Лекция 7
Антенно – волноводные устройства
7.1. Коаксиальные линии передачи
В судовых РЛС для передачи энергии от передатчика к антенне и от антенны к приемнику используются как волноводные, так и коаксиальные или соосные линии.
Несмотря на экранирующие свойства коаксиальной линии и связанные с этим незначительные потери энергии на излучение и индукционные потери, а также работу в широком диапазоне частот, коаксиальная линия имеет ограничение в передаваемой мощности в диапазоне сантиметровых и миллиметровых волн.
Известно, что
поперечные
электромагнитные волны,
распространяющиеся в двухпроводной
линии, могут возбуждаться в коаксиальной
линии при условии, когда поперечные
размеры линии (рис. 7.1) удовлетворяют
условию
.
Поэтому с уменьшением длины волны размеры поперечного сечения должны уменьшаться, что создает опасность пробоя при передаче больших мощностей.
Кроме того, из-за ограниченных размеров заметно растут потери энергии в коаксиальной линии на частотах свыше 3000 МГц.
В связи с отмеченными недостатками коаксиальные линии на волнах короче 10 см используются в основном при передаче энергии на малые расстояния и при передаче малых мощностей (отвод энергии к измерительным приборам, вращающиеся переходы, межблочные соединения отдельных узлов станции и пр.).
Как всякая двухпроводная линия, коаксиальная линия характеризуется следующими основными параметрами:
- волновым сопротивлением (Л);
- затуханием ();
- предельной мощностью (Рmax).
Волновое сопротивление коаксиальной линии с воздушным заполнением (в омах) определяется выражением
.
Волновое
сопротивление коаксиальной линии,
заполненной диэлектриком
с диэлектрической проницаемостью ’,
уменьшается по сравнению с воздушным
заполнением в
раз. Затухание коаксиальной линии равно
,
где - проводимость проводника;
- длина волны, м.
Максимальная или предельная мощность, передаваемая по коаксиальной линии, равна
,
где Еmax – максимально допустимая или предельная мощность при нормальных атмосферных условиях, кВ/см.
Рабочая или допустимая мощность берется равной РД = (0,2 0,4) Рmax .
В таблице 7.1 приведены основные данные некоторых стандартных коаксиальных линий, применяемых на практике.
Таблица 7.1.
Марка кабеля |
Волновое сопротивление, ом |
Затухание на частоте 1000 МГц, дБ/м |
Максимальное рабочее напряжение, кВ |
Диаметр внутреннего проводника, мм |
РК-1 РК-2 РК-3 РК-4 РК-6 РК-8 РК-19 РК-20 РК-28 РК-29 |
75 90 75 50 50 72 50 74 50 48 |
0,39 0,26 0,22 0,33 0,28 0,10 0,73 0,28 0,30 0,39
|
3 4,5 5.5 5,6 4,5 8,5 1 1 1,5 1,5
|
0,68 0,68 1,37 1,37 2,55 2,73 0,68 1,11 2,13 1,37 |