рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Длинные линии без потерь. Режимы работы линии.

Длинные линии без потерь. Режимы работы линии. - раздел Философия, ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ [1, C. 362–379; 2, C. 343-352...

[1, c. 362–379; 2, c. 343-352]

 

Для коротких по длине линий, работающих на очень высоких частотах, выполняются неравенства:

 

В этом случае можно принять т.е. отсутствуют потери энергии в линии. Тогда волновое сопротивление становится вещественным числом, и его принято обозначать буквой

 

Коэффициент распространения становится чисто мнимым числом:

 

Коэффициент затухания Следовательно, амплитуды падающих и отраженных волн постоянны. Коэффициент фазы .

Уравнения передачи принимают более простой вид:

 

 

 

 

или

 

 

s w:val="28"/><w:lang w:val="EN-US"/></w:rPr><m:t>sinОІy.</m:t></m:r></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>">

 

В длинной линии без потерь выделяют три режима работы, в зависимости от соотношения падающих и отраженных волн.

Режимом бегущих волн называются такие условия работы линии, при которых в ней отсутствует отраженная волна, имеется только падающая волна, которая в этом случае называется бегущей. Этот режим возникает при чисто резистивной согласованной нагрузке

Действительно, коэффициент отражения равен:

 

Комплексные амплитуды напряжения и тока в линии равны:

 

Амплитуды напряжения и тока вдоль всей линии одинаковы:

 

Комплексная передаточная функция линии длиной равна:

 

Амплитудно-частотная характеристика значит, амплитуды сигнала на выходе и входе одинаковы. Фазочастотная характеристика линейно зависит от частоты. Следовательно, сигналы в такой цепи передаются без ослабления и без искажения их формы.

Режимом стоячих волн называется такой порядок работы линии, при котором амплитуды отраженной и падающих волн одинаковы. Модуль коэффициента отражения В нагрузке линии не должно быть резистивной составляющей. Следовательно, в конце линии может быть либо короткое замыкание ( , либо разомкнутые зажимы ( либо индуктивность ( либо емкость (

При взаимодействии падающей и отраженной волн одинаковой амплитуды в тех сечениях линии, где фазы напряжения (тока) падающей и отраженной волн отличаются на π, т.е. они находятся в противофазе, амплитуда суммарного напряжения (тока) равна нулю. Эти сечения (точки) называются узлами. В тех сечениях линии, где фазы падающей и отраженной волн напряжения (тока) одинаковы, амплитуда суммарного напряжения (тока) максимальна и равна удвоенной амплитуде напряжения (тока) падающей волны. Эти сечения (точки) называются пучностями напряжения (тока). Узлы и пучности отстоят друг от друга на расстоянии λ/4, причем узлы напряжения совпадают с пучностями тока и наоборот.

В режиме короткого замыкания ( и уравнения передачи принимают очень простой вид:

 

 

С помощью этих выражений получены графики распределения значений напряжения и тока (рис.6.4, а) и график изменения входного сопротивления в зависимости от длины короткозамкнутой линии (рис.6.5, а).

 

 

 

Из рис.6.5, а видно, что если длина короткозамкнутого отрезка , то входное сопротивление представляется чисто мнимым положительным числом, как сопротивление индуктивности. На этом основании говорят, что такой отрезок имеет индуктивный характер. Если что эквивалентно сопротивлению параллельного колебательного контура на резонансной частоте. Если то представляется чисто мнимым отрицательным числом, как сопротивление емкости, следовательно, отрезок короткозамкнутой линии такой длины имеет емкостной характер. Наконец, если , что эквивалентно сопротивлению последовательного колебательного контура на резонансной частоте. При дальнейшем увеличении длины короткозамкнутой линии характер повторяется.

Таким образом, имеется возможность заменить катушки индуктивностей, конденсаторы и колебательные контуры, не работающие на СВЧ, отрезками короткозамкнутой линии соответствующей длины.

Подобный эффект наблюдается и в разомкнутой линии Для нее и уравнения передачи принимают вид:

 

 

На рис.6.4., б показано распределение значений напряжения и тока вдоль лини, а на рис.6.5, б – изменение входного сопротивления. Из последнего графика видно, что если длина разомкнутого отрезка то он имеет емкостной характер; если ( то такой отрезок эквивалентен последовательному колебательному контуру на резонансной частоте; если то отрезок имеет индуктивный характер; если , то отрезок разомкнутой линии эквивалентен параллельному колебательному контуру на резонансной частоте ( .

Таким образом, можно использовать также и отрезки разомкнутой линии для реализации на СВЧ любой реактивной схемы.

Если нагрузка индуктивная ( емкостная ( , то для расчета распределения напряжения и тока вдоль линии нужно использовать полный вид уравнений передачи. На рис.6.4., в показано распределение напряжения и тока вдоль линии в случае индуктивной нагрузки. Входное сопротивление тогда рассчитывается по формуле:

 

Если нагрузка емкостная

 

Режимом смешанных волн называются такие условия работы линии, когда в ней присутствуют и падающие, и отраженные волны, но, в отличие от режима стоячих волн, амплитуда отраженной волны напряжения (тока) меньше амплитуды падающей волны, т.е. В этом режиме часть энергии падающей волны рассеивается нагрузкой. Следовательно, нагрузка линии может быть либо резистивной, не равной волновому сопротивлению ( , либо комплексной ( ). В линии наблюдаются признаки режима бегущих волн и режима стоячих волн, что объясняет название режима.

