Раздел 1 Теоретические основы радиосвязи и антенно-фидерные устройства

Методические указания по выполнению комплекса практических работ

Практическая работа № 1 Расчет первичных параметров длинной линии

Цель работы: Углубление теоретических знаний и овладение расчетными методиками анализа линий передач.

1 Краткие теоретические сведения:

Длинной линией называется система проводов, длина которых соизмерима с длинной волны.

Двухпроводная линия состоит из двух параллельных проводов одинакового диаметра, разделенных диэлектриком.

Эквивалентной схемой любой линии передач может служить открытая двухпроводная линия рис.1 с соответствующим волновым сопротивлением, которая имеет простую связь с

геометрией сечения линии ρ = 120ℓ_н (а/r)

где а- расстояние между проводами линий передач.

r - радиус поперечного сечения проводов, при этом предлагается, что а» r

Волновое сопротивление - это сопротивление, которое оказывает линия бегущей волне тока

Различают первичные и вторичные параметры длинной линии. Параметры L1,C1, R1, G1, приходящиеся на единицу длины линии называются первичными (погонными).

Первичные параметры зависят от конструкции линии и от свойств диэлектрика между проводами. В двухпроводной линии с воздушным диэлектриком погонная индуктивность, мкГн/м и емкость пФ./м:

L1=0,92 lg (а/r),

С1=12,1/lg(а/r),

где а - расстояние между центрами проводов линии

г - радиус провода

Вторичные параметры. Коэффициент фазы и волновое сопротивление называют вто­ричными параметрами линии.

Коэффициент фазы В характеризует изменение фазы напряжения или тока, приходя­щиеся на единицу длины линии.

Кроме коэффициента фазы и волнового сопротивления к вторичным параметрам линий относится скорость распространения энергии и коэффициент ослабления.

В линиях с потерями часть энергии бегущих волн необратимо преобразуется в прово­дах в другие виды, поэтому амплитуда напряжения и тока волн постепенно уменьшается (за­тухает) по мере распространения.

α - коэффициент ослабления, характеризует уменьшение амплитуд напряжения или тока, приходящейся на единицу длины линии.

При учете первичных параметров линии коэффициент ослабления, Gb/М

R1 - активное сопротивление, Ом одного метра провода.

Длинная линия работает в 3-х режимах:

• бегущих волн

• стоячих

• смешанных волн

Режим бегущих волн: этот режим возможен, когда R_н = R_вх = R_в и представляет чисто активное сопротивление.

Режим стоячих волн: в результате сложения падающей волны и отраженной волны образуется стоячая волна

Стоячие волны возникают:

• Z_н = 0 (короткозамкнутая линия).

• Z_н= ∞ (холостой ход).

• линия нагружена на реактивное сопротивление.

В том случае, когда Z_н = R_н ≠ ρ в линии устанавливается режим смешанных волн. Если R_н ≠ρ, то отношения ρ/ R_н имеет смысл коэффициента бегущей волны, т.е. :

Если R_н < ρ , то будем иметь дело с коэффициентом стоячей волны

2 Порядок выполнения работы:

1. Определить первичные параметры линии (двухпроводной с воздушным диэлектриком).

2. Определить волновое сопротивление линии по расчетным первичным параметрам.

3. Определить коэффициент фазы.

4. Подсчитать ток подающей волны, если Z_В = Z_Н = и напряжение источника U= .Возникает ли в данном случае отраженная волна?

5. Данные для расчета выбираются по вариантам (приложение 1).

3 Порядок проведения работы:

1. Изучить теоретический материал.

2. Ответить устно на контрольные вопросы.

3. Произвести расчет параметров длинной линии.

4. Вывод к работе.

4 Контрольные вопросы

1. Что называется длинной линией?

2. Что относится к первичным параметрам длинной линии?

3. Что называется вторичными параметрами длинной линии?

4. В каких режимах работает длинная линия?

Приложение 1

Варианты заданий

Варианты	а(СМ)	г(ММ)	f(кГц)	ZВ(ОМ)	ZН(ОМ)	U(В)
1	13	2	26	25	25	75
2	16	3	23	100	200	100
3	50	4	21	45	30	90
4	8	3	33	70	100	140
5	22	2	72	50	55	110
6	25	4	12	35	60	70
7	20	2	8	25	20	50
8	35	3	15	30	60	30
9	11	4	40	50	100	100
10	10	4	35	150	300	150
11	7	2	70	65	50	130
12	32	2	50	200	100	100
13	40	4	17	15	45	45
14	35	3	15	30	60	30
15	42	5	60	18	54	36
16	45	5	19	40	80	80
17	30	4	10	30	15	60
18	10	3	5	20	10	20
19	15	5	7	20	25	50
20	37	4	55	200	100	100