史密斯圆图在导航设备天线安装调试的运用

信息技术
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Ｓ Ｃ Ｆ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ ０ Ｇ Ｙ 一 ２ ０ １ ４ Ｎ Ｏ ． ０ ３ 皿团
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将（ ２ ） ， （ ３ ） 代 入 公式 （ １ ） ， 经整 理 可得 出
两等式 ：
作比其他 型号的 同类设备显得较 为繁琐 。 本文想通 过史密斯 圆图 ， 直 观 地 理 解 该 设
备天馈 系统的技术原理 ， 为 安 装 调 试 工 作 提供理 论指导 。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｌ ＋ｒ
图２
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边带 电缆 阻抗变 换
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０ ． ２ ５ ０
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图３
短截线 匹配 图解 下， 该端 口连 接 的边 带 电缆 上 每 一点 的 归一 与该 端 口连 接 的边 带 电缆 往 天 线 端 移 动 长
等式（ ５ ） 中每一个固定的又 值， 在ｒ ． （ ｕ ，
以上 两组圆构成 史密斯阻抗 圆图。 另外 反 射 系 数 ｒ可 写 极坐 标 形 式 ：
（ 发射边 带信号 ） 组成， 通 过 边 带 转 换 单 元
１ 长 度后 ， 该 点的 归一 化输 入 阻 抗对 应 于 （ Ｓ Ｃ Ｕ） 进行 上 下边 带 的 切换 ， 通过 天 线分 配 度 ｌ
Ｆ ＝Ｐ ｅ ｉ ０
（ ６ ） 天线馈 电。 天 馈 系统 如 图 ｌ 所 示。
注意： 本文Ｐ ＝ Ｉ ｒ ｌ ， Ｆ 的极 坐标形式 也
可 写成 Ｐ ０。
２ ５ ， 由于 边带 电缆特 征 阻抗 ＝ ５ ０ Ｑ， 可得ｂ 点
３ 天 馈系统的安装调 整
由 ｒ的 物 理 意 义 可 知 ， 在无 源网络 中 有 Ｐ≤ ｌ ， 因此 ， 代表 ｒ的 点 都 在 半 径 为 １ 的 单位 圆 内， 等 电 抗 圆也 只 是 在 该 单 位 圆 内 的 一 段 圆弧 有 意 义 。 根 据 归 一 化 导 纳 与 归 一 化 阻 抗 与 的
由一 个 中心 天 线 （ 发射载波信号） 和４ ８ 个 均
． ７ ５ ｍ圆 周上 的边 带 天 线 化 输 入 阻抗都 落 在 Ｐ＝ ０ ． ６ 的 等 Ｐ圆上 。 随 着 ｖ ） 平 面 上 均 得 出一 个 圆心 为 （ １ ， ０ ） ， 半 径 为 匀 分 布 在半 径 为６
） 的 圆 ， 此 圆 称 作 等 电 抗 圆 。
Ａ 沿等 Ｐ圆顺时 针 （ 圆 图上 指示 向信 号源 ） 开 关（ ＡＤ Ｓ ） 将Ｓ Ｃ Ｕ切 换输 出的上 、 下边 带 信 ａ
号 按 一 定 时 序 依 次 给 分 成 四 组 的４ ８ 个 边 带 方 向 移 动达 到 的ｂ 点， ｂ 点 在＝０ ． ２ ５ 的等 电阻
圆与 Ｕ轴 的 交 点 上 ， ｂ点 的 归 一 化 阻 抗 为 ０．
， 。 ） ， 半 径
明的 ， 它 使 计 算 阻抗 、 反射 系 数 、 驻 波 比等 的 任 一 点 均 影 射 到 反 射 系 数 Ｉ １ （ Ｕ， ｖ） 平 面
为 （ ＿ ｛ 的 圆 ， 此 圆 称 作 等 电 阻 圆 。
图 １
４ ０
科技 资讯 ＳＣＩ Ｅ ＮＣ Ｅ ＆ ＴＥ Ｃ ＨＮ ＯＬ ＯＧＹ Ｉ Ｎ Ｆ ＯＲＭＡＴＩ ＯＮ
澳大 利 亚Ｉ ＮＤＲＡ公司（ 原 为Ａｗ Ａ公司 ）
参 量 变得 简便 ， 广 泛 应 用 于 射频 、 微 波 电路 上 。 其 买 葸 义 是 通 过 矢 量 电 Ｊ 土表 删 量 某
点的 反 射 系 数 ， 就 可得 出该 点 的 输 入 阻抗 。
生产的Ｖ ＲＢ －５ ２ Ｄ多普 勒 全 向信 标 ， 由 于 设 阻 抗 分 析 、 匹配 网络 设 计 等 方 面 。
备性 能 良好 ， 工作稳定 ， 至 今 在 我 国许 多 机 场、 导 航 台广 泛 使 用 。 由 于该 设 备 天 馈 系 统 需在 安 装 现 场 进 行 安 装 、 调 整， 安 装 调 试 工 史 密斯 圆 图 通 过 传 输 线 上 输 入 阻 抗 与 反射 系数的公式 ：
ｒ ． ＝ ｕ ＋ ｊ Ｖ （ ３ ）
（ ２ ）
１ 史密斯 圆图
史密 斯 圆图 是Ｐ． Ｈ． Ｓ ｍｉ ｔ ｈ于 １ ９ ３ ９ 年 发
－ －
公 式（ １ ） 表 明 归 一化 输 入 阻抗 与 ｒ存在
对应 的关 系 ， 这 样 阻 抗 平面 ｚ （ Ｒ， Ｘ） 上
） 平 面上 均 得 出 一个 圆心 为 （
ｃ １ －ｒ
（ １ ）
（ ｕ 一 ＋ ｖ ２ ： ㈥ ㈤
及 （ ｕ — １ ） ｚ ＋ （ ｖ 一 专 ） ＝ ） （ ｓ ）
等式（ ４ ） 中 每 个 固 定 的 值 ， 在 Ｆ（ ｕ，
百
其 中 归 一 化 阻 抗 为 复 数 表 示 为 ：
ｚ ‘Ｒ＋ ｊ Ｘ 反 射 系 数 ｒ也 为复 数表 示 为 ：
Ｈ Ｎ０Ｌ０ＧＹ Ｉ ＮＦＯＲＭ ＡＴＩ ＯＮ
信 息 技 术
史 密斯 圆 图在 导 航 设备 天线 安 装 调试 的 运 用
黄 钜 江 （ 民航 中南空管设 备工程公 司 广东广 州 ５ １ ０ ４ ０ ６ ）
摘 要： 澳大利 亚Ｉ Ｎ Ｄ Ｒ Ａ 公 司（ 原￣ Ｊ Ａ Ｗ Ａ Ｙ ＼司） ， 生产 ￣Ｖ Ｒ Ｂ － ５ ２ Ｄ 多普勒全 向信 标在我 国许 多机场 ． 导航 台广泛使 用， 该设 备 天线 、 馈线系 统需在安装现 场进行较 为繁琐安装 调试 ， 本 文通过史 密斯 圃图， 直 观地理解该 设备天馈 系统的技术 原理 ， 为安装 调试工作提 供理论指 导。 关 键词 ： 史密斯 圃图 全向信标 天馈 系统 安装调试 中 图分 类号 ： Ｔ Ｎ ８ ２ ０ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ２ － ３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ｌ （ ｃ ） 一 ｏ ０ ４ ０ － ０ ３