
- •17. Жіберу желісі мен жүктеме арасындағы байланытың келісімділігі.
- •18. Таржолақты келісімділіктің амалдары
- •2.1 Сурет. Kсв тактісінің жиіліктен типті тәуелдігі
- •19. Төрттолқынды трансформатор.
- •2 .3 Сурет. Төрттолқынды трансформаторлар: а) – екіжелілі желісінде б) – коаксиальды толқынында
- •20. Тізбектей шлейф.
- •21. Параллельді шлейф.
- •22. Кеңжолақты келісімділік амалдары
- •23. Жиілікті компенсация принципі.
- •24. Беспалдақты (Ступенчатые) трансформаторлар
- •2.11 Сур. Сатылы трансформаторлардың жиілік сипаттамалары: а – чебышевтік, б – максималды тегіс
- •25. Жай ауысым (Плавные переходы)
- •2 6. Ажж жіберу желілерінде келісімді құрылғы (согласующие)
- •2.13 Сурет. Төрттолқынды трансформаторлардағы толқынды атқарудағы толқынды келісім түрлі диэлектрикалық толтырумен (а) және түрлі тар мөлшерлі (б) және кең (в) қабырғалар
- •2.14 Сур. Тілкемді төрттолқынды келісімді трансформатор
- •27. Ажж жіберу арнасының қосылуы
- •3.8 Сурет. Коаксиальды-т олқынды аралық
- •29. Металлды резонансты сақиналар
- •30. Толқынөткізгішті-сызықты ауысым
- •3.12 Сурет. Толқынөткізгішті-сызықты ауысым
1. АЖЖ жіберетін желілердің классификациясы
АЖЖ жіберу желілері деп- электромагнитті толқындардың таралу аймағын шектеп, электромагнитті энергия ағынын таңдалған бағыт бойынша жіберу құрылғылары. Электромагнитті толқын көздеріне- генератор, қабылдаушы антенна т.б жатады. Жүктеме ретінде- электромагнитті энергияны түрлендіру құралы, антенна, қабылдағыштын кіріс желісі т.б жатады. АЖЖ құралдарына- АЖЖ энергиясының түрлендіргіштері, фильтрлер, вентильдер т.б. Одан басқа жіберу желілері жүйелі, жүйеліемес және біртекті , біртектіемес болып бөлінеді.
Жіберу желілері жиілік диапазоны бойынша классқа жіктеледі.
-
Толқын ұз
Термин
жиілігі
Термин
100..,10км
Мириаметрлі толқындар
3...30 кГц
Өте төмен толқындар
10...1 км
Километрлі толқындар
30...300 кГц
Төмен толқындар
1000...0 м
Гектометрлі толқындар
300...3000 кГц
Орта толқындар
100...10м"
Декаметрлі толқындар
3.. .30 МГц
Жоғары толқындар
10...1 м
Метрлі толқындар
30...300 МГц
Өте жоғары толқындар
100...10см
Дециметрлі толқындар
300...3000 МГц
Ультражоғары толқындар
10...1 см
Сантиметрлі толқындар
3...30 ГГц
Өтежоғары толқындар
10... 1 мм
Миллиметрлі толқындар
30...300 ГГц
Асажоғары толқындар
1... 0,1 мм
Децимиллиметровый диапазон
300...3000 ГГц
Гипержоғары толқындар
Жіберу желілері қолданатын толқын типі бойынша жіктеледі.
Толқын типі |
Өрістің ұзындығы бойынша құрылу шарты |
Т -тол |
Еz=0, Hz=0 |
Н -тол |
Еz=0, Hz0 |
Е -тол |
Ez0, Hz=0 |
Гибридті тол |
Ez0, Hz0 |
Жіберу желілерінің классификациясы:
1.Қатты:
Ашық:
а. сымды;
ә. Сызықты;
б.диэлектрлі
в. Опто-талшықты;
г. Квази-оптолы
2. Майысқақ:
Жабық:
а. коаксиалды;
ә.тікбұрұшты;
б.шеңберлі:
в.күрделі формалы көлденең.
