Google Colab(Colaboratory)でPythonの高周波用ライブラリscikit-rfを使う(2)スミスチャート（インピーダンスチャートとアドミタンスチャート）を描いてみる。そしてマーカーをうってその値を読む。

さて前回はTouchstoneフォーマットのSパラメータを読んでdB表示で図示してみるところまでだった。

Google Colab(Colaboratory)でPythonの高周波用ライブラリscikit-rfを使う(1)まずは準備とTouchstone形式でSパラメータファイルを読み込んでdB表示をする。事例はMarki MicrowaveのQuadplexer(4バンド分離）のs5pを使う。 

今回はスミスチャートを描いてみよう。例題は前回と同じくMarki MicrowaveのQuadplexer。

データを読むところまでは同じ。

!pip install scikit-rf

from google.colab import drive

drive.mount('/content/drive')

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

import skrf as rf

rf.stylely()

path = "/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/"

ntwk = rf.Network(path + "MMPX-00002PSM.s5p", f_unit="GHz")

単純にスミスチャートを描くだけなら前回のplot_s_db()をplot_s_smith()にするだけ。

これはインピーダンスチャートだが、アドミタンスチャートにするにはchart_type='y'にする。

スミスチャートと言えばマーカーを引いて値を読みたいところだが、最近まであまりうまいやり方がなかった。

しかし公式サイトでやり方が記載された。

https://scikit-rf.readthedocs.io/en/latest/tutorials/Plotting.html

これを元にやってみよう。ただし、公式サイトの例題が配列の要素指定なのがいまいちなので、周波数から探すようにした。ただしこれは確実にその周波数があると分かっている場合のみなので、一番近い値にしたいときは例えばこれなど

https://qiita.com/Krypf/items/2eada91c37161d17621d

を参照。

#　周波数が配列の何番目に当たるか?

fmarker = []

for i in [15.0e9, 25.0e9, 35.0e9, 40.0e9]:

    fmarker.append(np.where(ntwk.f == i)[0][0])

# マーカーの準備

lines = [

    {'marker_idx': fmarker, 'color': 'b', 'm': 0, 'n': 0, 'ntw': ntwk}

]

# figureの準備

fig, ax = plt.subplots(1, 1)

# スミスチャートの設定

rf.plotting.smith(ax = ax, draw_labels = True, ref_imm = 50.0, chart_type = 'z')

# データをプロット

col_labels = ['Frequency', 'Real Imag']

row_labels = []

row_colors = []

cell_text = []

for l in lines:

    m = l['m']

    n = l['n']

    l['ntw'].plot_s_smith(m=m, n=n, ax = ax, color=l['color'])

    #マーカーをプロット

    for i, k in enumerate(l['marker_idx']):

        x = l['ntw'].s.real[k, m, n]

        y = l['ntw'].s.imag[k, m, n]

        z = l['ntw'].z[k, m, n]

        z = f'{z.real:.4f} + {z.imag:.4f}j ohm'

        f = l['ntw'].frequency.f_scaled[k]

        f_unit = l['ntw'].frequency.unit

        row_labels.append(f'M{i + 1}')

        row_colors.append(l['color'])

        ax.scatter(x, y, marker = 'v', s=20, color=l['color'])

        ax.annotate(row_labels[-1], (x, y), xytext=(-7, 7),

                    textcoords='offset points', color=l['color'])

        cell_text.append([f'{f:.3f} {f_unit}', z])

leg1 = ax.legend(loc="upper right", fontsize= 6)

# 表をプロット

the_table = ax.table(cellText=cell_text,

                      colWidths=[0.4] * 2,

                      rowLabels=row_labels,

                      colLabels=col_labels,

                      rowColours=row_colors,

                      loc='bottom')

the_table.auto_set_font_size(False)

the_table.set_fontsize(6)

結果はこちら。ちゃんとマーカーがついてる。

次はTDRあたりかな…