рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Утворенн і властивості змішаних хвиль.

Утворенн і властивості змішаних хвиль. - Конспект, раздел Философия, Конспект лекцій з дисципліни Пристрої надвисокої частоти та антени Лінія Неузгоджена З Навантаженням...

Лінія неузгоджена з навантаженням

Якщо активний опір навантаження не дорівнює хвилевому опору лінії : , то пряма електромагнітна хвиля частково поглинається навантаженням, і частково відбивається. У лінії одночасно існує та, що біжить і стояча хвилі. Їх сукупність називається змішаною хвилею.

Графіки зміни напруги і струму уздовж лінії мають вузли і пучності. Проте у вузлах амплітуда більше нуля, а в пучностях - менше подвоєної амплітуди БХ. Якщо , то у кінці лінії пучність напруги і вузол струму і за властивостями вона наближається до РЗЛ.

Якщо - навпаки

Вхідний опір такої лінії носить активно-реактивний характер і змінюється залежно від довжини лінії і частоти.

 

Рис. 1.23

а) Схема неузгодженої лінії;

б) епюри напруги струму для випадку: ;

в) те ж для випадку: .

 

Коефіцієнт біжучої та стоячої хвиль ( і ).

Коефіцієнтом біжучої хвилі (), називається відношення мінімальної амплітуди змішаної хвилі до максимальної.

 

При БХ: =1.

При СХ: =0, оскільки .

Його можна виразити і через опір.

При

При

Коефіцієнт стоячої хвилі -величина зворотна коефіцієнту біжучої хвилі.

При БХ: . При .

Недоліки режиму змішаних хвиль у фідерах:

1. Зростання можливості пробою за рахунок збільшення амплітуди напруги в пучностях.

2. Зниження ККД фідера за рахунок віддзеркалення частини енергії від навантаження.

ККД неузгодженого фідера можна приблизно розрахувати по формулі:

 

Чим більше розлагодження (різниця між і ), тим менше і більше , тим нижче .

Приклад: Розрахувати значення , і фідера, що має =360 (Ом) і , якщо він навантажений на опори: (Ом); (Ом); (Ом).

Відповіді: ; =0; =0,83;

=0,25; =4; =0,54;

=0,1; =10; =0,17.

Способи узгодження фідера з навантаженням

Лінії фідерів

Слово фідер походить від англійського «to feed» - (живити). У радіотехніці фідери використовуються для передачі енергії радіосигналів від одного пристрою до іншого, віддаленому на відстань, сумірну з довжиною хвилі.

Фідери повинні відповідати наступним вимогам:

1). Втрати енергії мають бути мінімальні - ККД досить високий.

2). Має бути забезпечена передача заданої потужності.

3). Фідер не повинен випромінювати або приймати радіохвилі (відсутність антенного ефекту).

4). Фідер не повинен порушувати роботу і змінювати частоту коливань ГВЧ.

5). Постійність параметрів фідера має бути забезпечена в усій смузі робочих частот, а також при зміні в заданих межах температури, тиску, вологості повітря, механічних і інших діях.

6). Габарити, вага, вартість мають бути прийнятними.

Цим вимогам якнайкраще задовольняє лінія фідера, працююча в режимі БХ.

Типи ліній фідерів

Найбільш широке застосування знаходять двопровідні і коаксіальні лінії.

 

Рис. 1.24. Двопровідні лінії:

а) відкрита;

б) стрічкового типу;

в) екранована.

 

На рис. 1.24. показані різновиди двопровідних ліній. Відкриті і стрічкові лінії простіші за екранізовану, але при недотриманні умови: в них може виникнути антенний ефект.

Крім того, важко забезпечити електричну симетрію дротів лінії відносно землі і захистити лінію від неоднородностей, навколишніх провідників, що виникають за рахунок впливу. Від цих недоліків вільна екранована лінія, дроти якої симетричні, відносно заземленого обплетення-екрану, що запобігає зв'язку лінії з навколишніми провідниками. Проте в ній більше втрати.

 

Рис 1.25 Коаксіальна лінія:

а) з твердим діелектриком;

б) з повітряним діелектриком

 

На рис. 1.25 показані різновиди коаксіальних ліній. У них зворотним дротом є заземлений екран. ЕМП такої лінії цілком розташовано усередині екрану: е.с.л. – радіально, а м.с.л. – у вигляді концентричних кіл. Тому антенного ефекту немає. Для з'єднання такої лінії з симетричними антенами або двотактними схемами ГВЧ потрібно симетрируючі пристрої.