2.Диэлектриктік жіберу желілері
Диэлектриктік жіберу желілері ауданның көлденең қимасы боыйнша жіктеледі. Мұндай желілерді миллиметрлі толқын диапазонында қолданады. Негізгі типі толқын- гибридті НЕ толқыны.Диэлектрлі желілерде металлды экранның болуы,таралған толқынның поляризациялық өрісінің құрамын сақтайды.
Диэлектриктік жіберу желілері ауданның көлденең қимасы: а- шеңберлі; б- тікбұрұшты; в-түтікті;г-жұлдызша тәрізді; д,е,ж- айналы диэлектрлі желі.
3.Опто-волоконды жіберу желілері
Опто-волоконды жіберу желілері субмиллиметрлі опто диапазонда қолданады. Оларға , кварцтан жасалған, шеңберлі диэлектрлі желілері жатады. Жіберу желілерінен бір уақытта бірнеше типті толқын таралады, ондай желіні- көпмодалы д.а. Шеңберлі талшықтың диаметрі бірнеше электромагнитті толқынмен тең. Опто-волоконды желіде толқынның таралуы толық ішкі шағылуға негізделген. Жылулық сөнуді азайту үшін мұндай желілерде айнымалы сөну коэффициентті талшықты пайдаланады.
сәулелі
жіберу желілері: а- шағылмалы ,б- линзалы
4.Коаксиалды толқынөткізгіштер (волновод)
Коаксиалды толқынөткізгіштер қатты н-е майысқақ кабельден тұрады, оның негізі- Т типті толқын б.т.Олар гектометрліден сантиметрлі толқындарда қолданады.
Коаксиалды толқынөткізгіштердің көлденең қимасы: а- тікбұрышты; б-шеңберлі.
5.Тікбұрышты, шеңбер және басқа да күрделі көлденең қимасы бар толқынөткізгіштер
Металлды толқынөткізгіштердің көлденең қимасы: а-тікбұрышты; б- шеңберлі; в-П- тәрізді; г- Н- тәрізді; д-эллипті.
Тікбұрышты, шеңбер және басқа да күрделі көлденең қимасы бар толқынөткізгіштер атына сай металлды түтікше болып келеді. Мұндай желідегі негізгі толқын- еңтөмен Н- толқыны.Металлды толқынөткізгіштер қысқатолқындардың дециметрліден миллиметрлі толқындарда қолданады.
6.Ұдайы жіберу желілер теориясы
Ұдайы жіберу желілері практикада ең көп таралған.Егер ұ дайы жіберу желілерінің ұзындығы л- толқынынан ұзын болса, ол желі ұзын д.а. Ұзын желілердің артықшылығы, онда бір-біріне қарсы бағытталған екі толқын жүре алады. Оның біреусі генераторға қосылғаннан п.б-ып – құлама толқын д.а. Екіншісі қарсы берке жалғанған жүктемеден шағылған толқын- шағылу толқыну д.а.
Ұзын желіге дифференциалды теңдеулер құрайық
Ұзын желінің дифф. Тең құрылу сх ұзын желінің бөліктік dz эквивалентті сх
Жіберу желілері погонды параметрлерімен сипатталады:
dR = R1dz; dG = G1dz; (1.1)
dC = C1dz; dL = L1dz.
Эквивалентті сх пайдаланып ток пен кернеудің өзгерісін жазайық: dU = I (dR + jdL), dI = U (dG + jdC).
1,1 фор қойсақ: dU = IZ1dz, dI = UY1dz,
мұндағы,Z1 = R1 + jL1, Y1 = G1+ j C1 – погонды комплексті кедергі желі өткізгіштігі.
Нәтижесінде
;
-
телеграф теңдеуін аламыз.
Оны
по z
боынша
диф-қ :
;
-
ұзын желі үшін математикалық шешім
аламыз.
,
-ұзын
желінің біртекті толқынды теңдеулері
д.а ,
k –
желідегі
толқынның таралу коэф,
.
Оның
шешімі
,
-
түрге келеді.
;
-құлама
толқын тең.
,
– желідегі толқынның сөну коэф;
– фаза коэф.
