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关于同轴电缆特性阻抗的测试方法
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关于同轴电缆特性阻抗的测试方法
自动化工程学院闵亚军201421070142
摘要：特性阻抗是指当电缆无限长时电磁波沿着没有反射情况下的均匀回路传输时所遇到的阻抗，特性阻抗是射频压与入射波电压之比）。
Rho（p）=
V
reflected
V
incident
Z-Z
0
Z+Z
0
2）
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7）
2
7）
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式中：Z为待测阻抗值，Q;
Z为参考阻抗，Q；
0
p为反射系数；
反射系数p可通过网络分析仪的S参数s或s获得。此时，电缆（输入端）1122
作为网络分析仪测试端的终端负载，并将对网络分析仪测试端产生反射，经校准的网络分析仪反射测试端为标准的系统标称阻抗（即标准50Q或75Q）。系统阻抗Z（50Q或75Q）与特性阻抗的关系式为：
0
Z=Z1±P（3）
01—P

史密斯圆图是反射系数（伽马，以符号r表示）的极座标图。反射系数也司以从数学上定义为单端口散射参数，即'口。负载反射信号的强度取决于信号源阻抗与负载阻抗的失配程度。由于阻抗是复数，反射系数也是复数，反射系数的表达式定义为：
Rho（p）=r
L
Z-Z
—reflected=——l0
Z-Z
incidentL0
4）
Z（特性阻抗）通常为常数并且是实数，于是我们可以定义归一化的负载阻0
抗：
7ZR+jX.
Z=—l==r+jx
ZZ
00
5）
据此，将反射系数的公式重新写为：
Z-Z
r=r+jr=t—o
LriZ+Z
L0
Z一1r+jx一1
Z+1r+jx+1
6）
为了建立圆图，方程必需重新整理以符合标准几何图形的形式（如圆或射
线）。由公式得出
1+r1+r+jr
Z=r+jx=L=ri
1-r1-r一jr
Lri
令等式（7）的实部和虚部相等，得到两个独立的关系式：可得
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2
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关于同轴电缆特性阻抗的测试方法
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（12）
4
（12）
5
(8)
(9)
r-丄
rr+1丿
2
+r2=
i
(10)
1-r2-r2
r=ri
1-r2-2r+r2
rri
2r
x=i
1+r2-2r+r2
rri
重新整理公式（8）,可得到最终方程：
从而得到以（rr+1，0）为圆心，半径为11+r在复平面（r,r）上的电阻圆
ri
图。同时经过等式（9）可以推导出另一个参数方程：
(11)
同样，式（11）也是在复平面（r,r）上的以（1,1x）为圆心，半径1x的电抗
ri
圆图。图1即为方程式（10）和（11）组成的SmithChart。
关于同轴电缆特性阻抗的测试方法
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（12）
4
（12）
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图1
圆图中的每一点代表在该点阻抗下的反射系数。该点的阻抗实部可以从该