Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЦЕПЕЙ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ12-1. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯИсточник сверхвысокочастотной мощности соединен с нагрузкой (потребителем) линией передачи, по которой распространяется электромагнитная энергия. Широкое распространение получили двухпроводные (воздушные), коаксиальные, волноводные и полосковые линии передачи. Все линии передачи независимо от их конструкции являются цепями с распределенными параметрами и характеризуются индуктивностью Короткие отрезки линий с хорошим приближением можно считать линиями без потерь, и тогда их удобно характеризовать волновым сопротивлением Значение волнового сопротивления линии передачи определяется только ее конструкцией и не зависит от протяженности линии. В табл. 12-1 приведены некоторые сведения о распространенных конструкциях линий передачи энергии, о типах волн, в них распространяющихся, структуре электрического поля и волновом сопротивлении. Напомним терминологию, относящуюся к параметрам среды, использованную в таблице, и соответствующие Таблица 12-1 (см. скан) обозначения:
где В практических конструкциях линий передач значение волнового сопротивления заключено в следующих пределах: в двухпроводных воздушных линиях 400—600 Ом; в коаксиальных 50 и 75 Ом; в волноводных 300—600 Ом; в полосковых симметричных 30—100 Ом, несимметричных — 20—75 Ом. Волновое сопротивление свободного пространства определяется формулой Режимы работы линии передачи. Линия передачи конечной длины, нагруженная на сопротивление генератора к нагрузке в виде двух бегущих волн напряжения, движущихся в противоположных направлениях с одинаковой скоростью. Волну, движущуюся от генератора к нагрузке, называют падающей Коэффициент отражения характеризует степень согласования линии с нагрузкой и имеет вид
где
Рис. 12-1. Распределение напряжения вдоль линии передачи в режиме бегущей волны Вследствие противоположных направлений распространения падающей и отраженной волн и изменения фазового сдвига между ними вдоль линии устанавливается некоторое распределение напряжения (тока), амплитуды которого Режим бегущей волны устанавливается при нагрузке линии активным сопротивлением, равным ее волновому: — Режим стоячей волны устанавливается при коротком замыкании линии
При коротком замыкании линии (рис. 12-2, а) амплитуда отраженной волны напряжения равна амплитуде падающей, а фаза отраженной волны противоположна фазе падающей, вследствие чего напряжение и ток в любом сечении линии различны и принимают значения от нуля (узел напряжения), до некоторого максимума (пучность напряжения).
Рис. 12-2. Распределение напряжения в линии передачи в режиме стоячей волны В месте короткого замыкания образуется первый узел напряжения; затем узлы повторяются по длине линии в направлении к генератору через расстояния Если линия нагружена чисто реактивным сопротивлением, то при индуктивной нагрузке первый узел напряжения устанавливается на расстоянии Режим смешанных волн устанавливается при нагрузке линии активным сопротивлением, не равным волновому сопротивлению линии, или произвольным комплексным сопротивлением. В этом режиме амплитуда падающей волны больше амплитуды отраженной, энергия переносится в сторону нагрузки и часть энергии в ней поглощается. В линии устанавливается распределение напряжения, показанное на рис. 12-3 для различных нагрузок.
Рис. 12-3. Распределение напряжения вдоль линии передачи в режиме смешанных волн Расстояние Коэффициент отражения удобно выразить через волновое сопротивление линии и сопротивление нагрузки:
Модуль коэффициента отражения и коэффициенты стоячей и бегущей волн связаны между собой соотношениями
Из рассмотрения рис. 12-1, 12-2 и 12-3 следует, что по виду распределения напряжения вдоль линии можно определить характер полного сопротивления нагрузки
Подставляя вместо коэффициента стоячей волны коэффициент бегущей волны, получим
Выражения (12-5) и (12-5а) равноценны по точности результатов и трудоемкости вычислений. Часто пользуются нормированным значением сопротивления нагрузки
Необходимые для вычисления сопротивлений значения коэффициентов
|
1 |
Оглавление
|