số dùng mạch vòng bám pha PLL kết hợp bộ tạo dao động VCO cho độ ổn đị nh tần số cao. Các modul công suất được tổ hợp nhờ các bộ chia /cộng công suất sử dụng cầu Wilkinson . 2 Chương 1 Lý thuyết kỹ thuật siêu cao tần 1.1 Tổng quan về kỹ thuật radar Hình 1.1 Phân loại radar theo chất lượng và kỹ thuật Tùy thuộc theo thông tin yêu cầu, các hệ thống radar có chất lượng và kỹ thuật khác nhau. Theo hình 1.1 ta có thể thấy được một sự phân loại theo tiêu chí này. Radar ghi hình ảnh / Radar không ghi hình ảnh: Radar ghi hình ảnh sẽ tạo ra một bức ảnh của đối tượng hay khu vực quan sát. Loại radar này đã và đang dùng để chụp ảnh Trái đất, các hành tinh, thiên thạch, các vật thể khác trong vũ trụ, và dùng để phân loại mục tiêu cho các hệ thống quân sự. Ứng dụng của radar không ghi hình ảnh điển hình là đo tốc độ (speed gauses) và máy đo độ cao bằng radar (radar altimeters - RA). Chúng cũng được gọi là máy đo tán xạ (scatterometers) vì chúng đo lường các đặc điểm tán xạ của đối tượng hay khu vực quan sát. Radar sơ cấp: Radar sơ cấp phát đi các tín hiệu cao tần và thu về xử lí các tín hiệu phản xạ từ mục tiêu. 3 Radar thứ cấp: Trong các hệ radar này, máy bay có hệ thống đáp phát (transponder - transmitting responder). Khối đáp phát này sẽ tự động trả lời sự dò hỏi bằng cách phát đi mã trả lời. Radar xung: phát đi tín hiệu xung năng lượng cao. Sau mỗi tín hiệu xung sẽ có một khoảng thời gian nghỉ dài để nhận tín hiệu phản xạ, trước khi có xung mới phát đi. Hướng, khoảng cách và thậm chí độ cao, độ cao so với mặt nước biển của mục tiêu có thể xác định được từ vị trí của ăng-ten và thời gian truyền của xung tín hiệu. Radar liên tục: phát đi tín hiệu cao tần một cách liên tục. Tín hiệu vọng được nhận và xử lí trên các trạm thu tách biệt trạm phát. Radar liên tục không điều chế: tín hiệu phát có biên độ và tần số không đổi. Các thiết bị này chuyên dùng đo tốc độ, tìm kiếm, giám sát vận tốc mục tiêu, điều khiển tên lửa…, không dùng đo khoảng cách. Ví dụ súng bắn tốc độ của cảnh sát. Thiết bị mới hơn, Lidar, sử dụng trong dải tần laze và không chỉ đo tốc độ. Radar liên tục có điều chế: tín hiệu được điều tần. Loại radar này dùng để đo cự li và trong những yêu cầu phép đo liên tục (ví dụ đo độ cao so với mực nước biển của máy bay hoặc trong radar khí tượng). Radar song địa tĩnh (Bistatic radar): Hệ thống radar dựa trên 2 điểm có khoảng cách lớn, tín hiệu đi được truyền từ một điểm đến một vệ tinh trên cao, tín hiệu phản hồi lại trái đất được nhận ở đầu kia. Radar xung sử dụng chuỗi các xung có điều chế. Trong phân loại này, có một phân chia nhỏ hơn theo tần số lặp lại xung (Pulse Repetition Frequency PRF), như là radar tần số lặp lại xung thấp, trung bình hoặc cao. Radar PRF thấp chủ yếu để xác định cự ly chứ không quan tâm đến vận tốc mục tiêu. Radar PRF cao mới dùng để xác định vận tốc đối tượng. Radar sóng liên tục hay radar xung đều có thể đo được cả cự ly và vận tốc khi sử dụng các kỹ thuật điều chế khác nhau. Bảng 1.1 đưa ra một phân loại radar theo tần số làm việc. Với mỗi băng tần khác nhau, nguyên tắc hoạt động của các hệ radar có phần khác nhau, và đặc biệt sẽ có những ứng dụng đặc trưng. 