118. Чем отличается характеристическое сопротивление в линии передачи от волнового сопротивления?

Характеристическое сопротивление ЛП – отношение комплексных амплитуд поперечных компонент напряженностей электрического и магнитного полей в бегущей волне.

T

H

E

В олновое сопротивление ЛП – отношение комплексных амплитуд поперечного напряжения и продольно тока в бегущей (падающей) волне.

119. Нарисуйте распределение амплитуды полного напряжения в несогласованной эквивалентной линии без потерь от продольной координаты для двух различных значений модуля коэффициента отражения. Поясните, как определить по графику КСВ и длину волны в линии.

Распределение полного напряжения в эквивалентной линии.

1. Коэффициент стоячей волны:

2. Отраженная волна суммируется с падающей, что приводит к образованию повторяющихся максимумов и минимумов. При этом минимумы, равные , наблюдаются в сечениях линии, имеющих координату , а максимумы, равные в сечениях с координатой , где n=1,2,3,… . Расстояние между ближайшими максимумами или минимумами всегда одно и то же и равно половине длины волны, соответствующей распространяющемуся типу волны в линии. (т.е. длина волны определяется по графику, как удвоенной расстояние между ближайшими двумя минимумами или максимумами).

120. К чему приводит нарушение режима бегущей волны в линии?

Нарушение режима бегущей волны (рассогласование) приводит к:

• Уменьшению электрической прочности линии (распределение вдоль линии не равномерно)

• Снижению КПД тракта

• Увеличению рассеиваемой в линии мощности

• Потери на отражение

• Влияние нагрузки на генератор

• Увеличение паразитного излучения на открытых линиях

121. Нарисуйте зависимость входного сопротивления шлейфа холостого хода от его электрической длины и от соотношения его длины к длине волны в линии. Определите характер входного сопротивления на разных участках графиков.

122. Нарисуйте зависимость входного сопротивления шлейфа короткого замыкания от его электрической длины и от соотношения его длины к длине волны в линии. Определите характер входного сопротивления на разных участках графиков

123. Объясните метод согласования с помощью четвертьволнового трансформатора.

Для согласования линии передачи с волновым сопротив­лением Z_B с нагрузкой Z_H на ее конце между ними включается отрезок линии передачи длиной l_тр=Λ/4 с волновым сопро­тивлением Z_Tp (рис. 12.18, а), который называют четвертьвол­новым трансформатором. Если подобрать Z_Tp так, чтобы его входное сопротивление Z_BX=ρ=Z_B, а это выполняется  при  Z_Tp =    то  в  линии   передачи  не  будет отраженной волны. Поскольку Z_B и Z_Tp являются действительными числами, то четвертьволновый трансформатор может согласовы­вать лишь чисто активные сопротивления нагрузки Z_H.

При распространении падающей волны в линии (рис.12.18, а) в первом приближении будут возникать две отраженные волны: одна в месте соединения линии с трансформатором (сечение 1-1), вторая в месте соединения трансформатора с нагрузкой (сече­ние 2-2), причем относительный сдвиг по фазе между отражен­ными волнами в линии равен тс, что достигается выбором длины l_тр=Λ/4. Выбирая Z_Tp = , обеспечиваем равенство амплитуд отраженных волн, что приводит к их компенсации в линии, т.е. к согласованию линии с нагрузкой.

Четвертьволновый трансформатор можно использовать для согласования комплексной нагрузки Z_H=R_H +iX_H с линией передачи. В этом случае трансфор­матор включают на некотором расстоянии l₁, от места подклю­чения нагрузки к линии (рис. 12.18, б). Длину l₁, вычисляют таким образом, чтобы полное сопротив­ление в сечении 2-2 было чисто активным