= 2 / л.- фаза коэф-і толқынның ұзындығына байланысты өзгереді.
ф = / .- толқынның фазалық жылдамдығы.
-желінің
толқындық кедергісі
Шағылған толқын желісінің кернеу эпюры: а- амплитуда, б-фаза
7.Ұзын желінің шығынсыз жұмыс режимі
Желінің 3 жұмыс күйі бар: қозғалмалы толқын күйі, қозғалмайтын толқын күйі,аралас толқын күйі.
Қозғалмалы толқын күйі- генератордан жүктемеге таралатын толқынмен сипатталады, шағылған толқын болмайды. Түскен толқынның қуаты толық жүктемеге беріледі. Бұл режимде ВU = 0, |Г| = 0, Kбв = Kсв = 1.
қозғалмайтын толқын күйі- шағылған толқынның аплитудасы түскен толқынға тең ВU = АU,. Ол дегеніміз , Түскен толқынның қуаты толық жүктемеден шағылып, қайтадан генераторға беріледі. Бұл режимде Г| = 1, Kсв = , Kбв = 0.
аралас толқын күйі – шағылған толқынның аплитудасы 0 < ВU < АU, шартты қанағаттандырады. Сонда түскен толқынның қуатынын жартысы жүктемеде таралып, жартысы генератоға қайта беріледі. Бұл режимде 0 < |Г| < 1, 1 < Kсв < , 0 < Kбв < 1 . Аралас толқын, қозғалмайтын толқын күйі практикада жүзеге аспайды, ол тек математикалық көрініс.
Желі қасиеттері R1 = 0 , G1 = 0 кезінде:
;-
желідегі толқынның таралу коэф,
= 0; - желідегі толқынның сөну коэф
=
;
-
фаза коэф.
.-
желінің толқындық кедергісі
U = Uн cos(z) + IнWsin(z);
I = Iн cos(z) + (Uн / W) sin (z).- тоқ пен кереу көрінісі.
Тұйықталмаған желі. Бұл кезде , жүктемеден ағатын ток нөлге тең (Iн = 0), сонда
U = Uн cos(z); I = j(Uн / W) sin (z);
Zвх = U / I = -jWctg(z) = jXвх; = 2 / л.
Тұйықталған желі. Бұл кезде , жүктемедегі кернеу нөлге тең (Uн = 0), сонда
U = jIнWsin(z), I = Iнcos(z);
Zвх=U / I = jWtg(z) = -jXвх.
9. Желі, индуктивтілікке жүктемеленген
Жабық жүйе жұмысының анализне қарағанда, берілген жиілік бойынша әрбір L индуктивтілікті жабық жүйе болігінің ұзындығын л / 4 тен кіші ұзындыққа қоюға болады. L Индуктивтілік jXL = jL индуктивтілік кедергі шамасына ие. Берілген бұл теңдікті жабық жүйе ұзындығының кіріс кедергісіне теңестіретін болсақ мына түрге келеді: l < л / 4: jL= jWtg(l). Осыдан эквивалентті кіріс индуктивті кедергісінің
сызықтың ұзындығы мынаған тең болады: l = (l/ )arctg(L/ W).
Кернеу, жабық жүйе соңындағы кіріс кедергі мен тоқ эпюраларын біле тұра, оларды индуктивті жұмыс істеуге қалаптастырамыз. Осы эпюрадан кейін индуктивті жұмыс сызығының бойында тұрғын тоқтардың режимі қалыптасаынын көреміз. Индуктивтіліктің өзгеруі z осі бойымен эпюраның өзгерісіне әкеледі. Ал Lэпюрасының өсуімен оңға жылжып, бос жүріс режиміне жақындатады, ал солға жылжыған сайын қысқа тұйықталуға әкеледі.
