Решение задания 5:

Длинная линия – линия, физическая длина которой соизмерима с длиной электромагнитной волны колебаний λ или больше ее. Длинные линии относятся к цепям с распределенными параметрами.

Линия длиной 1 км будет считаться длинной на частоте f = 300 кГц, т.к. она соизмерима с длинной волны λ = 1000 м.

Эквивалентная схема линии без потерь представляет собой идеальный многозвенный фильтр нижних частот, в котором число звеньев n → ∞ (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 - Эквивалентная схема линии без потерь

Бегущими волнами называются колебания, фаза которых удаляется от источника возбуждения с постоянной скоростью, зависящей от свойств среды. Бегущие волны образуются в линии, только в том случае, когда сопротивление нагрузки будет чисто активным и равным волновому сопротивлению линии. Такой режим еще называют согласованным.

Стоячие волны получаются при полном отражении энергии падающей волны к генератору. Для этого линия должна быть идеальной и на конце либо разомкнута, либо замкнута накоротко. Если нагрузка в конце линии отсутствует (Z_н = 0 или Z_н = ∞), то электромагнитная волна полностью отражается от конца линии и образуется «Режим стоячих волн». В таких условиях ни линия, ни нагрузка не поглощают энергии.

Смешанными волнами называется такой режим работы линии, когда в линии одновременно существуют и бегущие, и стоячие волны. Если сопротивление нагрузки не равно волновому сопротивлению линии (Z_h > Z_b или Z_H < Z_b), то часть энергии, переносимой волной, поглощается нагрузкой, а часть - отражается к началу линии. В этом случае линия работает в «Режиме смешанных волн». Такой режим работы обычно наблюдается в реальных линиях, когда сопротивление нагрузки на равно волновому сопротивлению.

Коэффициент отражения по напряжению называют отношение напряжения отражённой волны к падающей волне или его можно определить через отношение сопротивлений нагрузки и характеристического (волнового) по формуле:

Рассчитаем коэффициент отражения для Z н = ∞; Z н = 0, Z_н = ЈX_н; Z_н = Z_в:

.

.

, то есть если линию нагрузить чисто реактивной нагрузкой любой величины, то падающая волна полностью отражается

.

Коэффициент отражения (К_отр:

Коэффициент бегущей волны:

Коэффициент стоячей волны:

Линия работает в режиме смешанных волн, т.к. и .

Обычно измеряют Umax, Umin и определяют КБВ и КСВ. Эти коэффициенты можно определить и по отношению сопротивлений Zн и Zв. Если Zн < Zв, то КБВ = Zн/ Zв и наоборот.

Входное сопротивление отрезков линии длиной кратной λ/4 рассчитывается по формуле при параллельном и последовательном резонансах:

;

;

Для согласования линии с разными по значению Zв обычно используется четвертьволновый отрезок линии с Zв = , который называется четвертьволновый трансформатор, согласующий линию лишь на одной частоте.

Список использованной литературы:

1. Брокаренко Е. В., Стерлигова И. И. «Теория электрической связи», Хабаровск, 2014 г.

2. К. Е. Румянцев, П.А. Землянухин, А.И. Окорочков «Радиотехнические цепи и сигналы» М., АСАДЕМА, 2009 г.

3. В. А. Галкин «Цифровая мобильная связь» М., Горячая линия – Телеком, 2007.

4. Л. Н. Волков, Ю. С. Шинаков, М. С. Немировский «Системы цифровой радиосвязи» М., ЭКОТРЕНДЗ, 2005.

5. С. Н. Кеепофонтов, Э. Л. Портнов «Направляющие системы электросвязи» Сборник задач. М., Горячая линия – Телеком, 2005.

6. Интернет ресурсы:

www. Ir. Kiev. ua/teoria (спутниковые системы связи, беспроводные системы связи):

www. twirpx. com/ file/113220 (конспект лекций по курсу ТЭС);

www. stuafiles. ru/dir/cat35/subj333/file14123. htme (лекции по ТЭС СибГУТИ Резван И.И.);