Лабораторные №2 и №6 по ЭМПВ / Лаб №6 ЭМПВ

Санкт-Петербургский

Государственный Электротехнический Университет

Отчет

по лабораторной работе № 6

по предмету

«Электромагнитные поля и волны»

на тему

«Исследование согласования длинных линий»

Выполнили студенты гр. 2141

Гребенников Е.

Милков А.

Преподаватель

Вендик И.Б.

Санкт-Петербург

2004 г.

6.1 Объект исследования

Длинная линия называется согласованной, если в ней отсутствует отраженная волна. При этом Z_Н = Z_О. Если имеет место соединение двух длинных линий 1 и 3 с разными волновыми сопротивлениями (рис. 6.1), то в плоскости сочленения возникает отраженная волна. Обеспечить согласование в этом случае, т.е. обеспечить полное прохождение волны в линию 3, возможно, если между этими линиями включить отрезок линии 2, свойства которого удовлетворяют следующим условиям:

1. Волновое сопротивление этого отрезка определяется как среднее геометрическое из волновых сопротивлений линий 1 и 3: ;

2. Длина отрезка линии 2 равна целому нечетному числу четвертей длин волн в этой линии: ;

При этом на границах отрезка 2 удовлетворяются условия непрерывности для волн тока и напряжения, которые называются условиями сшивания. Внутри области распространяются две волны – падающая и отраженная, что приводит к возникновению смешанной волны с закрепленными в пространстве максимумами и минимумами. В области 2 имеет место пространственный резонанс.

1. В линии 2 происходит пространственный резонанс. В ней возникает смешанная волна, которая порождается падающей и отраженной волнами. В областях 1 и 3 существуют бегущие волны. Стоячая волна возникает при полном отражении. Но тогда из линии 2 в линию 3 ничего не пройдет, т.е. среды 1 и 3 не будут согласованы.

2. При падении волны во второй линии на границу раздела сред 2 и 3 возникает отраженная волна. Амплитуда, которой меньше амплитуды падающей волны из-за наличия коэффициента отражения от третьей среды, который меньше единицы.

3. Волновое сопротивление линии 2 выбирается как среднее геометрическое волновых сопротивлений линий 1 и 3. Длина отрезка 2 выбирается так, чтобы в ней укладывалось целое нечетное число четвертей длин волн линии 2.

4. В режиме согласования на границах линий выполняется условие сшивки, т.е. на границах линий волны не претерпевают разрывов – они непрерывны. В режиме рассогласования в линии 1 присутствует отраженная волна, чего нет в режиме согласования.