Расчёты

Таблица 1- Зависимость волнового сопротивления от диэлектрической проницаемости.

Материал	Воздух (Air)	Оксид алюминия (Alumina)	Композитный диэлектрик (RT/Duroid 5880)
Относительная диэлектрическая проницаемость	1	9.8	2.16
Волновое сопротивление линии, Ом	161.997	51.748	110.225

Рисунок 1– График зависимости волнового сопротивления от относительной диэлектрической проницаемости

Из результатов исследования следует, что изменение диэлектрической проницаемости диэлектрика в передающей линии влияет на волновое сопротивление. При увеличении диэлектрической проницаемости волновое сопротивление уменьшается. Это означает, что при использовании материалов с более высокой диэлектрической проницаемостью можно достичь более низкого волнового сопротивления в передающей линии. Однако, как показывают результаты исследования, увеличение диэлектрической проницаемости также приводит к увеличению удельных потерь передающей линии, что может снизить ее эффективность. Поэтому при выборе материалов для передающих линий необходимо учитывать как их диэлектрическую проницаемость, так и другие факторы, влияющие на эффективность работы системы.

Для достижения такого же волнового сопротивления при использовании диэлектрика с более высокой диэлектрической проницаемостью можно изменить конструкцию коаксиальной линии. В частности, можно увеличить диаметр центрального проводника и уменьшить диаметр внешнего экрана. Также можно изменить расстояние между центральным проводником и внешним экраном. Эти изменения позволят компенсировать уменьшение волнового сопротивления, вызванное увеличением диэлектрической проницаемости, и получить такое же волновое сопротивление. Однако, необходимо учитывать, что такие изменения могут повлиять на другие параметры передающей линии, такие как ее балансировку и уровень потерь, поэтому необходимо провести дополнительные исследования и оптимизировать конструкцию линии под конкретные условия эксплуатации.

Альтернативный вариант

Если нужно использовать вместо воздушного заполнения диэлектрическое с большей диэлектрической проницаемостью, но требется получить такое же волновое сопротивление, можно увеличить диаметр внешнего проводника или уменьшить диаметр внутреннего проводника. Например если вместо воздушного заполнения использовать Silicon, нужно взять диаметр внутреннего проводника 0.00051923 мм или диаметр внешнего проводника 4345.5мм.

Таблица 2 - Частотная зависимость потерь

Частота, ГГц	2.5	2.7	2.9	3.1	3.3	3.5
Коэффициент затухания, дБ/м	1.14863	1.20822	1.26667	1.3241	1.38062	1.43629

Рисунок 2- График зависимости погонных потерь в коаксиальной линии от частоты.

Частота электромагнитной волны оказывает существенное влияние на потери в диэлектрике. В общем случае, чем выше частота волны, тем больше потери в диэлектрике. Это связано с тем, что на высоких частотах электромагнитные волны вызывают более интенсивную поляризацию диэлектрика, что приводит к большим потерям энергии. Однако, существуют определенные частотные диапазоны, где потери в диэлектрике могут быть минимальными. Например, в оптическом диапазоне (видимый и ближний инфракрасный спектр) некоторые диэлектрики могут иметь очень низкие потери, что делает их полезными для оптических приложений. В целом, для различных диэлектриков и приложений необходимо учитывать зависимость потерь от частоты и выбирать оптимальный диапазон для конкретной задачи.