Узгодження фідера з навантаженням

Для передачі в навантаження максимальної потужності необхідно забезпечити узгодження як на вході, так і на виході фідера (рис. 1.26).

 

Рис 1.26 Схема включення ланцюгів, що узгоджують з фідером

 

Вхідний ланцюг (СЦ), що погоджує, погоджує вихідний опір ГВЧ з вихідним (при БХ - хвилевим) опором фідера з метою отримання максимальної потужності від ГВЧ, а вихідна - хвилевий опір фідера з вхідним опір навантаження з метою отримання БХ. Якщо містить реактивну складову, вона має компенсуватися елементами налаштування.

Високоякісний трансформатор, що погоджує

Як відомо, трансформатор (рис. 1.27) забезпечує узгодження в широкій смузі частот.

 

Рис. 1.27 Схема включення ВЧ узгоджуючого трансформатора.

 

Проте в даному випадку, для компенсації індуктивного опору обмоток і , ланцюги обмоток налагоджені в резонанс конденсаторами , і , чим різко звужується смуга пропускання.

Оптимальний коефіцієнт трансформації розраховується по формулі:

.

Якщо потрібно трансформатор, що підвищує, і навпаки. Недоліком цього способу є неможливість його застосування на УКХ, починаючи з діапазону ДМХ, у зв'язку з посиленням витоку струму через міжвиткові ємності обмоток.

Приклад: Розрахувати коефіцієнт трансформації трансформатора, що забезпечує узгодження фідера з хвилевим опором 360 Ом і антени з вхідним опором 40 Ом, якщо його ккд рівний 0,64.

Відповідь: трансформатор знижує.

Чверть хвилевий трансформатор

На ДМХ як ланцюги, що погоджують, використовуються відрізки лінії. Як відомо, в точці де має місце пучність струму і вузол напруги вхідний опір лінії мінімальний, а пучність напруги і вузол струму відповідає максимальному опору. Відстань між цими точками - чверть довжини хвилі. Можна підібрати такий чвертьхвильовий відрізок, щоб його вхідний опір був погоджений з фідером, а вихідне - з навантаженням.

 

Рис 1.28 Чвертьхвильовий трансформатор, що погоджує

 

На рис. 1.28а показана схема узгодження з допомогою чверть хвилевого трансформатора для випадку, коли . На рис. 1.28б, в і г відповідно графіки струму, напруги і активного опору. При низькоомному навантаженні трансформатор наближається за властивостями до відрізку КЗЛ завдовжки . Його вхідний опір рівний: .

Для узгодження з фідером потрібно забезпечити рівність: . Отже:

 

Оскільки , підбір розрахункового значення можна робити, зміни, в порівнянні з фідером, відстань між дротами D, або їх діаметром d або підбираючи діелектрик з відповідною проникністю - Е. Недолік такого трансформатора - вузька смуга пропускання. Вже при незначному розладі: , і різко змінюється, узгодження порушується.

Приклад: Розрахувати хвилевий опір трансформатора, що забезпечує узгодження фідера з навантаженням, якщо (Ом); =40 (Ом).

Відповідь:(Ом).

Експоненціальний трансформатор

Для расширения полосы пропускания трансформатора сопротивления надо обеспечить в нём режим БХ, т.к. входное сопротивление линии при БХ активно и не зависит от частоты. В таком режиме работает экспоненциальный трансформатор. Он представляет собой линию, провода которая плавно сближается так, что расстояние между ними уменьшается (возрастает) по экспоненциальному закону: . Волновое сопротивление такого трансформатора равно:

Остаточно:

Тут коефіцієнт:

 

Рис. 1.29 Експоненціальний трансформатор

 

Формула виражає лінійний закон убування хвилевого опору трансформатора у міру його подовження. В точках підключення до фідера х=0 і . В точках підключення навантаження потрібно забезпечити рівність: . Враховуючи формулу і вважаючи довжину трансформатора l=x, отримаємо:

, якщо

чи , якщо

У останньому випадку застосовується трансформатор з дротами, що розходяться, і . Чим менше коефіцієнт α, тим більше плавніше змінюється , тим точніше дотримується режим БХ уздовж трансформатора.

На ДМХ ширше використовуються коаксіальні трансформатори і експоненціальною зміною діаметру зовнішнього або внутрішнього циліндра.

Паралельний шлейф

Усі розглянуті трансформатори забезпечують узгодження фідера з активним опором навантаження. Якщо навантаження містить і реактивну складову вхідного опору , то від неї походить відображення частини енергії і узгодження порушується.

Шлейфом називається відрізок КЗЛ, довжина якого підбирається так, щоб компенсувалося.

