Visual C#(C_sharp)用のグラフプロットライブラリScottPlotを使う(2) 2ポートTouchstoneフォーマットのSパラメータを読み込んで高周波設計で用いられるスミスチャートとdB表示プロットを描く。拡大縮小移動も簡単。

今回はＳパラメータの表示。dB表示は簡単だが、スミスチャートはどうする？と思ったらもうScottPlotに用意されていた。

https://scottplot.net/cookbook/5.0/SmithChart/

これなら簡単だ。ソースコードはこんな感じで（Touchstone読むところは面倒なので手抜き…）。

namespace PlotSmith

{

    public partial class Form1 : Form

    {

        public Form1()

        {

            InitializeComponent();

            radioButton1.Checked = true;

            var axis = formsPlot1.Plot.Axes;

            axis.Bottom.Label.Text = "Frequency[MHz]";

            axis.Bottom.Label.FontSize = 21;

            axis.Bottom.TickLabelStyle.FontSize = 21;

            axis.Left.Label.Text = "S parameter[dB]";

            axis.Left.Label.FontSize = 21;

            axis.Left.TickLabelStyle.FontSize = 21;

        }

        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)

        {

            List<double> freq = new List<double>();

            List<List<double>> spara = new List<List<double>>();

            StreamReader sr = new StreamReader("dea165550bt-2322a1-h.s2p");

            while (!sr.EndOfStream)

            {

                string? line = sr.ReadLine();

                if (line != null && line[0] != '!' && line[0] != '#')

                {

                    string[] data = line.Split(' ');

                    freq.Add(double.Parse(data[0]));

                    List<double> list = new List<double>();

                    list.Add(double.Parse(data[1]));

                    list.Add(double.Parse(data[2]));

                    list.Add(double.Parse(data[3]));

                    list.Add(double.Parse(data[4]));

                    spara.Add(list);

                }

            }

            int n = spara.Count;

            if (radioButton1.Checked)

            {

                formsPlot1.Plot.Clear();

                var fr = new double[n];

                var s11 = new double[n];

                var s21 = new double[n];

                for (int i = 0; i < n; i++)

                {

                    fr[i] = freq[i];

                    s11[i] = spara[i][0];

                    s21[i] = spara[i][2];

                }

                var s11plot = formsPlot1.Plot.Add.ScatterLine(fr, s11);

                s11plot.LegendText = "S11";

                s11plot.LineWidth = 5;

                var s21plot = formsPlot1.Plot.Add.ScatterLine(fr, s21);

                s21plot.LegendText = "S21";

                s21plot.LineWidth = 5;

                formsPlot1.Plot.Legend.FontSize = 21;

                formsPlot1.Plot.ShowLegend();

                formsPlot1.Plot.Axes.AutoScale();

                formsPlot1.Refresh();

            }

            if (radioButton2.Checked)

            {

                formsPlot1.Plot.Clear();

                var smith = formsPlot1.Plot.Add.SmithChartAxis();

                var s11re = new double[n];

                var s11im = new double[n];  

                for (int i = 0;i < n; i++)

                {

                    var db = spara[i][0];

                    var phase = spara[i][1];

                    var mag = Math.Pow(10.0, db / 20.0);

                    s11re[i] = mag * Math.Cos(phase * Math.PI / 180.0);

                    s11im[i] = mag * Math.Sin(phase * Math.PI / 180.0);

                }

                var sline = formsPlot1.Plot.Add.ScatterLine(s11re, s11im);

                sline.LineWidth = 5;

                formsPlot1.Plot.Axes.AutoScale();

                formsPlot1.Refresh();

            }

        }

    }

}

実行結果の動画。dBとスミスチャートを切り替えられるようにした。