1.3. Сопротивление нагрузки
Модуль и аргумент коэффициента отражения в нагрузке определим так же, как и в пункте 1.1. Получим:
; (1.9)
. (1.10)
Используя выражения 1.4 и 1.5, а также рассчитанные значения 1.9 и 1.10, построим графики распределения напряжения и тока вдоль линии передачи (рис 1.7).
Рис. 1.7 ― График распределения напряжения и тока в линии передачи при нагрузке
Используя выражение 1.6 и известные числовые значения, построим графики распределения модуля и аргумента комплексного сопротивления вдоль линии передачи (рис 1.8 и 1.9).
Рис. 1.8 ― График распределения активной составляющей комплексного сопротивления линии передачи при нагрузке
Рис. 1.9 ― График распределения реактивной составляющей комплексного сопротивления линии передачи при нагрузке
1.4. Выводы по первой задаче
В ходе решения задачи, была исследована работа двухпроводной линии передачи, при подключении к ней комплексной нагрузки, чисто активной нагрузки и чисто реактивной нагрузки. Как видно из распределений напряжения и тока, активной и реактивной составляющей комплексного сопротивления в линии передачи, в первом случае (рис. 1.1 – 1.3), распределения имеют наиболее общий вид, когда подключаемая нагрузка отвечает условиям, приближенным к реальным. Второй вариант (рис. 1.4 – 1.6) является нереализуемым на практике, т.к. подключаемая нагрузка всегда будет иметь какие-либо реактивности. В этом случае максимумы и минимумы распределений тока и напряжения начинаются ровно в точке x = 0, и повторяются с интервалом λ/4. Подключение чисто реактивной нагрузки (рис. 1.7 – 1.9), также является вариантом, нереализуемым на практике, т.к. всегда будут присутствовать потери в нагрузке. В этом случае активная составляющая на протяжении всей линии равняется 0, а реактивная составляющая имеет в своем распределении разрывы 2-го рода.
2. Задача №2 Сравнительный анализ частотных характеристик различных методов согласования линии передачи с нагрузкой
К линии передачи с волновым сопротивлением ρ = 75 Ом, подключается сопротивление нагрузки . Для обеспечения максимального коэффициента полезного действия линии передачи нагрузка подключается через согласующее устройство (СУ), которое в относительной полосе частот ξ = 60% позволяет в точке подключения СУ обеспечить диапазон изменения значения коэффициента стоячей волны КСВ = [1;1,3]
Необходимо:
а) определить полосу частот одноступенчатого четвертьволнового трансформатора и сравнить полученное значение с заданным;
б) оценить необходимый коэффициент трансформации одноступенчатого четвертьволнового трансформатора для работы его в заданной полосе частот;
в) определить полосу частот одноступенчатого четвертьволнового трансформатора с компенсатором и сравнить полученное значение с заданным;
г) определить полосу частот одноступенчатого четвертьволнового трансформатора с двумя компенсаторами и сравнить полученное значение с заданным;
д) определить полосу частот двухступенчатого четвертьволнового трансформатора и сравнить полученное значение с заданным;
е) сделать выводы.