Теоретичні відомості
Довгою вважається лінія передачі, довжина якої більша за довжину хвилі або порівнянна з нею. Застосування законів Кирхгофа до елементарної дільниці довгої лінії приводить до залежностей для еквівалентних струму й напруги у вигляді (2.1) де – відстань від кінця лінії до точки лінії, яку досліджують; комплексні амплітуди еквівалентних напруги й струму для падаючої хвилі; – фазова стала; – довжина хвилі в лінії; – комплексний коефіцієнт відбиття за напругою. Модуль коефіцієнта відбиття відповідає відношенню амплітуд відбитої і падаючої хвиль, а фаза – зсуву фази між ними. Напруга і струм залежать від координати вздовж лінії передачі. Вони є сумами хвиль, які розповсюджуються від генератора в напрямку до навантаження (падаюча хвиля) і від навантаження в напрямку до генератора (відбита хвиля). Відношення еквівалентних напруги й струму в певному перерізі лінії визначає повний опір . (2.2)
Фаза опору дає інформацію про фазовий зсув між еквівалентними напругою та струмом. Якщо фаза дорівнює нулю, то це означає, що струм і напруга синфазні. Опір розрахований для біжучої хвилі має назву хвильового. Він є сугубо дійсним і сталим по всій довжині лінії передачі. Опір визначається конструкцією і параметрами лінії передачі, його значення для певної конструкції і параметрів лінії відоме. Такий опір розглядають для одномодового випадку, за наявності декількох типів хвиль для кожної з них вводять характеристичний опір як відношення тангенціальних компонент електричного й магнітного полів. Якщо не враховувати перетворення однієї моди в інші, то характеристичний опір можна розглядати як хвильовий. Повний опір має ясний фізичний зміст. Якщо обрізати лінію в точці і частину лінії, яка залишилась, навантажити опором, що дорівнює , то розподіл струму й напруги в лінії залишається без змін. Опір, розрахований для початку лінії, має назву вхідного опору. У кінці лінії опір дорівнює опору навантаження . Для забезпечення універсальності розглядають нормовані значення опору . У цьому випадку застосовують відношення комплексного та хвильового опорів. Опір залежить від координати таким чином
. (2.3)
Звідси випливає, що опір і вхідний опір є періодичними функціями з періодом . Отже, вхідний опір півхвильового відрізка лінії передачі без утрат дорівнює величині опору, підключеного до його кінця. Тому відрізок однорідної лінії передачі, довжина якого дорівнює половині довжини хвилі на деякій частоті, є трансформатором з коефіцієнтом трансформації, що дорівнює одиниці. Такі відрізки отримали назву півхвильового трансформатора й використовуються іноді при узгодженні віддаленого від генератора навантаження, коли виникає потреба перемістити опір навантаження ближче до генератора, у позицію більш зручну для підключення узгоджуючих елементів. Ще одна важлива властивість півхвильових трансформаторів – додатковий фазовий зсув , що вноситься трансформатором. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|