10.Сызықтық толқынөткізгіштер (Полосковые волноводы)
Көбіне практикада бізде симметриялық және симметриялық емес сызықтық толқынөткізгіштер таралған, төмендегі 1- суретте бізге сызықтық толқынөткізгіштің геометриялық формасы көрсетілген.а) симметриялық формасы; б) симметриялы емес
2-суретте сызықтық симметриялы толқынөткізгіштің әртүрлі экран өлшеміндегі жолақтық ені көрсетілген
Сызықтық
өткізгіштер арасындағы пластиктер
ауамен немесе басқа да диэлектрикпен
толтырылуы мүмкін. Негізгі толқын Т
типті толқындар болып табылады.
Симметриялы сызықтық толқынөткізгіште
тек Т типті толқындар болу үшін мына
шарт орындалу қажет:
,
.
Ал
симметриялы емес толқын өткізгіш үшін
мына шарт орындалу керек:
,
.
Сызықтық толқынөткізгіштің толқындық
кедергілері оның геометриялық формасына
байланысты және элементарлы
функцияларда бұл тәуелдiлiк байқалмайды.
Жоғарыдағы 2 –суретте симметриялы
толқынөткізгіштің
/ b
,t
= 0
болғандағы
идеалды сызықтық өткізгіштік түрі
көрсетілген. Графиктегі пластинаның
нормаланған өлшемінің ені
а
/ b
тең.
сызықтық
толқынөткізгіштегі шығындар,коаксальды
толқынөткізгіштегі сияқты,
= л
+ п.
диэлектрик пен өткізгіш шығынымен
қалыптасады.
11. Щығынсыз желі теориясының жетістіктері
Шығынсыз желі теория жетістіктерінің нәтижелеріне мыналар жатады:
Кернеу , тоқ және кіріс кедергі л / 2 периодты ұзын координатаға қарағанда периодты функция . z-тің әрбір қимасының шамасы мынаған тең:
U(z) =U(z + л / 2);
I(z) =I(z + л / 2);
Zвх(z) = Zвх(z + л / 2).
Тұрғын толқындар реактивті жүктемелерде :бос жүріс режимімен, қысқа тұйықталумен, сыйымдылықпен, индуктивтілік сызықтар бойымен жүзеге асады.
Қума толқындар толқындық кедергіге тең активті кедергі арқылы жүзеге асады: Rн = W, Хн = 0.
Аралас толқындар жоғарыда(2,3) айтылғандардан басқа кедергілер арқылы жүзеге асады.
Сызықтық қималардағы кернеу немесе тоқ максималды немесе минималды шамаға дейін жетеді, ал кіріс кедергі әдетте активті.
1-ші пунктегі шарттарды ескере отырып сызықтың кедергіні трансформатор кедергісі ретінде қарастыруға болады,жартылайтолқынды сызықтық кедергі трансформациялық коэффициенті бірге тең,ал кез келген z қимасы үшін мына теңдік орындалады:Zвх(z)Zвх(z + л / 4) = W.
12. Желінің пайдалы әсер коэффициенті
Шығыны бар сызықтың маңызды параметрiне желінің пайдалы әсер коэффициенті жатады. ПӘК-ті кернеуде бөлінетін сызыққа бекітілген қуат қатынасы ретінде анықтауға болады: = Pн / Рп. (1)
Сызықтың ұзындығын L деп алсақ. Қума толқын мен аралас толқын режиміндегі ПӘК табамыз. Бірінші жағдайда кернеу мен тоқ үшін теңдік мына түрде орындалады:U = AUekz, I = АIekz. (2)
Кернеуде
бөлінетін қуат мынаған тең:
Pн =
(3)
Кернеу мен тоқ шамаларын 3 формулаға қою арқылы мына теңдікті аламыз:
Рн=АU А*I. (4)
Сызықтық
L ұзындығындағы қуатты тапсақ: Pн =
(5)
Осыдан 2ші формуланы қолдана отырып Pн анықтаймыз: Рп = АU А*Ie2kl.(6)
Шыққан нәтижелерді ескере отырып біз мынаған келеміз: = e2kl. (7)
Аралас толқындар кедергісі мен тогы үшін мына теңдеуді қолданамыз: U = AUekz + BUe-kz = AU(ekz + e-kz); (8) I =(1 / W) AUekz + BUe-kz = (AU / W)(ekz + e-kz). (9)
8 теңдеу кернеуде бөлінетін қуат үшін берілген теңдеу. Осындағы 1-ші теңдік кернеуге қосылған түспе толқындағы қуат. 2 теңдік сол жердегі толқынның қуаты болып табылады. Олардың айырмашылығын кернеудегі жұтылатын қуат анықтайды. Қорыта келгенде, аралас толқындар үшін ПӘК түрі төмендегідей болады:
1-сурет
Әртүрлі мәндегі ПӘК шығындары
Осы суреттегі ПӘК мынаған тең: = Pн/ Pп= (1 - 2)е-2l / (1 - 2е-4l). Суреттен біз ПӘК шығынға байланысты өзгеретінін көреміз.