 

Рис. 1.30 Схема узгодження за допомогою паралельного шлейфу

 

Цей спосіб був запропонований В. В. Татариновым в 1929 році.

Якщо шлейф включається паралельно навантаженню, то умова компенсації (паралельного резонансу) виконується коли: .

Тут: - вхідний опір шлейфу.

Якщо шлейф включається паралельно вхідним затискам трансформатора, то ця умова змінюється: .

Де - вхідний реактивний опір трансформатора.

У разі застосування рухливого шлейфу (рис. 1.30) можна так підібрати відстань - від навантаження до точок а і b підключення шлейфу і , щоб одночасно виконувалося дві умови:

– узгодження: ;

– компенсації: .

В цьому випадку трансформатор не потрібно.

Якщо переміщення шлейфу по ліні неможливе (наприклад при використанні коаксіальних ліній), застосовуються два нерухомі шлейфи, довжини яких підбирають так, щоб одночасно виконувалися умови узгодження і компенсації.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Конспект лекцій з дисципліни Пристрої надвисокої частоти та антени

Криворізький коледж... національного авіаційного університету... Конспект лекцій з дисципліни Пристрої надвисокої частоти та антени...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Утворенн і властивості змішаних хвиль.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Загальні відомості про довгі лінії.
Радіотехнічні ланцюги (РТЦ) з розподіленими параметрами. У радіотехнічних ланцюгах із зосередженими параметрами індуктивність, ємність і активний опір зосереджені в котушках індукти

Параметри довгих ліній.
Первинні погонні параметри. На рис. 1.5а і б показані поперечний переріз і умовне позначення двопровідної лінії. Погонні параметри такої лінії розраховують по формулах 3-5, які виво

Електромагнітне поле в довгій лінії
Поле БХ Як відомо з електротехніки, в просторі, що оточує дроти лінії, існує електричне і магнітне поля. Структура енергетичного поля БХ в двопровідній лінії показана на рис. 1.21а.

Формувальні і затримуючі лінії.
Формувальні лінії (ФЛ) Якщо лінію, схема якої показана на рис. 1.31а, зарядити від джерела постійної напруги при відключеному навантаженні; вона н

Електричне поле виникає у будь-якому середовищі, якщо в ній змінюється магнітне поле.
Амплітуда напруженості електричного поля - Em пропорційна амплітуді напруженості магнітного поля - Hm, швидкості його руху - V і абсолютній магнітній прон

Передавальні антени СДХ, ДХ і СХ
Антени діапазонів КМХ і ГКМХ мають переважно вертикальну поляризацію поля. Ці антени найчастіше є вертикальними щоглами на розтяжках, висота яких досягає 75.300 м (рис. 5.23).  

Приймальні антени діапазонів НДХ, ДХ і СХ
  В якості простих приймалень антен для цих діапазонів можуть використовуватися розглянуті вище антени – щогли. Г -, Т – образні антени. Висота приймальних антен досягає значень 15…20

Слабонапрямлені антени КХ
Загальні відомості про КХ антенах. 1). На КХ знаходять застосування такі ж несиметричні антени з горизонтальною частиною і без неї, що і на СХ. Проте за рахунок зменшення довжини хв

Гостронаправлені антени КХ
  Багатовібраторна синфазна горизонтальна антена – СГ. 1). Пристрій і принцип дії. Антена складається з півхвильових вібраторів розташованих поверхах по декілька вібра

Антени метрових і дециметрових хвиль.
Загальні відомості. Типи і конструкції антени МХ і ДМХ визначаються їх призначенням. Завдяки малій довжині хвилі, на УКХ легше, ніж на КХ можна реалізувати гостронаправлені і шир

Антени сантиметрових хвиль
  1. Загальні відомості. У діапазоні СМХ легко реалізуються антени, розміри яких в десятки разів перевершують довжину хвилі. Це дозволяє формувати дуже вузькі ДС, що д

Призначення фазованих антенних решіток
Процес електричного сканування зазвичай здійснюється на основі застосування багатоелементних антенних решіток. Управляти положенням максимуму ДС електричним способом можна, змінюючи або зрушенням ф

Взаємний вплив елементів ФАР
В якості випромінюючих елементів ФАР найширше застосовують вібратори, відкриті кінці хвилеводів, рупори, спіральні і діелектричні антени. Щоб уникнути появи побічних головних максимумів ви

Схеми збудження ФАР
Схема збудження ФАР призначена для підведення енергії, що виробляється генератором, до випромінювачів (передавальний режим ФАР), підведення енергії, що приймається окремими елементами, до входу при

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги