電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 2014.5.27 （情報・通信工学専攻博士課程） 伝送工学特論 矢加部 利幸 電気通信大学 大学院 情報理工研究科 情報・通信工学専攻 電子情報システムコース 第６回 ２０１４年５月２７日 FREE COPY NOT FOR SALE 1 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 2014.5.27 目次 第０章 ４月 ８日 ガイダンス 電通大紹介，自己紹介と研究室紹介 Phillip Hagar Smith ＳＩ国際単位系 ４月１５日 第１章 正弦波定常状態解析 ４月２１日 第２章 伝送線路理論（その１） ５月１３日 第２章 伝送線路理論（その２) ５月２０日 第３章 スミスチャート（その１） ５月２７日 第３章 スミスチャート（その２） 第４章 Ｓパラメータ 第５章 シグナルフローグラフ 第６章 ６ポート計測理論とその応用 http://ja.wikipedia.org/ FREE COPY NOT FOR SALE 2 1 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 2014.5.27 課題１ 特性インピーダンス ５０ Ω の無損失伝送線路に ZL=２５０ Ω の負荷が接続されている。 １）負荷の正規化インピーダンス zL を求めよ。 zL = 5 ２）負荷に最も近く、正規化コンダクタンスが１と なる位置のインピーダンスZiを求めよ。 Zi = zi Z0 =50(0.23-j0.42) =11.5-j21 W FREE COPY NOT FOR SALE 3 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 2014.5.27 課題１（解答例） 1 0.8 0.6 g＝１となる点 2 0.4 負荷から遠い 3 負荷の正規化 0.2 インピーダンス 5 zL = 5 10 5 3 2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0.1 10 g＝１となる点の 正規化インピーダ ンス -10 -0.2 -5 電源へ -3 zi =0.23-j0.42 -0.4 負荷に近い -2 -0.6 -0.8 FREE COPY NOT FOR SALE -1 4 2 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 2014.5.27 課題２ 特性インピーダンス ５０ Ω の無損失伝送線路に ZL=25+j100 Ω の負荷が接続されている。 １） VSWRを求めよ。 zL = 0.5+j2 VSWR＝10.4 ２）負荷の反射係数を求めよ。 z -1 GL = 0.824 51° Γ = z 1 ３）負荷に最も近いVSW最大点の位置を求めよ。 電源に向かって0.071波長 FREE COPY NOT FOR SALE 5 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 2014.5.27 課題２（解答例） 0.179l |G |=9.4／11.4 =0.824 VSWR=10.4 FREE COPY NOT FOR SALE 6 3 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 1 0.8 負荷 2014.5.27 0.179l 0.6 2 0.4 3 0.071l 電源へ 0.2 5 0.25l 10 5 3 2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0.1 10 -10 -0.2 VSW max -5 -3 -0.4 -2 -0.6 -0.8 -1 FREE COPY NOT FOR SALE 課題２の解答例 ３）負荷に最も近い VSWRの最大点 7 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 2014.5.27 課題３ 特性インピーダンス Z0=50W の無損失伝送線路に，電圧定在波比 VSWR=3 の定在波が生じ，電圧最小点の位置は，負荷端を短絡した ときの電圧最小点の位置より l/8 だけ負荷側にずれている。 スミスチャートより負荷インピーダンスZL の値を求めよ。 ZL=30+j40[W] 2 1.5 負荷端短絡 等価的な 負荷端の位置 1 VSWR=3 0.5 負荷端の位置 l/8 2 4 FREE COPY NOT FOR SALE 6 8 10 12 8 4 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 l/8=0.125l 1 0.8 2014.5.27 正規化負荷インピーダンス 0.6 0.6+j0.8 2 0.4 電源へ ZL=50(0.6+j0.8) =30+j40 W 3 0.2 5 10 5 3 2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0.1 10 -10 -0.2 -5 -3 -0.4 -2 -0.6 VSWR=3 の電圧定在波最小点における正規化 -0.8 -1 課題３の解答例 インピーダンス FREE COPY NOT FOR SALE 9 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 2014.5.27 課題４ 特性インピーダンス 50 Ω の無損失伝送線路に ZL=35－j47.5 Ω の負荷が接続されている。この 負荷を短絡スタブで整合させるためのスタブの 位置と長さを決定せよ。 d = 0.059l d Z0 ZL l = 0.111l l FREE COPY NOT FOR SALE 10 5 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 2014.5.27 矢部初男名誉教授提供 Short-circuit stub matching d yi=1+jb Matching yi=zi =1 ZL d ZL -jb l FREE COPY NOT FOR SALE 11 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 A 50-W T-L is terminated in an impedance of 2014.5.27 WTG = .109l WTG = .168l ZL = 35 - j47.5. Find the position and length of the short-circuited stub to match it. 1) Normalize ZL yL zL = 0.7 – j0.95 yA 2) Find zL on S.C. Draw G circle Convert to yL Find g=1 circle Find intersection of G circle and g=1 circle (yA) 7) Find distance traveled (WTG) to get to this admittance 3) 4) 5) 6) zL 8) This is dSTUB dSTUB = (.168-.109)l dSTUB = .059l FREE COPY NOT FOR SALE d yi=1+jb ZL 12 6 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 A 50-W T-L is terminated in an impedance of 2014.5.27 bA = 1.2 ZL = 35 - j47.5. Find the position and length of the short-circuited stub to match it. 9) Find bA -jb 10) Locate PSC 11) Set bSTUB = bA and l find ySTUB = -jbSTUB 12) Find distance traveled (WTG) to get from PSC to ySTUB 13) This is lSTUB d yA ZL PSC WTG = 0.25l lSTUB = (0.361-0.25)l lSTUB = .111l Our solution is to place a shortcircuited stub of length .111l a distance of .059l from the load. ySTUB = -j1.2 WTG = 0.361l FREE COPY NOT FOR SALE 14 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 WTG = .139l WTG = .109l There is a second solution where the G circle and g=1 circle intersect. This is also a solution to the problem, but requires a longer dSTUB and lSTUB so is less desireable, unless practical constraints require it. 2014.5.27 ySTUB = j1.2 yL yA1 WTG = 0.25l dSTUB = (.332-.109)l PSC = .223l lSTUB = (.25+.139) l yA2 = .389 l zL d ZL -jb bA2 = -1.2 l FREE COPY NOT FOR SALE WTG = .332l 15 7 電気通信大学大学院 情報・通信工学専攻 伝送工学特論 担当：矢加部利幸 2014.5.27 目次 はじめに（電通大紹介，自己紹介と研究室紹介） フェーザ法（正弦波定常状態解析） 伝送線路理論 拡張Ｓパラメータ（電力波）の提案 スミスチャート Ｓパラメータ シグナルフローグラフ ６ポート理論 FREE COPY NOT FOR SALE 提案者の黒川先生（右） ２００９．１１．２５ 16 8
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