§ 11.8. Падающие и отраженные волны в линии.

Подставим в формулу (11.13) вместо вместо [см. (11.34)], заменив у на получим

(11.37)

Аналогичную операцию проделаем с формулой (11.16а), причем в дополнение заменим на [см. формулу (11.17)]:

Для перехода от комплексов напряжения и тока к функциям времени умножим правые части формул (11.37) и (11.38) на произведений возьмем мнимую часть:

(11.37а)

Рис. 11.5

Рис. 11.6

(11.38а)

Падающей электромагнитной волной называют процесс перемещения электромагнитного состояния (электромагнитной волны) от источника энергии к приемнику, т. е. в нашем случае в направлении увеличения координаты х. Электромагнитное состояние определяется совокупностью электрического и магнитного полей, обусловливающих друг друга. Падающая волна, распространись от источника энергии к приемнику, несет энергию, заключенную в ее электрическом и магнитном полях.

Отраженной электромагнитной волной называют процесс перемещения электромагнитного состояния (электромагнитной волны) от приемника к источнику энергии, т. е. в нашем случае в сторону уменьшения координаты х.

Падающая электромагнитная волна образована падающей волной напряжения [второе слагаемое формулы (11.37а)] и падающей волной тока второе слагаемое формулы (11,38а)]. Отраженная электромагнитная волна образована отраженной волной напряжения [первое слагаемое формулы (11.37а)] и отраженной волной тока [первое слагаемое формулы (11.38а)].

Знак минус у отраженной волны тока свидетельствует о том, что поток энергии, который несет с собой отраженная электромагнитная волна, движется в обратном направлении по сравнению с потоком энергии, который несет с собой падающая волна.

Каждая компонента падающей волны (волны напряжения или волны тока) представляет собой синусоидальное колебание, амплитуда которого уменьшается по мере роста х (множитель а аргумент является функцией времени и координаты х.

Каждая компонента отраженной электромагнитной волны затухает по мере продвижения волны от конца линии к началу (множитель ).

Физически эффект уменьшения амплитуд падающей и отраженной волн по мере их продвижения по линии объясняется наличием потерь в линии.

На рис. 11.5 изображены графики распределения падающей волны напряжения вдоль линии (в функции ) для двух смежных моментов времени: Падающая волна распространяется слева направо. При построении принято

На рис. 11.6 представлены графики распределения отраженной волны напряжения для двух смежных моментов времени: . Отраженная волна распространяется справа налево.