13. Ұдайы(регулярный) жіберу желілер теориясының қолдану аясы
Қарастырылған Симметриялы және симметриялы емес сызықтық толқынөткізгіштер үшін мына шарттар орындалады:
Ұдайы жіберу желілері тұрақты.
Желі шашыраған сәулені аңғармауға болатындай етіп жасалған.
Бұндай желілердегі негізгі толқындар: көлденең және электромагнитті толқындар.
Ұдайы жіберілетін желілердің бұзылуы есебінен жоғарғы типті толқындар пайда болады, осындай жүйесіздікті қолданбалы электродинамика арқылы анализдеген жөн. Желі бойымен таралатын электромагнитті толқындар есебінен қосымша энергияның таралуын ескерген маңызды. Желі бойында Т типті толқындар негізгі болу үшін,орамдағы көлденең қиманың шамасы 1ден үлкен болу керек.
14. Металлды толқынөткізгіштер
Көлденең қималы кез келген металды толқынөткізгіштің суреті төменде көрсетілген:
Мұндағы L – контур, S-көлденең қиманы шектеуші толқын арнасы. Бұндай толқын арнасында Н,Е типті толқындар болады. Н типті толқындар магнит өрісінде ұзындық құраушысына ие. Е типті толқындар электромагнитті толқын құраушысына ие. Толқын арнасындағы әрбір толқын кейде m және n индекстерімен сипатталады, олардың физикалық мағыналарын көлденең толқын арқылы анықтайды.
Толқын арнасындағы негізгі толқын ретінде төменгі Н- толқын саналады, оның критикалық толқын ұзындығы максималды мәнге ие.
Н-толқындар үшін толқын арнасындағы аналитикалық теңдеулер біркелкі толқын шешімдерін анықтаумен анықталады:
Hz + g2Hz = 0, dHz/dn= 0; Е-толқын үшін
Ez + g2Ez = 0, dEz= 0 на L,
мұндағы =д2 / дх2 + д2 / дy2 - Лапластық екі өлшемді операторы, g- көлденең толқындық сан, n- L толқын арнасындағы колденең контурдағы қима нормалі.
Максвелл
теңдеулері арқылы
Hz және Ez
табылған
теңдіктері арқылы қалған жүйенің
құраушылары анықталады. Толқын
арнасындағы толқын ұзындығы мына қатынас
арқылы анықталады:
;
Тұрақты көлденең таралу:
Фазалы қ жылдамдық :
Н-толқындар үшін кедергі сипаттамасы:
Е-толқындар үшін:
Мұндағы W0= 120Ом - бос аймақтағы кедергі сипаттамасы.k– толқындық сан, с–вакуумдағы жарық жылдамдығы.
Кедергі сипаттамасы деп отырғанымыз- қума толқындардағы көлденең құраушыларының амплитудаларының электромагнитті және магнитті байланыстары. Оны толқын арнасындағы желі кедергісінен айыра алған жөн.
Берілген толқынның 3 жұмыс режимін қарастырсақ:
Докритикалық режим (<кр).
Критикалық режим ( = кр).
Закритикалық режим (>кр).
Бірінші жұмыс режимінде толқын арнасында толқынның таралуын қарастырамыз. Бұл режимде в, kz және ф>с– нақты өлшемдер. Критикалық режимде толқындық таралу тоқталып в = , kz= 0 , ф= мәніне тең болады.