4 Bảng 1.1: Các băng tần số của radar Kí hiệu Tần số (GHz) HF 0,003 - 0,03 VHF 0,03 - 0,3 UHF 0,3 – 1,0 Băng L 1,0 – 2,0 Băng S 2,0 – 4,0 Băng C 4,0 – 8,0 Băng X 8,0 - 12,5 Băng Ku 12,5 - 18,0 Băng K 18,0 - 26,5 Băng Ka 26,5 - 40,0 MMW > 34,0 Cấu trúc đưa ra để xây dựng máy phát bao gồm việc chế tạo các modul khuếch đại công suất lớn và tổ hợp công suất từ các modul này để tạo ra công suất lối ra tổng cộng. Lý thuyết siêu cao tần là lý thuyết nền tảng để giải quyết các vấn đề trên. 1.2 Giới thiệu chung về kỹ thuật siêu cao tần [1],[2],[4],[5] Sóng siêu cao tần có khả năng đâm xuyên lớn nên nó có phạm vi phủ sóng lớn hơn, nó không bị tầng điện ly hấp thụ nên nó là phương tiện hữu ích để liên lạc giữa vũ trụ và trái đất. - Sóng siêu cao tần có tính định hướng cao khi bức xạ từ những vật có kích thước lớn hơn so với bước sóng. - Sóng siêu cao tần cho phép khoảng tần sử dụng rất lớn, tức là chúng ta có thể sử dụng số kênh rất lớn , đáp ứng được nhu cầu truyền lượng thông tin ngày càng tăng. 5 Với nhiều ưu điểm trong việc truyền sóng như vậy nên sóng siêu cao tần ngày càng được ứng dụng rộng rãi đặc biệt trong lĩnh vực thông tin liên lạc không dây. Thuật ngữ “viba” hay sóng siêu cao tần (microwaves) là để chỉ những sóng điện từ có bước sóng rất nhỏ, ứng với phạm vi tần số rất cao của phổ tần số vô tuyến điện. Phạm vi của dải tần số này cũng không có sự quy định chặt chẽ và thống nhất toàn thế giới. Giới hạn trên của dải thường được coi là tới 300 GHz (f = 3.1011 Hz), ứng với bước sóng  = 1 mm (sóng milimet), còn giới hạn dưới có thể khác nhau tuỳ thuộc vào các quy ước theo tập quán sử dụng. Một số nước coi "sóng cực ngắn" là những sóng có tần số cao hơn 30 MHz (bước sóng  ≤ 10m), còn một số nước khác coi "viba" là những sóng có tần số cao hơn 300 MHz (bước sóng ≤ 1m). Với sự phát triển nhanh của kỹ thuật và những thành tựu đạt được trong việc chinh phục các băng tần cao của phổ tần số vô tuyến, khái niệm về phạm vi dải tần của "viba" cũng có thể còn thay đổi. Hình 1.2 minh hoạ phổ tần số của sóng điện từ & phạm vi dải tần của kỹ thuật viba. Hình 1. 2 Phổ tần số của sóng điện từ Trong ứng dụng thực tế, dải tần của vi ba còn được chia thành các băng tần nhỏ hơn như - UHF (Ultra High Frequency): f = 300 MHz ÷ 3 GHz - SHF (Super High Frequency): f = 3 ÷ 30 GHz - EHF (Extremely High Frequency): f = 30 ÷ 300 GHz Ưu việt của dải tần viba và ứng dụng của kỹ thuật viba trong thực tiễn 6 Kỹ thuật viba có liên quan đến các phần tử và mạch điện làm việc với các dao động có bước sóng rất nhỏ. Điều này, một mặt khó khăn cho việc phân tích thiết kế và chế tạo, nhưng mặt khác cũng là lợi thế khi ứng