MATLAB ile Mühendislik #05 | MATLAB RF Toolbox ile Smith Abağı ve Empedans Uydurma

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

MATLAB ile Mühendislik serisinin beşinci dersi: radyo frekansı. Wi-Fi'ın 2.4 GHz bandında 50 Ω'luk bir hat, empedansı 20 − j30 Ω olan bir anteni besliyor. Gücün ne kadarı geri yansıyor ve bunu nasıl sıfırlarız? Yansıma katsayısını elle ve z2gamma ile hesaplıyoruz: Γ = −0.2069 − 0.5172i, |Γ| = 0.5571. İleri ve yansıyan dalganın oluşturduğu duran dalgayı canlandırıp VSWR'yi (3.5155) ve geri dönüş kaybını (5.0816 dB) yorumluyoruz: gücün yüzde 31.0345'i antene hiç ulaşmıyor. Smith abağının dilini (merkez, dış çember, açık/kısa devre, endüktif/kapasitif yarı) adım adım kuruyor, yükü abağa yerleştiriyoruz. L tipi uydurma devresini tasarlıyoruz: Q = 1.2247, seri reaktans 54.4949 Ω, paralel susseptans 0.0245 S; 2.4 GHz'te 3.6138 nH'lik bobin ve 1.6244 pF'lık kondansatör, giriş empedansı tam 50 Ω. Smith abağında sabit direnç ve sabit iletkenlik çemberleri boyunca iki adımı izliyoruz. Son olarak RF Toolbox'ta circuit, sparameters ve gammain ile devreyi gerçekten kurup 1–4 GHz taramasında 2.4 GHz'te yansımanın sıfır olduğunu, VSWR 2'nin altındaki bandın 1.77–2.87 GHz olduğunu görüyoruz. Ekrandaki her komut, çıktı ve eğri MATLAB R2026b ve RF Toolbox'ta gerçekten çalıştırıldı. Bu derste: 1. Yansıma katsayısı, z2gamma, duran dalga ve VSWR 2. Geri dönüş kaybı ve yansıyan güç yüzdesi 3. Smith abağını okumak 4. L tipi uydurma: seri bobin + paralel kondansatör 5. Smith abağında sabit r ve sabit g çemberleri 6. RF Toolbox: circuit, sparameters, gammain ile doğrulama ve bant genişliği Bölümler: 0:00 Problem: 2.4 GHz'te uyumsuz anten 0:44 Yansıma, VSWR ve yansıyan güç 1:37 Smith abağını okumak 2:04 L tipi uydurma devresi 2:51 Smith abağında iki adım 3:10 RF Toolbox: devreyi gerçekten kur 3:43 Uyum bant genişliği 4:14 Toparlayalım 4:45 Sıradaki: antenler Kaynak kitap: MathWorks MATLAB R2026b ve RF Toolbox belgeleri (z2gamma, circuit, capacitor, inductor, setports, sparameters, gammain); yansıma, VSWR, Smith abağı ve L tipi uydurma standart RF mühendisliği konularıdır. MathWorks öğretici içerikleri kopyalanmadı; problem, devre değerleri, anlatım ve ekranlar özgündür. Sonuçlar elle karmaşık sayı hesabıyla ve bağımsız bir frekans taramasıyla doğrulandı. Hedef kitle: elektrik-elektronik ve haberleşme mühendisliği öğrencileri. Ön koşul: MATLAB Temel (karmaşık sayılar), MATLAB ile Mühendislik #02 (frekans cevabı).