Линии передачи, основные типы
Различные типы линий передачи предназначены для соединения антенных устройств с передатчиками и приемниками, для связи между собой отдельных элементов того или иного устройства, а также в качестве колебательных систем.
При выборе линии передачи руководствуются рядом общих требований.
Первое требование – обеспечение высокого КПД при передаче мощности. Все виды потерь энергии − на нагрев проводников и диэлектриков, на отражение или преобразование в волны паразитных типов и др. −должны быть минимальными.
Второе требовние − максимальная напряженность поля внутри линии передачи при фиксированной проводящей мощности должна быть как можно ниже. Это уменьшает опасность электрического пробоя и позволяет передавать наибольшую мощность.
Третье требование − устранение частотных искажений передаваемых по тракут сигналов и обеспечение возможности работы в нужной полосе частот.
Четвертое требование − отсутствие заметного просачивания электромагнитного поля в окружающее пространство.
Пятое требование говорит о необходимости выполнения всех предыдущих требований в рамках установленных ограничений на габаритные размеры поперечного сечения, на погонную массу и погонную стоимость линий передачи.
Наиболее распространенные типы линий передачи для разных диапазонов перечислены ниже:
Проволочные линии: двухпроводные, многопроводные
Кабели: коаксиальные, симметричные.
Полосковые линии: несимметричная, симметричная, высокодобротная.
Волноводы: диэлектрические, поверхностных волн, лучевые.
частотные диапазоны применения различных типов линий передачи:
Проволочные линии передачи. Открытая линия из двух одинаковых параллельных проводников применятся на гектометровых и метровых волнах для подключения антенн к приемным и передающим устройствам.
Коаксиальные линии передачи. Коаксиальные волноводы представляют собой жесткие конструкции из металлических трубок, закрепленных одна в другой при помощи диэлектрических шайб. Наиболее широко распространены, однако, гибкие коаксиальные тракты, которые в этом случае называются коаксиальными кабелями. Гибкие коаксиальные кабели состоят из одножильного или многожильного внутреннего проводника, окруженного слоем эластичного диэлектрика (полиэтилен, фторопласт и др.), поверх которого располагается внешний проводник в виде металлической оплетки.
Жесткий коаксиальный волновод
Гибкий коаксиальный кабель
Для предохранения кабеля от внешних воздействий поверх оплетки располагается защитная диэлектрическая оболочка. Из-за уменьшенных размеров поперечного сечения и диэлектрических потерь коэффициент затухания коаксиальных кабелей превосходит коэффициент затухания для жесткого коаксиального волновода.
Полосковые и микрополосковые линии передачи. Такие линии широко применяются в основном для образования сложных и разветвленных конструкций тракта. Поперечные сечения полосковых линий передачи образуются из плоских параллельных проводников и диэлектрических пластин.
Различают симметричные и несимметричные полосковые линии передачи. Симметричные линии имеют в поперечном сечении две перпендикулярные плоскости симметрии, несимметричные полосковые линии − одну плоскость симметрии.