Напряжение (ток) представляют собой сумму напряжений (токов) бегущей и стоячей волн. В сечениях, где амплитуда напряжения (тока) равна разности амплитуд падающей и отраженной волн, ее значение минимально, а в сечениях, где она равна сумме амплитуд падающей и отраженной волн, - максимально:

 

 

Распределение значений напряжения (тока) вдоль линии в режиме смешанных волн рассчитывается с помощью уравнений передачи в полной форме. В качестве примера, на рис.6.6 показан график распределения напряжения при причем

 

 

 

Режим смешанных волн характеризуют коэффициенты бегущей волны (КБВ):

 

Величина КБВ изменяется в пределах В режиме бегущих волн стоячих волн а в режиме смешанных волн

 

Наряду с КБВ используется коэффициент стоячей волны

Входное сопротивление линии в режиме смешанных волн в общем случае представляется комплексным числом и его удобно рассчитывать по формуле:

 

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение... Высшего профессионального образования... Санкт Петербургский государственный университет телекоммуникаций...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Длинные линии без потерь. Режимы работы линии.

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:

Определение комплексной передаточной функции цепи 1-го порядка. Построение амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик
Найдите комплексную передаточную функцию H(jω) цепи 1-го порядка и определите по ней частотные характеристики: амплитудно-частотную |H(jω)| и фазочастотную Θ(ω).

В длинной линии без потерь
Воздушная длинная линия без потерь состоит из двух участков с одинаковым волновым сопротивлением ρ, напряжение на входе линии . Первичные параметры каждого участка выбраны так,

Определение электрической цепи. Понятие тока, напряжения, мощности и энергии
[1, c.11–14; 2, c.10–12] Электрической цепью называется электромагнитная система, состоящая из преобразователей энергии, электромагнитные процессы в которой целесообразно

Элементы электрических цепей и их свойства
[1, c.15–22; 2, c.13–24]. Под элементом электрической цепи понимают идеализированное устройство, отображающее какое-либо одно из свойств реальной электромагнитной системы.

Законы Кирхгофа
[1, c.35–40; 2, c.28–29]   В основе методов анализа электрических цепей лежат законы Кирхгофа. Они верны для любых электрических цепей: как линейных, так и н

Метод узловых напряжений
[1, c.63–68, 72–73; 2, c.53–57] В данном методе переменными или неизвестными системы уравнений анализируемой цепи являются узловые напряжения U1у ,U2у

Гармонические напряжения и токи
[1, c.98–108; 2, c.72–75] При изучении данного вопроса необходимо обратить внимание на следующее. Гармонические колебания тока или напряжения могут быть описаны о

Символическое изображение косинусоидальных функций комплексными числами. Законы Кирхгофа в комплексной форме
[1, c. 115–120; 2, c. 75–78] Каждой косинусоидальной функции заданной частоты ω можно сопоставить вектор на комплексной плоскости. С другой стороны, каждый вектор мож

Закон Ома в комплексной форме. Комплексные сопротивления и проводимости. Символический метод анализа гармонических колебаний
[1, c. 120–134; 2, c. 78–86] Комплексные амплитуды напряжения и тока на входе двухполюсника (рис. 3.6) формально удовлетворяют закону Ома: m

Комплексные передаточные функции электрических цепей. Частотные характеристики
[1, c. 150–155; 2, c. 110–112] Передача электрических сигналов в системах связи описывается с помощью передаточных функций цепи. Одной из важнейших среди них является комп

Частотные характеристики последовательного и параллельного колебательных контуров
[1, c. 156-162; 2, c. 113–128] Колебательные контуры широко применяются для селекции сигналов в устройствах связи, в частности, в электрических фильтрах. Канониче

Переходные колебания. Законы коммутации. Начальные условия
[ 1, с. 185-188; 2, с.157-159] Режимы колебаний токов и напряжений в цепи разделяются на установившиеся (стационарные) и переходные. К установившимся относятся все периоди

Обобщенная формула для расчета переходных колебаний в разветвленной цепи с одним реактивным элементом
[ 1, с.197] Рассмотренные в 5.2 результаты анализа переходных процессов можно получить ускоренным путем, если воспользоваться общей формулой для расчета переходных процесс

Первичные параметры длинной линии
[1, c. 337–341; 2, c.326-330] Важнейшее место среди электрических цепей занимают линии передачи – цепи, осуществляющие передачу электрома

Телеграфные уравнения и их решение
[1, c. 341–343; 2, c.330-333] Первичные параметры позволяют описать зависимости напряжений и токов в предельно малом отрезке линии длиной

Коэффициенты отражения
[1, c. 347–351; 2, c. 333-343]   Уравнениями передачи называются выражения, связывающие комплексные амплитуды напряжений и

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