dụng kỹ thuật viba vì các lý do sau đây: - Như đã biết, độ tăng ích của một Ăngten là hàm tỷ lệ thuận với kích thước tương đối của Ăngten so với bước sóng. Do vậy, tăng ích của Ăngten viba dễ đạt được giá trị cao. - Dải tần thực tế trong thông tin viba dễ dàng đạt được giá trị lớn ứng với dải tần tương đối f có giá trị nhất định. (Thật vậy, 1% của 30 GHz là 300 f MHz, trong khi đó 1% của 300 MHz chỉ là 3 MHz). - Sóng viba truyền theo đường thẳng, không bị phản xạ trên tầng điện ly nên có thể khai thác thông tin vệ tinh và thông tin viba mặt đất trên cùng dải sóng mà không ảnh hưởng đến nhau, có thể sử dụng lại tần số trên những cự ly không lớn. Một số đặc điểm của truyền sóng siêu cao tần : Trong không gian tự do sóng điện từ truyền theo đường thẳng mà không bị suy hao hay ảnh hưởng có hại khác. Tuy nhiên, không gian tự do chỉ là môi trường lý tưởng hoá và chỉ đạt được gần đúng khi năng lượng sóng siêu cao tần truyền trong không khí hoặc trên bề mặt Trái Đất. Trong thực tế để thông tin được thì radar hay hệ thống đo bức xạ phải chịu ảnh hưởng rất lớn của các hiện tượng truyền sóng như phản xạ, khúc xạ, suy hao hoặc tán xạ. Chúng ta cần phải quan tâm đến một số hiện tượng cụ thể có ảnh hưởng tới hoạt động của các hệ thống siêu cao tần. Một điều quan trọng là các ảnh hưởng truyền sóng nói chung không thể xác định một cách chính xác mà chỉ có thể diễn giải dưới dạng thống kê. Có 3 loại ảnh hưởng quan trọng mà chúng ta cần quan tâm đến khi làm việc với sóng siêu cao tần: - Ảnh hưởng của khí quyển - Ảnh hưởng của mặt đất 7 - Ảnh hưởng Plasma 1.3 Lý thuyết đường truyền: Hình 1. 3 Dây dẫn song song và Mô hình tương đương Nhìn chung, các đường truyền đều có dạng một cặp dây dẫn song song để tín hiệu điện áp truyền qua. Trước hết, chúng ta khảo sát một đường truyền gồm một cặp dây dẫn song song như hình vẽ. Hai dây dẫn này được mô hình hoá bằng: - Điện dung song song tính theo chiều dài đơn vị của dây dẫn C [ F/m] - Điện dẫn song song tính theo đơn vị dài [S/m] Một dòng điện dọc theo chiều dài dây dẫn sẽ tạo ra một dòng điện trong dây dẫn theo chiều ngược lại, đó là thành phần cảm ứng. cũng sẽ có một điện trở hữu hạn nối tiếp trong các dây dẫn. - Điện cảm nối tiếp tính theo chiều dài đơn vị [ H/m] - Điện trở nối tiếp tính theo chiều dài đơn vị [ /m] Một đoạn ngắn ∆z của đường truyền được biểu diễn trên sơ đồ tương đương như hình 1.3. Điện áp và dòng điện là các hàm của thời gian. Phương trình truyền sóng trên đường dây được xác định như sau: 8 U z, t   U 1e z e j t  z   U 2 e z e j t  z  I z, t   I1e z e j t z   I 2 e z e j t z  Trong đó, α và β được xác định như sau R  jLG  jC     j  Một số đại lượng của đương truyền mà chúng ta cần quan tâm - Trở kháng đặc trưng Z0 được xác định bởi U 0 U 0 Z0     I0 I0 hay R  jL Z0    R  jL G  jC Nếu đường truyền không tổn hao thì ta có Z0  L C - Vận tốc pha v  L2  L1   t 2  t1  - Vận tốc nhóm: vg  L2  L1   t 2  t1  Đối với dây dẫn không tổn hao ta có    LC do đó  1 v   ;  LC     vg        1  1 LC Ta xét một dây dẫn với trở kháng đặc trưng Z0, hệ số truyền  và được giới hạn bởi trở kháng tải Zt như hình 1.4. 