15. Тікбұрышты толқынөткізгіштер
Бұндай көлденең қималы толқын арнаның суреті төменде көрсетілген:
1-сурет
Бұндағы
критикалық толқын ұзындығы былай
анықталады:
.
(1)
Біртекті толқындарды төмендегіше есептейді:
Н-толқындар үшін:
Hz = H0cos(mx / a)
cos(ny / b)
(2)
Е-толқындар үшін:
z = E0cos(mx / a) cos(ny / b) ,(3)
1-сурет Тікбұрышты толқынөткізгіш
Мұндағы H0, E0 – ұзындыққа сәйкес келетін амплитуда мәндері. m және n индекстері a мен b толқын арналарындағы бұрыштардың варияциялық мәндерін анықтайды. Тікбұрышты толқынөткізгіштердегі негізгі толқын Н10. Ол үшін m=1, n =0 тең. Сонда:
кр =
2a,
;
;
;
Hz = H0cos(x / a)
, Hy =0;
Hx =(jakzH0 /)sin(x / a)
, Ex =0,
Ey =
(-j2a
H0 /
)sin(x / a)
.
формулаларына тең болады.
Белгілі болғандай, біздегі толқын арнасының беткі бөлігінде беттік тоқтар ағып өтеді, ол мына қатынас арқылы анықталады:
Тікбұрышты толқынөткізгіштер үшін көлденең қимасын дұрыс таңдаған өте маңызды, ол жерде бізде мынадай шарт орындалады: 0,5 < a < ; b < 0,5.
Толқын арнасының көлденең қимасының көлемінің шарттары таңдалуы төмендегіше болдаы:
0,6 < a < 0,9; b 0,5а
Ал толқын арнасының ПӘК анықтау үшін H]0 толқын арнасындағы сөну коэффициентін білу қажет. Ол коэффициент мына формула арқылы анықталады:
=
8,686RS
[дБ/м],
Мұндағы
-
өткізгіштің беттік кедергісі, 0 =
4
10-7 Гн/м,
-
толқын
арнасындағы меншікті өткізгіштің
өлшемдері.
1-таблицада толқынарналары үшін жиі қолданылатын меншікті өткізгіштің және металлдағы активті құраушылардың мәндері көрсетілген:
Таблица 1.4
Металл |
, 1 / Омм |
RS, Ом |
күміс Медь Алюминий Латунь |
6,1107 5,5107 3,2107 1,6107 |
0,044
/ |
Кестеде берілген толқын ұзындықтарының мәнін сантиметрмен алу керек.
16. Желілік толқынөткізгішті трактың жалпы теориясы
Әдетте толқын арналары біртекті толқын арна бөліктері мен және арасында біртекті еместері де орын алып жатады. Бұндағы біртекті емес деп отырғанымыз- тракт бөлігі, онда секiрiс тәрiздi немесе пiшiннiң байсалды өзгерiсi немесе толқын арнасының көлденең қиманың өлшемдерi бар. Біртексіздік қасиеттерін берiлген Максвеллдің шекаралық шарттары арқылы анықтаймыз. Бұл ретте әр түрлi ЭВМ класстарына бағытталған,сандық әдiстерi бар қолданбалы электродинамикалық әдiстерді пайдаланамыз. Есептеудің қиындығы, біртекті емес әртүрлі толқындар мен толқын араналары үшін суперпозиция принципінің болуы. Біртекті емес жоғарғы типті толқындарды жойғанда, тез сөніп, толқын ұзындығғының берілген қашықтығында құлаған және қайтарылған толқын түрінде ғана анықталады. Егер электрлік және магнитті жүйеде жиналған энергиялар тең болса, біртекті емес жүйе резонанстық болып саналады. Берілген кедергілер мен өткізгіштіктер, эквивалентті толқын арнасы, параллельді және тізбектей әртүрлі комбинациялық түрде біртектілік емес сипаттамасына байланысты бір желі бойында қосылады. Егерде кернеуге дейін және кернеуден кейін біртектілік емес десек, онда эквивалентті реактивтілік параллельді қосылады, ал егер тоқ секірісі болмаса онда тізбектей қосылады. Біртекті емес жүйені тудыратын өткізгіш пен кедергі әдетте нормаланып, эквивалентті кедергіге жатады:
Zнорм = Zне норм / W; Yнорм = Yне норм / W.
