الدائرة السميث وأساسيات الدوائر المتطابقة

الدائرة السميث هي رسم بياني للمعاملات الزوجية (غاما \(\Gamma\)) في الإحداثيات القطبية. يتم رسم الجزء الحقيقي والجزء الخيالي لمعاوقة الأعداد الزوجية في هذا الرسم. يمكن رسم القيم في الجزء الحقيقي (R) في نطاق يتراوح من 0 إلى ما لا نهاية (\(\infty\))، والقيم في الجزء الخيالي (X) في نطاق يتراوح من سالب ما لا نهاية إلى موجب ما لا نهاية. يمكن للدائرة السميث تمثيل العديد من المعاملات والوظائف بما في ذلك ولكن لا يقتصر على:

• المعاوقة المركبة
• المعاملات الزوجية المركبة
• نسبة جهد الانعكاس VSWR
• تأثير خط النقل
• تصميم شبكة معاوقة متطابقة

المعاوقة الموحدة

يجب أن نحول أولاً المعاوقة المركبة إلى المعاوقة الموحدة قبل رسمها على الدائرة السميث. المعاوقة الموحدة تساوي المعاوقة الفعلية مقسومة على معاوقة النظام:

في معظم الحالات، معاوقة النظام تكون 50 أوم، لذلك عادة ما يتم قسم المعاوقة الفعلية على 50 أوم. على سبيل المثال، إذا كانت المعاوقة الفعلية (37+j55) أوم، فإن قيمة المعاوقة الموحدة تقدر بحوالي (0.74+j1.10) أوم.

تفسير الدائرة السميث

على الدائرة السميث، يكون المحور الرئيسي الأفقي في وسطه محور المقاومة الكهربائية النقية (R). على هذا المحور، المعوقة تكون دائمًا مساوية لصفر. في منطقة أعلى المحور الرئيسي (R+jX)، تظهر المعوقة على أنها انتقالية، بينما في منطقة أسفل المحور (R-jX)، تظهر المعوقة على أنها انتقالية سلبية.

النقاط الرئيسية

على الدائرة السميث، هناك بعض النقاط الرئيسية. نقطة الوسط تمثل المعاوقة في النظام (في النظام الذي يحتوي على معاوقة 50 أوم، تمثل هذه النقطة قيمة المعاوقة 50 أوم). على طول المحور الرئيسي، تمثل النقطة الأقصى اليمين فتحة الدائرة (معاوقة لا نهاية لها)، بينما تمثل النقطة الأقصى اليسار ماسة الدائرة (معاوقة تساوي صفر).

دائرة المقاومة الثابتة

على دائرة المقاومة الثابتة، تكون المعاوقة الموحدة (الجزء الحقيقي) ثابتة. على سبيل المثال، الدائرة التي تمر عبر نقطة الوسط تكون لها معاوقة قدرها 1 (50 أوم)، وهذا يعني أن الجزء الحقيقي للمعاوقة الموحدة هو 1. في الرسم، هناك أيضًا دوائر مقاومة ثابتة أخرى حيث الجزء الحقيقي للمعاوقة الموحدة يكون 0.4 و 3.0:

قوس المعوقة الثابتة

يمتد قوس المعوقة الثابتة من نقطة الفتحة ويمر فوق النقاط التي

معامل تغيير القطر في الدائرة السميث للأمواج

عمومًا، تحتوي الدائرة السميث عادة على محور لمعامل تغيير القطر. افترض وجود نقطة امتصاص مركبة في الرسم، اربطها بالنقطة المركزية ثم قم بتدويرها على طول النصف قطر إلى المحور الرئيسي واحتسب تأثيرها على محور معامل تغيير القطر كما هو موضح في الرسم:

يمكنك قراءة بعض المعلومات على هذا المحور:

• نسبة الجهد المنعكس (VSWR): 2.3:1
• خسارة العودة (Return Loss): 8.10dB
• معامل الانعكاس (Reflection Coefficient)
  • الجهد: 0.155
  • القدرة: 0.39

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن نلاحظ أن النقاط المتواجدة على هذه الدائرة نفسها تشترك في نفس القيم.

العلاقة بين نسبة الجهد المنعكس وخطوط النقل

سبق لنا أن أشرنا إلى أن نسبة الجهد المنعكس (SWR) لنقاط مختلفة على الدائرة المرسومة بنصف قطر يتراوح بين النقطة المركزية (المقاومة النظامية) ونقطة الامتصاص المركبة هي نفسها. ويمكن اعتبار الانتقال حول هذه الدائرة مكافئًا لنصف موجة. وبالتالي، فإن زيادة طول خط النقل بنصف موجة يؤدي إلى لف النقاط على الدائرة مرة أخرى.

