Задача №25.

Кабель с ρ = 75 Ом нагружен активным сопротивлением 125 Ом. Определить коэффициент бегущей волны и коэффициент отражения.

Рисунок 31.

Нагруженная линия при R > ρ сходна по характеру реактивности сопротивления с разомкнутой линией.

При ℓ = nλ /4 реактивное сопротивление равно нулю → вдоль линии чередуются последовательные и параллельные резонансы.

Если четное n:

Если нечетное n:

2. R < ρ

Линия ведет себя подобно короткозамкнутому отрезку. Напряжение поворачивается на 180º.

Рисунок 32.

Рисунок 33.

Характер реактивного сопротивления сходен с характером реактивного сопротивления короткозамкнутого отрезка.

При ℓ = nλ /4 – сопротивление чисто активное.

Если нечетное n:

Наблюдается резонанс токов.

Если четное n:

Наблюдается резонанс напряжений.

16. Смешанные волны при комплексном нагрузочном сопротивлении.

- комплексный коэффициент отражения.

Падающие и отраженные волны могут иметь любой фазовый сдвиг во времени от 0 до π.

Рисунок 34.

Ток и напряжение на сопротивлении будут иметь некоторые промежуточные значения. Т.е. резонансная длинна отрезка не равна целому числу четвертей волны.

Фидеры

Фидер – “питающая” линия для передачи энергии (В.Ч.) от источника к потребителю.

Фидер – вынужденная необходимость, т.к. здесь бесполезно теряется часть мощности генератора.

Основная задача – выбор режима обеспечивающего наивыгоднейший баланс мощности.

Падающая волна приносит мощность:

Полезная мощность

В режиме чисто бегущей волны U_max = U_min

Ограничение мощности диктуется диэлектрической проницаемостью фидера, т.е. допустимым U_max.

Можно получить более высокий КПД при R = ρ.

- разложение в ряд с сохранением первых двух членов (2β ℓ < < 1)

При R ≠ ρ

В режиме бегущих волн – входное сопротивление фидера активно и равно его волновому сопротивлению → фидер не вносит в контур генератора реактивного сопротивления, т.е. не создает расстройки → стабильность генератора.

Смешанные волны → комплексное, оно не только вносит расстройку в контуре генератора, но и само резко изменяется по величине при малых изменениях частоты генератора или длины фидера → изменяется полезная мощность.

Необходимо компенсировать i∙ X и трансформировать R, чтобы в точках подключения к фидеру сопротивление потребителя стало чисто активным и равным ρ → согласование.

Способы и схемы согласования

Необходимо обеспечить согласование и с генератором и с потребителем.

Если генератор → радиопередатчик → выходная цепь рассчитывается на включение фидера с определенным волновым сопротивлением, что обеспечивается при конструирование передатчика (регулировка связи между контурами).

Если генератор → приемная антенна, а потребитель – входная цепь приемника, то вход приемника рассчитывается на подключение кабеля с определенным волновым сопротивлением.

Т.е. основная задача → согласование фидера с антенной.

На ДВ и СВ согласование при помощи реактивных устройств с сосредоточенными параметрами.

Рисунок 35. Автотрансформируемая схема согласования

Необходимо выбрать L и С такими, чтобы . При R_A > ρ

Зная частоту генератора ω находим L и C.

При R_A < ρ

Если бы входное сопротивление потребителя содержало и реактивную составляющую, то при выборе L и C пришлось бы учитывать необходимость компенсации этого слагаемого.

На КВ и УКВ – согласование при помощи отрезков линий с распределенными параметрами (длинной λ /4).

Отрезок в λ /4 сможет служить трансформатором активного сопротивления R_н в волновое сопротивление ρ фидера.

Отрезок с волновым сопротивлением ρ _mp

Рисунок 36.

Необходимо, чтобы R_вх = ρ