Stubbtilpasning

Stubbtilpasning

 

Figur 1: Stubbtilpasning med åpen og kortsluttet koaksialkabel.

Stubbtilpasning er metode for impedanstilpasning hvor man bruker transmisjonslinjer med bestemte lengder plassert på bestemte avstander for å tilpasse impedansen på lasten til impedansen på transmisjonslinjen. Det vanligste er å bruke koaksialkabel som transmisjonslinjer, derfor er det også vanligst å bruke koaksialkabel ved stubbtilpasning. Ved stubbtilpasning må man først finne frem til avstanden fra lasten hvor stubben skal plasseres og så må man finne frem til lengdene på stubbene. Det er to løsninger på hvilken avstand som kan benyttes, i tillegg er det også mulig å plassere stubbene på de stedene på transmisjonslinjen hvor de samme forholdene for strøm og spenning gjentar seg. Når lasten har en annen impedans enn transmisjonslinjen oppstår det en refleksjon av signalet, dette fører til at strøm og spenning langs transmisjonslinjen gjentar seg med bestemte intervaller, det er det vi kaller for stående bølger. Den vanligste metoden for å komme frem til lengdene på stubbene og avstandene er å bruke Smith-diagrammet, men det går også an å regne seg frem til resultatet ved hjelp av alminnelig matematikk. Formlene nedenfor viser hvordan man kan regne seg frem til avstandene og lengdene.

Før vi kan begynne å regne må vi vite noen grunnlengden parametere, det vi må vite er følgende:

·         Frekvensen (f)

·         Impedansen til transmisjonslinjen (Z0)

·         Lastens resistans (RL)

·         Lastens reaktans (XL)

·         Hastighetsfaktoren til transmisjonslinjen (vf)

Bølgelengden (λ) og bølgelengden i transmisjonslinjen (λm):

 

 

 

λ = Bølgelengden i vakuum

λm = Bølgelengden i transmisjonslinjen

c = Lysets hastighet i vakuum = 29979248 m/s

f = Frekvensen i Hz

vf = Hastighetsfaktoren til transmisjonslinjen

 

Impedansen til lasten (ZL):

 

 

 

 

 

ZL = Lastens impedans i Ω

RL = Lastens resistans i Ω

XL = Lastens reaktans i Ω

 

Lastens admitans (YL), konduktans (GL) og susceptans (BL):

 

 

 

 

 

 

 

YL = Lastens admitans i S

GL = Lastens konduktans i S

XL = Lastens susceptans i S

 

 

Lastens normative resistans (r) og reaktans (x):

 

 

 

Z0 = Transmisjonslinjens impedans i Ω

r = Lastens normative resistans

x = Lastens normative reaktans

 

Propagasjonskonstanten β:

 

 

β = Propagasjonskonstanten

λ = Bølgelengden i vakuum

 

 

Refleksjonskoeffisienten (Γ), SWR og returtap (RT):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Γre = Refleksjonskoeffisientens real del

Γim = Refleksjonskoeffisientens imaginære del

SWR = Standbølgeforholdet

RT = Returtapet i desiBel

Susceptansen (BS) til kortslutningsstubbene:

 

 

 

bs1 = Susceptansen til kortslutningsstubben når den plasseres på den første plasseringen

bs2 = Susceptansen til kortslutningsstubben når den plasseres på den andre plasseringen

 

Avstanden fra lasten hvor stubbene skal plasseres:

 

 

 

 

 

β = Propagasjonskonstanten

Viktig: Man skal bare bruke en av plasseringene!

 

 

Lengden på kortslutningsstubbene:

 

 

 

 

 

β = Propagasjonskonstanten

λ = Bølgelengden

 

Det er anbefalt å bruke den kombinasjonen av plassering og kortslutningsstubb som gir den korteste kortslutningsstubben, da tilpasningen blir mest bredbåndet da.

Det er anbefalt å bruke kortslutningsstubber i stedet for åpne stubber fordi kortslutningsstubber er mindre utsatt for stråling.

 

 

 

 

Lengden på de åpne stubbene:

 

 

 

 

 

β = Propagasjonskonstanten                 

λ = Bølgelengden