وبناءً على هذا، يجب مراعاة أن تكون أطوال خطوط النقل من مصدر الإشارة إلى الهوائي مضاعفات صحيحة لنصف موجة الهوائي لضمان تطابق الامتصاص المرسوم مع الامتصاص الفعلي للهوائي. إذا كانت الأطوال ليست مضاعفات لنصف موجة، يمكن استخدام نموذج خط النقل داخل SimNEC للتعويض.

هناك ظاهرة مثيرة للاهتمام أخرى: إذا كان طول خط النقل المفتوح في الطرف يبلغ ربع موجة (يدير نصف دورة)، سيظهر وكأنه قصر، وعلى النقيض من ذلك، إذا كان طول خط النقل المغلق في الطرف يبلغ ربع موجة، فإن الخصائص المرسومة ستبدو كما لو كانت مفتوحة.

تصميم دوائر التطابق

غالبًا ما نقوم بتوصيل المكثفات والملفات في الدوائر كمكمل للتطابق وتغيير موقع نقطة الامتصاص المركبة.

• الملفات المتسلسلة: اتجه في اتجاه عقارب الساعة على الدائرة الثابتة للمقاومة.
• المكثفات المتسلسلة: اتجه ضد عقارب الساعة على الدائرة الثابتة للمقاومة.
• الملفات المتوازية: اتجه ضد عقارب الساعة على الدائرة الثابتة للموصلية.
• المكثفات المتوازية: اتجه في اتجاه عقارب الساعة على الدائرة الثابتة للموصلية.

من الناحية النوعية، سواء كانت ملفات متسلسلة أم مكثفات متسلسلة، فإن إضافة الملفات ستزيد من ارتفاع نقطة الامتصاص المركبة، بينما ستقلل إض

الأسلوب المقترح يترجم النص بالعربية بشكل أنيق واحترافي دون أن يظهر أي أثر لترجمة آلية. النص سيبقى بنفس تنسيق العلامات التالي:

يمكن تلخيص الطريقة تقريبًا على النحو التالي: **ابدأ من النقطة الأقرب للحمل** وأضف الجهاز الأول لتحريك نقطة الانتقال المعقدة إلى الدائرة القياسية للموصلية الثابتة أو الدائرة القياسية للمقاومة الثابتة. ثم، أضف الجهاز الثاني لتحريكها على طول الدائرة القياسية للموصلية الثابتة أو الدائرة القياسية للمقاومة الثابتة حتى تصل إلى النقطة المركزية. يمكن قراءة قيم الأجهزة المختارة في البرنامج.

للمزيد عن تصحيح الدوائر التي تطابق الواقع، يُفضل الانتقال إلى المقالة [**تصميم دوائر مطابقة الهوائي العامة**](https://wiki-power.com/%E4%B8%80%E8%88%AC%E5%A4%A9%E7%BA%BF%E5%8C%B9%E9%85%8D%E7%94%B5%E8%B7%AF%E7%9A%84%E8%AE%BE%E8%AE%A1).

## المراجع والشكر

- [دائرة سميث: تاريخ دائرة سميث ولماذا تعتبر مهمة لمصممي الراديو الترددي](https://www.digikey.cn/zh/blog/the-smith-chart-its-history-and-why-its-so-important)
- [أساسيات دائرة سميث - مقدمة، الممانعة، نسبة الجهد إلى الجهد المتناقص، خطوط النقل، التطابق](https://www.youtube.com/watch?v=TsXd6GktlYQ&list=PL4ZSD4omd_AzQ7T0Dt4zTBW8sHLQHjqMQ&index=7)
- [مفاهيم أساسية في هندسة الراديو الترددي: دائرة سميث](https://cds.cern.ch/record/1417989/files/p95.pdf)

> عنوان النص: <https://wiki-power.com/>  
> يتم حماية هذا المقال بموجب اتفاقية [CC BY-NC-SA 4.0](https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.zh)، يُرجى ذكر المصدر عند إعادة النشر.

يرجى مراجعة الترجمة والتأكد من أنها تتوافق مع متطلبات الأسلوب المطلوب.

تمت ترجمة هذه المشاركة باستخدام ChatGPT، يرجى تزويدنا بتعليقاتكم إذا كانت هناك أي حذف أو إهمال.