1.2.7. Напряжение и ток в линии передачи
Напряжение в линии определяется как разность потенциалов между двумя точками А и В и имеет смысл только для потенциального поля.
В коаксиальной линии оно может быть найдено с помощью соотношения
где
– путь вдоль которого осуществляется
перемещение из точки в А, расположенной
на поверхности внутреннего проводника,
в точку В на внутренней поверхности
наружного проводника.
Соответственно продольный ток I может быть найден интегрированием плотности тока по поверхности внутреннего либо наружного проводника и определяется из соотношения
где R – радиус проводника.
1.2.8. Волновое сопротивление
Под волновым сопротивлением линии понимается отношение напряжения к продольному току в бегущей волне.
Оно может быть введено однозначно только для линий с изолированными проводниками, где понятия напряжения и тока однозначны, т.е. в линиях с волной типа Т.
Для коаксиальной линии волновое сопротивление определяется для основного типа волны как
(1.5)
где – характеристическое сопротивление линии (1.4), D и d – диаметры наружного и внутреннего проводников коаксиала.
Для прямоугольного
волновода с волной H10
понятие волнового сопротивления
определяется неоднозначно, но все же
иногда может быть введено - условно.
При этом предполагается, что напряжение
для волны Н01 определяется как
интеграл между точками, лежащими на
противоположных сторонах широких стенок
волновода вдоль линии максимальной
напряженности поля Е, а ток, как ток,
текущий вдоль волновода по одной из
широких стенок. При этом найденное
значение правильно отражает физические
процессы происходящие в тракте при
стыковке волноводов с различающимися
размерами широкой и узкой стенок при
одинаковом определении
в стыкуемых трактах.
В случае воздушного заполнения волновода выражение для волнового сопротивления для волны Н10 имеет вид
где a и b соответственно размеры широкой и узкой стенок прямоугольного волновода, - характеристическое сопротивление волны Н10.
1.2.9. Мощность, переносимая волной
Мощность, переносимая волной в линии, может быть найдена несколькими способами. В частности для волны типа Т она может быть определена через амплитудные значения токов и напряжений в линии
; P
;
P
Более общее определение, пригодное для волны любого типа
где Еt и Нt – амплитудные значения поперечных составляющих поля волны в линии; S – площадь поперечного сечения линии, через которое проходит волна.
В случае открытой ЛП интеграл – несобственный.