Есептеудің нақты әдістері,біртекті емес толқын аранасының эквивалентті қасиеті мен сипаттамаларын анықтауға көмектеседі.
Толқын араналарындағы біртекті және біртекті емес инжинерлі есептеулері үшін эквивалентті сұлба қолданылады, ол есептеуді әлдеқайда жеңілдете түседі.
Эквивалентті Ұзын толқынның толқын арнасын анықтау үшін математикалық анализ жүргіземіз.
Толқын
аранасының желі бойында таралатын кез
келген қиылысуында толық көлденең
тоқтың шамасы нөлге тең, желі үшін
I1э + I2э =
0; толқын
арнасы үшін
,
,
мұндағы
бірлік вектор, z- ке параллель. I1эмен
I2э эквивалентті
толқын арнасының тоқтарын анықтасақ
мына түрде болады:
Ал тікбұрышты Н10толқын арнасы үшін :
егерде,x=а/2
болғанда.
Қарастырылып отырған z(y = 0) = -z(y = b) = = Hxmsin(x / a), Ey = Eymsin(x / a), болғанда, тоқтар үшін керену мынаған тең болады: I1э = -I2э = 2aHxm / ; Uэ = Eymb.
Сонымен
бір ғана таралған толқында жүйелі толқын
аранасы дисперсиоаналды тоққа , керенуге,
толқындық кедергіге, тұрақты таралуға
э = 2 / в
және
фазалық жылдамдыққа
эквивалентті. Егерде толқын аранасында
бірнеше типті толқындар таралса, онда
ол екі байланыспаған желіге эквивалентті
болады, себебі, толқын арнасындағы
толқындар шығынсыз ортогональды және
жүйелі толқын арнасында тасымалданатын
толқын энергиясы, басқа типті толқындарға
берілмейді.
17. Жіберу желісі мен жүктеме арасындағы байланытың келісімділігі.
Практика көбінесе ұзын желілер генератордан жүктемеге қуат жіберу үшін пайдаланылады. Ол үшін жүгірмелі толқын режимін қолдану дұрыс. Берілген режимді қамсыздандыру мақсатымен Zн = Rн + jХн жүктеме кедергісі екі шартқа үйлесуі қажет: Rн жүктемесінің белсенді бөлігі мына толқынды кедергі желісіне тең болуы қажет:
Rн = W, (2.1)
Ал Хн жүктемесінің реактивті бөлігі нөлге тең болуы қажет:
Хн = 0. (2.2)
Егер де жүктеме кедергісі (2.1), (2.2) шарттарына бағынса, онда желі жүктемемен келісімді деп айтады.
Келісім мақсаттары:
Косплексті кедергілердің келісімдерінің жалпы принципі желіге бейнесі жүктемені теңелтетін келесімді элементер қосатын желіден тұрады. Келісімді элемент жүктемеге жақынырақ болуын қадағалайды. Бұл келісілмеген желі саласының ұзындығын жүктемеден келісімді элементке дейін қысқарту үшін жасалады. Келісімді элементтің желіге кіруі келесі мақсатты қадағалайды:
Жүктемеге жіберу қуатын арттыру;
Желінің электрлік беріктігін арттыру;
ПӘК желісін арттыру;
Бейнеленетін толқынның генераторға кері әсерін жою.
Желінің аралас толқындарының режимінде кернеудің максимумы және минимумының кезектесуі болады. Кернеудің максимум жерлерінде электрлі тесігінің шарттары жеңілденеді. Бейне толқындарын жою кернеу максимумда азайтуына әкеп соқтырады. Сондақтан, осындай желіде көп қуат жіберуге немесе оның электрлі беріктігін арттыруға болады.
