Лабы / Физические Основы Передачи Сигналов. Лабы. ЮЗГУ. / Белобров А. П. (КС-21) / Лабораторная работа №2 / Лаба №2

Цель работы: ознакомиться с экспериментальными методами определения параметров линии, а также исследовать предложенную линию передачи сигналов при работе в различных условиях:

1. Режим бегущих волн в линии.

2. Стоячие волны в разомкнутой линии.

3. Стоячие волны в короткозамкнутой линии.

4. Смешанные волны в линии.

Схема лабораторной установки:

1 – генератор СВЧ; 2 – выход линии; 3 – линия; 4 – резонансная головка линии; нагружаемый выход линии;6 – микроамперметр; 7 – нагрузка

Линия называется длинной, если ее длина сравнима с длинной волны сигнала на ее входе или превышает её. Длинные линии, соединяющие антенны с передатчиками или приемниками, называются фидерами. Линии бывают однопроводные, двухпроводные и многопроводные.

Каждая линия характеризуется первичными и вторичными параметрами. К первичным параметрам линии относятся погонные индуктивность, емкость, активное сопротивление и активная проводимость (утечка), к вторичным – волновое сопротивление, скорость распространения электромагнитной энергии и коэффициент затухания (постоянная распространения).

Линия называется однородной, если ее первичные параметры постоянны по всей длине линии.

№п./п.	Перемещение, мм	50Ом	100Ом	25Ом	КЗ	L	C
1	35	20	1	0	0	1	1
2	45	19,5	69	36	8	85	60
3	55	19	62	26	20	72	65
4	65	19	54	17	34	55	61
5	75	19,5	36	10	47	36	51
6	85	20	25	6	59	18	39
7	95	21	10	6	66	6	25
8	105	21,5	30	10	68	0	12
9	115	22	50	18	64	3	4
10	125	22,5	70	28	54	14	1
11	135	23	17	37	41	30	4
12	145	23	31	46	27	49	12
13	155	22	45	52	14	66	24
14	165	21,5	58	54	5	81	38
15	175	21	66	52	1	90	51
16	185	20	71	46	2	85	60
17	195	19,5	69	37	9	72	65
18	205	19	61,5	16	21	54	50
19	215	19	49,5	9	34	35	37
20	225	19,5	35	5	48	17	24
21	235	20	21	6	59	3	12
22	245	21	90	10	65	3	4
23	255	21,5	30	17	67	13	1
24	265	22	20	27	64	29	4
25	275	22	70	36	53	46	11
26	285	22	16	44	40	65	22
27	295	22	29	50	26	80	35
28	305	21	43	52	14	89	49
29	315	20,5	55	51	5	91	57
30	325	20	65	45	0	84	63
31	335	19,5	69	36	2	71	63
32	345	19	67	26	6	53	58
33	355	19	60	17	21	34	48
34	365	19	40	9	34	17	36
35	375	19,5	34	5	48	6	22
36	385	20	21	6	60	1	11
37	395	20,5	90	9	66	4	4
38	405	21	20	18	68	14	2
39	415	22	15	27	64	30	5
40	425	22,5	80	38	54	50	12
41	435	22	17	46	41	68	25
42	445	22	30	51	27	82	38
43	455	21,5	45	53	13	90	50
44	465	21	58	50	4	-	-
45	475	20	66	-	0	-	-

Вывод: Мы исследовали работу линии передачи сигналов для различных режимов работы.

• В режиме короткозамкнутой линии в результате сложения падающих и отраженных волн образуются стоячие волны, при этом отраженная волна напряжения имеет фазу, отличающуюся на 180° от падающей, а волна тока отражается без изменения фазы.

• При нагружении линии активным сопротивлением, равным волновому сопротивлению линии, мы получили в линии чисто бегущие волны, так как в этом случае вся переносимая линией энергия поглощается нагрузкой.

• При нагружении линии сопротивлением большим или меньшим волнового сопротивления линии, в линии образовались стоячие волны.

В случае, когда активное сопротивление больше волнового, коэффициент отражения p>0, волна напряжения отражается без изменения фазы, а волна тока – с изменением фазы на 180°_. При этом максимальные напряжения (минимумы тока) расположены вдоль линии начиная от ее конца через каждую половину длины волны.

В случае, когда активное сопротивление меньше волнового, коэффициент отражения p<0, волна напряжения отражается с изменением фазы на 180 градусов, при этом фаза тока остается неизменной. Максимальное напряжение образуется на расстоянии четверти длины волны от нагрузки.

• При нагружении линии комплексным сопротивлением емкостного характера, в линии также образовывались стоячие волны (емкость не потребляет энергии). Подключение емкости к концу линии вызывает смещение стоячих волн к концу линии на расстояние, равное длине отрезка в разомкнутой линии, сопротивление которого было бы равно сопротивлению конденсатора С.

• При нагружении линии индуктивностью, образование стоячих волн происходило потому, что индуктивность в нашем случае также не потребляет электромагнитную энергию. Подключение индуктивности равносильно подключению эквивалентного отрезка l короткозамкнутой линии. Подключение индуктивности вызывает смещение стоячих вон на l к концу линии по сравнению с положением стоячих волн короткозамкнутой линии той же длины.