9 Hình 1. 4 Dây dẫn với trở kháng đặc trưng Z0, hệ số truyền  và được giới hạn bởi trở kháng tải Zt Hệ số phản xạ L tại tải ZL được xác định như sau : L  Z L  Z0 Z L  Z0 Hệ số phản xạ trên đường truyền tại điểm vị trí z = -l : U b e  j l  l    0e  2 jl j l Ufe Hệ số sóng đứng trên đường truyền: S  SWR  U max 1    U min 1   10 1.4 Giản đồ Smith Hình 1. 5 Giản đồ Smith 1. Tất cả các giá trị trở kháng trên biểu đồ Smith đều là trở kháng chuẩn hoá theo một điện trở chuẩn định trước, thường là trở kháng đặc trưng R 0 của đường dây không tổn hao. 2. Biểu đồ Smith nằm trong phạm vi của vòng tròn đơn vị vì hệ số phản xạ  có modun nhỏ hơn hoặc bằng 1. 3. Các đường đẳng r là họ các vòng tròn có tâm nằm trên trục hoành của biểu đồ và luôn đi qua điểm có r=1. Giá trị r của mỗi vòng tròn đẳng r được ghi dọc theo trục hoành, từ 0 (điểm bên trái ứng với giá trị r = 0, điểm bên phải ứng với giá trị r = ). 11 4. Các đường đẳng x là họ các vòng tròn có tâm nằm trên trục vuông góc với trục hoành tại r=1. Có hai nhóm đường tròn đẳng x: - Nhóm các đường đẳng x với x > 0 (cảm kháng) là các đường nằm ở phía trên của trục hoành. Giá trị x tăng dần từ 0 đến  và được ghi trên mỗi đường. - Nhóm các đường đẳng x với x < 0 (dung kháng) là các đường nằm ở phía dưới của trục hoành. Giá trị x giảm dần từ 0 đến -  và được ghi trên mỗi đường 5. Các đường đẳng r và các đường đẳng x là họ các đường tròn trực giao với nhau. Giao điểm của một đường đẳng r và một đường đẳng x bất kỳ sẽ biểu thị cho một trở kháng z = r+ix, đồng thời cũng biểu thị cho hệ số phản xạ tại điểm có trở kháng z. 6. Tâm điểm của biểu đồ Smith là giao điểm của đường đẳng r = 1 và đường đẳng x = 0 (nằm trên trục hoành), do đó điểm này đại biểu cho trở kháng thuần trở z = 1 (nghĩa là Z = R0). Đây là điểm tượng trưng cho điện trở chuẩn R 0, cho phép thực hiện phối hợp trở kháng trên đường dây. Thật vậy, đây chính là điểm có hệ số phản xạ  = 0 và hệ số sóng đứng S = 1. 7. Điểm tận cùng bên trái của trục hoành là giao điểm của đường đẳng r=0 và đường đẳng x=0, do đó biểu thị cho trở kháng z = 0 (tức Z = 0), nghĩa là ứng với trường hợp ngắn mạch. Tại đây ta có hệ số phản xạ  = -1. 8. Điểm tận cùng bên phải của trục hoành là điểm đặc biệt mà tất cả các đường đẳng r và đẳng x đều đi qua. Tại đây ta có r=, x=, do đó z= (tức Z=), nghĩa là ứng với trường hợp hở mạch. Tại đây ta có hệ số phản xạ  = 1. 9. Hệ số phản xạ tại vị trí l trên đường truyền có thể được xác định khi biết V0  2il hệ số phản xạ  tại vị trí tải, dựa vào công thức: l    e V0 l   e 2il Biểu đồ Smith cho phép thực hiện phép tính này khi quay vectơ  trên đồ thị một góc quay ứng với một độ dịch chuyển bằng 2l, trong đó   2  .
- Xem thêm -