21.Кабель – среда распространения электромагнитных сигналов. Линии передачи. Их модель, параметры.

Кабельную продукцию в зависимости от конструкции подразделяют на кабели, провода и шнуры. Кабель - одна или более изолированных жил (проводников), заключенных, как правило, в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься соответствующий защитный покров, в который может входить броня. Провод - одна неизолированная или одна и более изолированных жил, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься неметаллическая оболочка, обмотка и (или) оплетка волокнистыми материалами или проволокой. Шнур - две или более изолированных гибких или особо гибких жил сечением до 1,5 кв. мм., скрученных или уложенных параллельно, поверх которых в зависимости от условий эксплуатации могут быть наложены неметаллическая оболочка и защитные покрытия. Длинная линия — регулярная линия передачи, длина которой превышает длину волны колебаний, распространяющихся в линии, а расстояние между проводниками, из которых состоит линия передачи, значительно меньше длины волны. Характерной особенностью длинных линий является проявление интерференции двух волн, распространяющихся навстречу друг другу. Одна из этих волн создается генератором электромагнитных колебаний, подключенным к линии, и называется падающей. Другая волна может возникать из-за отражения падающей волны от нагрузки, подключенной к противоположному концу линии, и называется отраженной. Отраженная волна распространяется в направлении, обратном падающей волне. Все разнообразие процессов, происходящих в длинной линии, определяется амплитудно-фазовыми соотношениями между падающей и отраженной волнами. Линия передачи:

Эквивалентная схема элементарного участка линии:

Z_Н = R_Н + iX_Н — комплексное сопротивление нагрузки; z — продольная координата линии, отсчитываемая от места подключения нагрузки. Эквивалентная схема участка длинной линии:

П огонные сопротивление r₀ и проводимость g₀ зависят от проводимости материала проводов и качества диэлектрика, окружающего эти провода, соответственно. Чем меньше тепловые потери в металле проводов и в диэлектрике, тем меньше r₀ и больше g₀. Погонные индуктивность L₀ и емкость C₀ определяются формой и размерами поперечного сечения проводов, а также расстоянием между ними. Условие регулярности длинной линии:

Данные соотношения являются математическим определением регулярности длинной линии. Смысл соотношения состоит в неизменности вдоль линии ее погонных параметров. Дифференциальные уравнения однородной линии: Разность напряжений в начале и конце элементарного участка: