Thousand waves over the emerald ocean
NanoVNAに限らずベクトルネットワークアナライザ(VNA)の画面には 丸いグラフ が表示されます。 あまり見かけないグラフなだけに少し難しい印象を受けます。 それは・・・ スミスチャートと言います。 スミスチャートはインピーダンスの全体像を表示するグラフです。 スミスチャートという名前は知っていても、実際にグラフを手書きで描いたことがある人はいないのではないかと思います。 その便利さは自動で表示してくれるからこそのもので、一目で何が測定されたのかが分かるのです。 Smith Chart グラフの中に単位を併記してくれれば、さほど問題はないのですが不思議なことに単位が描かれていない事が殆どです。 普通に2次元のグラフを描けば中心に「0」を描いてそこから横軸はX軸で縦軸はY軸にすることでしょう。 X軸は「レジスタンス R」でY軸は「リアクタンス X」という風です。 しかしスミスチャートは違います。 中心は「50Ω」 で「0」は左端です。 そういう意味では普通の2次元グラフの右側半分だけという見方もあります。 それに(縦軸ではなく)縦方向はリアクタンス Xです。リアクタンス Xもj50Ωが基準になっています。 50Ωを基準にするという事は、 50Ωを中心に正規化した という事です。 50Ωを中心に正規化すると何が便利かというと、 VSWRのグラフが50Ωを中心に同心円になるのです。 弓矢の的の様になってくれるのですね。 アンテナ等の無線設備はこの50Ωになる様に各部を調整するのですから、グラフをパッと見ただけで調整がされているかどうかが判別できます。 そのためのグラフとも言えます。 このグラフを一目見て分かることは、横軸の中心線より上側は インダクタンス(L)成分(コイル成分) で、 下側はキャパシタンス(C)成分(コンデンサ成分) です。 中心線は 実 抵抗(R)成分です。ですから横軸にマイナスの部分はないのです。 インピーダンスZは Z = R + jX ですから、測定されたRとXをグラフ上にプロットするとインピーダンスZの状態が一目で分かります。 インピーダンスのグラフ(緑色の曲線)が点ではなく曲線になっているは周波数によってインピーダンスが変化しているからです。 すごくないですか？すごいですよね・・・ という訳でスミスチャートが読めるようになるとベクトルネットワークアナライザの価値が高まります。 もちろんスミスチャートを使わなくても従来通りのグラフも表示できるので絶対必要という訳ではありません。 便利になるというところです。 ちなみに緑色の線は私が製作したアンテナの特性グラフなのですが、中心のVSWR=1.5の線の外側になってしまいました。VSWR≦1.5と言われていますのであまり良い性能ではなかったですね。 注： 元々のスミスチャートは正規化された中央値がグラフの中心になるものなので、私たちが今回利用するのは50Ω系の無線設備だけの話です。
by 1000waves | 2023-06-05 16:31 | 電子工作 | Comments( 0 )
電気工学的な日記です。
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