ЛІНІЙ ПЕРЕДАЧІ

ОСНОВНІ ПАРАМЕТРИ ОДНОРІДНИХ

ПРИЗНАЧЕННЯ ЛІНІЙ ПЕРЕДАЧ

ХВИЛЬ

ЛІНІЇ ПЕРЕДАЧІ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ

Лініями передачі називають пристрої, які спрямовують потік електромагнітної енергії (ЕМЕ) від джерела до навантаження в обмеженому просторі всередині цих пристроїв (закритого типу) або навколо їх (відкритого типу). За типом хвиль, що передаються в лініях передачі, розрізняють:

лінії передачі з поперечними електромагнітними хвилями (типу Т). До них належать: провідні, коаксіальні та смужкові лінії передачі;

хвилеводні лінії передачі з хвилями електричного (Е_mn) та магнітного (Н_mn) типів;

лінії передачі поверхневих хвиль, наприклад, діелектрична лінія передачі.

Функціональним призначенням ліній передач є передавання ЕМЕ від джерела до навантаження, наприклад, передавання ЕМЕ від приймальної антени до телевізійного приймача.

Відрізки ліній передач використовуються для з’єднання пристроїв НВЧ між собою, вони також є входами та служать основою для побудови пристроїв НВЧ.

Параметри ліній передачі визначають властивості розповсюдження електромагнітних хвиль (ЕМХ) в лінії передачі. Розглянемо ці параметри.

Хвильовий опір – це величина, що визначає зв’язок між поперечними складовими напруженостей електричного ( ) та магнітного ( ) полів в лінії передачі, визначається в омах (Ом) за виразом

Хвильовий опір визначається конструкцією лінії передачі, геометричними розмірами, електричними параметрами матеріалів лінії передачі, типом хвиль.

Коефіцієнт розповсюдження – це величина, яка показує зміну амплітуди та фази хвилі при розповсюдження її на одиницю довжини в лінії

. (1.1)

Її дійсною частиною є коефіцієнт згасання – це величина, що показує зменшення амплітуди хвилі в процесі розповсюдження на одиницю довжини. Вона вимірюється в неперах на метр (Нп/м)

,

або в децибелах на метр (дБ/м) за формулою

де – амплітуди хвилі в перерізах лінії, відстань між
якими 1 метр; 1 Нп/м=8,68 дБ/м; 1 дБ/м=0,115 Нп/м.

Уявною величиною коефіцієнта розповсюдження є коефіцієнт фази – це величина, що показує на скільки зміниться фаза хвилі в процесі розповсюдження в лінії передачі на одиницю довжини та визначається за виразом

,

де – довжина хвилі в лінії передачі.

Якщо відома на вході лінії комплексна амплітуда хвилі , то на відстані комплексна амплітуда падаючої хвилі дорівнюватиме

,

де α − вимірюється в неперах на метр (Нп/м).

Коефіцієнт згасання характеризує втрати у провідниках, діелектриках та втрати на випромінювання.

У більшості випадків втрати збільшуються при збільшенні частоти.

Втрати на випромінення характерні тільки для відкритих ліній
передач.

Робочий діапазон частот − це смуга частот, у межах якої основний тип хвилі передається по лінії з припустимими втратами. Верхній діапазон обмежується втратами у матеріалах або втратами на випромінення. У хвилеводах нижній робочий діапазон частот обмежується критичною частотою, нижче якої втрати різко зростають (фактично хвиля даного типу не розповсюджується).

Дисперсійна характеристика − це залежність фазової швидкості розповсюдження хвилі від частоти. У лініях з Т-хвилею дисперсія не спостерігається, з Е- та Н-хвилями − спостерігається. Дисперсія в лінії передачі обмежує ширину спектра сигналів, що передаються.

Гранична потужність Р_гр − це максимальна потужність, що передається в лінії передачі, при якій не відбувається електричний пробій. Гранична потужність визначається напругою пробою U_пр

(1.2)

− для повітря.

Величину U_пр можна визначити через граничну напруженість електричного поля Е_гр, наприклад, для повітря Е_гр=30 кВ/см . Робоча потужність вибирається в 3…5 разів меншою за граничну.

Експлуатаційними та економічними параметрами є: простота виготовлення; механічна міць; собівартість, розміри; вага; стабільність параметрів; надійність.

1.3. РЕЖИМ ХВИЛЬ. ОСНОВНІ ЕЛЕКТРИЧНІ ПАРАМЕТРИ,