22.2.2. Требования к линиям передачи

Передача информации при использовании электрической энергии в течение длительного времени осуществляется по открытым проводным линиям связи, однако этот обычный вид передачи энергии в диапазоне сверхвысоких частот используется редко. Ограниченное применение находит и передача волн вдоль однопроводной линии [61, 234, 265]. Такой способ передачи был исследован для канализации энергии на большие расстояния [60] и с этой целью проведен количественный эксперимент на линиях ограниченной длины [59]. Было обнаружено, что в коротковолновом участке сверхвысокочастотного диапазона на передачу энергии оказывают влияние дождевые капли, тогда как в длинноволновом участке становятся весьма большими размеры питающих рупоров. К недостаткам системы относится то, что рупор воспринимает нежелательную энергию, а также явление излучения с неоднородностей, в том числе с изгибов. Поэтому такой вид канализации энергии применяется лишь для специальных целей [262, 276, 300] и только на небольшие расстояния. От указанных недостатков можно избавиться ценой резкого увеличения стоимости за счет перехода на экранированные коаксиальные линии. Обычно коаксиальная линия состоит из внутреннего провода, окруженного внешним цилиндрическим экраном. Хотя воздушные коаксиальные линии и применяются для передачи на небольшие расстояния энергии на частотах до на более высоких частотах применять такие линии уже нецелесообразно из-за сильно возрастающих потерь и неравномерностей волнового сопротивления.

Для передачи сверхвысокочастотной энергии целесообразно применять волноводы, отличающиеся простотой изготовления, надежной экранировкой и небольшим затуханием [260, 261]. В прямоугольном волноводе при возбуждении в нем волны вида будет распространяться только один вид волны. Последнее позволяет вводить в профиль волновода изгибы, острые углы и подвижные элементы. Теоретическое значение затухания медного волновода сечением 58,1 X 29,2 мм равно на частоте на частоте при сечении . В случае использования больших волноводов на более высоких частотах в них могут появиться и другие виды волн и они мало пригодны для

передачи высокочастотной энергии. Поэтому большое внимание было уделено цилиндрическим волноводам (94, 161, 279).

Теоретическое значение затухания медного волновода диаметром 6,54 см на частоте при распространении в нем волны вида равно для волн вида Оба указанных значения меньше соответствующих затуханий в прямоугольном волноводе. Было произведено исследование [94] процесса распространения волны вида в волноводе длиной Величина затухания оказалась на 15% большей теоретической, рассчитанной в основном из-за явления перехода одного вида волн в другой и неровностей поверхности волновода. Уровень энергии волн появляющихся при вышеуказанном переходе, был на

50 дб ниже уровня энергии основного вида волн вида обнаружено не было.

Эффект преобразования вида волн проявлялся в основном в появлении эллиптической поляризации, обусловленной наличием нерегулярности кривизны стенок. Было найдено, что уровень поперечной составляющей, обязанной своим появлением явлению вращения плоскости поляризации на 1—2°, находится в диапазоне от —35 до —55 дб. Амплитуда поперечной составляющей волны изменялась в пределах не более 10 дб даже в том случае, когда волновод при длине прогибался на 20 см. Такие круглые волноводы целесообразно применять при осуществлении коротких линий связи. Возможность же одновременного прохождения по волноводу двух видов волн с разными плоскостями поляризации позволяет получить два независимых канала. Эффект преобразования вида волн можно свести к минимуму путем применения таких систем модуляции, как импульсно-кодовая, или путем разделения двух каналов по частоте. В последнем случае высокая степень изоляции двух по-разному поляризованных волн позволяет заметно ослабить требования к характеристикам частотного фильтра. Волны вида находят применение [161] только в сравнительно коротких линиях связи.

Значительное влияние на процесс канализации энергии оказывают отражения от небольших неоднородностей линии передачи [35, 125]. На практике линии передачи представляют собой совокупность отрезков небольшой длины, точки сочленения которых являются причиной появления отраженных волн. Теоретический анализ и экспериментальные данные указывают на то, что эти отражения в основном некогерентны. В силу вышеуказанного уровень неоднородности желательно сводить к минимуму, а промежуточные секции делать более длинными. Наличие отражений оказывает более сильное влияние на процесс канализации энергии в случае, когда передаче подлежит целый спектр частот [40, 45, 225]. В частности, было произведено исследование [111] влияния двух отражающих неоднородностей, расположенных на противоположных концах длинной линии, на качество частотно-модулированных колебаний. Исследование сводилось к оценке величины [17] частотных искажений видеосигнала на выходе идеального демодулятора.

Полученные соотношения для величины частотных искажений, обусловленных взаимным влиянием каналов друг на друга, были использованы [110] для анализа процессов передачи энергии по линиям значительной длины.

Измерения [94], проведенные в ходе эксперимента с круглым волноводом длиной при распространении в нем волны вида показали, что потери, обусловленные отражением от неоднородностей в линии, находились на уровне дб в диапазоне В состав данного волновода входили концевые подвижные парные элементы. Результаты эксперимента показали [237], что комплексные коэффициенты отражения в крайних точках волновода можно сделать идентичными путем подбора и, следовательно, расположить эти точки оптимальным образом.