Тема: Продолжение (Представление линии в квазистационарном ре­жиме)

Составим схему замещения (физическая модель) в квазистационарном режиме.

Рис.1

Задача: определить изменение тока генератора (передатчика) в зависимости от параметров линии и её длины.

Решать необходимо при проектировании усилительных пунктов по магистрали.

Для определения I_X и U_X.

Составим математическую модель, используя систему дифференциальных уравнений, которая связывает на­пряжение и ток в линии с её первичными параметрами.

Система (1)

Уравнения системы (1) получили название телеграфных уравнений.

Рассмотрим первое уравнение из системы (1).

Оно отражает падение напряжения на продольных параметрах линии от тока, те­кущего вдоль линии.

2-е уравнение из системы (1) отражает ток утечки и говорит, что ток утечки зависит от потенциала линии и поперечных параметров, т.е. проводимости изоляции и ём­кости.

Необходимо перейти от Д.У. к алгебраическим уравнениям - для выполнения инженерных расчетов.

Вводятся понятия:

 Z_В - волновое сопротивление;

  - коэффициент километрического затухания. ()

При эксплуатации линейного сооружения стремятся создать режим согласованных нагрузок, который предполагает равенство волнового сопротивления линии (Zв), внутреннего сопротивления генератора (Zг) и сопротивление приемника (Zпр).

В этом режиме будут отсутствовать отражённые волны.

Тогда для этого режима решение будет выглядеть следующим образом:

Ток и напряжение меняется по экспоненте в зависимости от длины линии и .

Система (2)

Рис.2

 2>1-затухание больше;

 3<1-затухание меньше.

Сопротивление передатчика полностью определяется , а  зависит от первичных параметров линии.

Затухание  связывает все 4 параметра:

формула 1

Из этой формулы следует, что :

 Частотно-зависимый параметр

 Этот параметр комплексный, т.е. существует реальная и мнимая части, часто для практических инженерных расчетов выделяют: , где  -определяет степень затухания амплитуды сигнала; -определяет изменение фазы сигнала.

Частотные зависимости ( и ) отличаются.

ОТС - оперативно-технологическая связь

МАГ, ДОР - магистральная, дорожная связь

Рис.3

Рассмотрим: как будет изменяться расстояние м/у усилителями в НЧ области, в которой работают оперативно-технологические цепи отделенческих видов связи и ВЧ области, в которой работают каналы магистральной и дорожной связи.

Частотный диапазон:

 Магистральный и дорожный вид связи в зависимости от аппаратуры передачи вплоть до 252 кГц;

 Оперативно-технологическая связь до 4 кГц.

Рис 4

Чем выше частота передатчика тем меньше расстояние между усилительными пунктами, но большее число каналов мы можем организовать.

Зная параметры линии мы можем определить расстояние между усилительными пунктами.

Кроме частотной зависимости  зависит от параметров линии, чем больше продольные параметры линейного сооружения, тем меньше частотный диапазон и больше затухание.

Примером тому служат В.Л., в особенности со стальными цепями (примерно 3 канала), с медными или биметаллическими цепями (максимум 12 каналов) - ограничено 150 КГц.

Если увеличить частоту - резкое увеличение затухания.

Волновое сопротивление Zв

Связь между Zв и первичными параметрами:

Zв зависит:

 От всех четырёх параметров;

 Частотно-зависимый параметр;

 Комплексный параметр.

Рассмотрим частотную зависимость модуля Zв и угла сопротивления .

Примем крайние значения:

Рис 5

Замечания:

1. В области ВЧ волновое сопротивление имеет чисто активный чарактер,часто это показывается в параметрах кабеля РК-50, РК-75, где цифра означает волновое сопротивление кабеля в омах;

2. Т.к. волновое сопротивление линии на ВЧ является чисто активным параметром, то легко согласовать параметры линейного сооружения с внутренним сопротивлением передатчика и приемника ( с их параметрами ) для оптимальной работы линии. В противном случае возникает режим несогласованности нагрузки.

Режим несогласованных нагрузок

При .

Рис.6

Возникает отражение, для того чтобы объективно оценить эти отражения, вводят параметр P - коэффициент отражения лежит от -1 до +1.

Коэффициент отражения нормируют - в линейных сооружениях он не должен превышать 0.2.

Т.к. в реальности всегда присутствуют некоторые несогласования нагрузок, то вместо волнового сопротивления вводят понятие входного сопротивления в линию.