Келісімнің ПӘК желісіне әсері төбеде (см. с. 30) берілген және 1.21 суретінде көрсетілген. Желі жүктемемен қаншалықты келісімді болса, ПӘК соншалықты көтеріңкі болуы анықталған, яғни |Г| бейнесінің коэффициент модулі азаяды.
Генератордың шығысындағы Kсв-ға қойылатын талаптар белгілі дәрежеде осы генератордың типімен анықталады.
Комплексті жүктемелер келісімі үшін түрлі келісімді құрылғылар қолданылады, олар жоғары КПД трактісін сақтау үшін реактивті элементтерден құрылады.
18. Таржолақты келісімділіктің амалдары
f0 орта жиілінен бірлік пайызын құрайтын 2f жиілігінің таржолқты деп есептеуге болады. Бұл жолақта Kсв < Kсв доп қиысуының ұйғарынды деңгейі болуы керек. Kсв трактісінің жиіліктен тәуелдігінің типті кестесі 2.1 суретте көрсетілген. Kсв доп-ның нақты мәні трактінің мақсатымен және типімен, оның эксплуатациясының шарттарымен анықталады және 1,02... 2 аралығында орналасқан.
Жиіліктің таржолақты келісуші элементтер ретінде мына құрылғылар пайдаланылады: төрттолқынды трансформатор, ретті шлейф, параллельді шлейф, екі және үш ретті немесе параллельді шлейф.
Осындай келісуші құрылғылар түрлі беріліс желісінің типтерінде (екіжелілі, киоксальды, жолақты, толқынды және т.б.) пайдаланылады. Беріліс желісінің типі осы құрылғылардың нақты конструкторлік жүзеге асуын белгілейді.
2.1 Сурет. Kсв тактісінің жиіліктен типті тәуелдігі
19. Төрттолқынды трансформатор.
Бұл құрылғы берілістің негізгі желісінің алшақтығынан тұратын Wтp W толқынды кедергісінің төрттолқынды желі аралығын құрайды.Трансформатордың желіге және оның толқын кедергісіне қосылатын орнын табайық. Осындай келісімді құрылғының жұмысының принципі төрттолқынды желі аралығының (1.28) трансформаторлық ерекшелігінен негізделеді, берілген жағдайда мына түрге айналады:
Zвх(z0)Zвх(z0 + л / 4) = W2тp,
Zвх(z0)
– z0
трансформаторының қосылым орнындағы
Zн
жүктемесінің кедергісімен жүктелген
желінің кірер кедергісі (рис. 2.2); Zвх(z0
+ л
/ 4) – Zн
жүктемесінің кедергісімен жүктелген
желі аралығының
z0
ұзындығымен қосылған (z0
+ л
/ 4) қимасындағы төрттолқынды трансформатордың
кірер кедергісі.
2.2 сурет. Төрттолқынды трансформатор жүктеме желісінің келісімі
(2.1), (2.2) келісім шарттары бойынша Zвх(z0 + л / 4) = W, т. е. Zвх(z0)W = W2тp болуы керек.
Сонымен, Zвх(z0) нақты шамада болуы тиіс:
Zвх(z0) = Rвх(z0).
Осыған орай, төрттолқынды трансформатор келісімге желінің кірер кедергісі таза белсенді болатын осы z0 желісінің қимасына қосыла алады. Желі кірер кедергісі кернеу максимум немесе минимум бола алатын желі қимасында таза белсенді болады. Сондықтан төрттолқынды трансформатор максимум немесе минимум кернеуге қосылады және оның толқынды кедергісі мына байланыспен анықталады:
.
Кернеу максимумында Rвх = WKсв, сондықтан кернеу максимумына трансформаторды қосқанда, оның толқынды кедергісі Wтp > W болады. Кернеу минимумында Rвх = W / Kсв, сондықтан кернеу минимумына трансформаторды қосқанда Wтp < W болады.
Соынмен, трансформаторды қосу орнын таңдау (кернеудің максимумы немесе минимумы), оның толқынды кедергісінің желінің толқынды кедергісімен байланысын анықтайды, ал бұл, өз кезегінде, трансформатордың және желінің көлденең қимасының геометриялық өлшемінің байланысын анықтайды.