Carta di Smith

La carta di Smith è uno strumento molto usato per risolvere tutti i problemi di adattamento delle linee a radiofrequenza. Si tratta un diagramma circolare, costituito da due serie di circonferenze che si intersecano e che consentono di determinare l’impedenza, o più spesso, l’ammettenza, nelle sue due componenti, reale ed immaginaria, della linea in ogni suo punto.

L’uso della carta di Smith è cresciuto in modo costante negli anni ed essa è ancora oggi largamente utilizzata, non solo come aiuto nella risoluzione di alcuni problemi, ma anche per mostrare graficamente come alcuni parametri RF cambiano al variare della frequenza. La Carta di Smith relativa a una serie di dati numerici risulta, infatti, in molti campi, di più immediata comprensione rispetto a una tabella contenente le stesse informazioni.

Dal punto di vista pratico, la carta di Smith consente di scegliere il punto adatto lungo la linea, per inserire lo stub in grado di compensare la parte reattiva, indesiderata, del carico e permettere al generatore di vederne solo la parte resistiva e non geneare, di conseguenza, onde riflesse indesiderate.

Con la carta si calcola anche il coefficiente di riflessione sul carico ed in ogni punto della linea, si rileva anche il ROS in ogni punto della linea ed anche del carico.

Nella sua forma più comune è un diagramma bi-dimensionale che permette il calcolo grafico approssimato di una funzione. Si basa su una rappresentazione dei dati in un opportuno sistema di coordinate non cartesiane. Come il regolo calcolatore, è uno strumento grafico di calcolo analogico.

La carta di Smith viene tracciata sul piano complesso del coefficiente di riflessione, e i valori rappresentati sono tipicamente impedenze o ammettenze normalizzate, o in alcuni casi entrambi, che sono rappresentate con colori diversi per permettere di distinguerle. La normalizzazione permette di usare la carta di Smith per problemi che riguardano un qualunque valore di impedenza caratteristica o impedenza di sistema, benché tale valore sia in molti casi pari a 50 Ohm. Con semplici costruzioni grafiche è possibile convertire ammettenze o impedenze normalizzate nel corrispondente coefficiente di riflessione.

La parte della Carta di Smith utilizzata più frequentemente è quella posta sulla circonferenza di raggio o quella collocata nella zona centrale. L’impiego della Carta di Smith per il calcolo e la verifica delle impedenze di una linea di trasmissione non è semplicissima comporta spesso disagi di tipo grafico, soprattutto in situazioni complesse come la presenza di più impedenze di carico e/o componenti discreti all’interno di una linea.

Per questo motivo esistono delle soluzioni software e web-based che ne consentono un utilizzo molto più semplice.