- •Техническая электродинамика
- •Приборы и методики измерений в свч-диапазоне
- •Описание измерительной установки
- •Основные свойства и характеристики волн в вс
- •Экспериментальное определение коэффициента отражения от исследуемой нагрузки
- •Измерение малых кбв («метод вилки»)
- •Контрольные вопросы
- •Т-волны в длинных линиях
- •Плоская волна свободного пространства
- •Конфигурация силовых линий полей в длинных линиях
- •Вектор напряженности магнитного поля в т-волне
- •Вектор напряженности электрического поля в линии
- •Т-волны
- •Волны напряжения и тока длинной линии
- •Связь коэффициента отражения с сопротивлением нагрузки
- •Согласованная линия
- •Несогласованная линия
- •Режим стоячей волны
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Волны в волноводах
- •Волноводы. Два класса волн. Волновые уравнения
- •Мембранное и дисперсионное уравнения
- •Граничные условия
- •Поля в волноводе
- •Собственные функции и поперечные волновые числа
- •Критические частоты волноводных мод
- •Поля мод на частотах выше и ниже критической
- •Длина волны и фазовая скорость в волноводе
- •Волна основного типа прямоугольного волновода h01
- •Конфигурация силовых линий основного типа поля
- •Перенос мощности по волноводу
- •Режим бегущей волны
- •Режим смешанных волн
- •Элементы волноводного тракта, используемые в работе
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Трансформация сопротивлений отрезками длинных линий
- •Входное сопротивление линии
- •Свойства входного сопротивления линии
- •Короткозамкнутая линия
- •Отрезок линии как трансформатор сопротивления
- •Круговая диаграмма сопротивлений
- •Определение нормированной проводимости по нормированному сопротивлению с помощью круговой диаграммы
- •Привязка линии к диаграмме по кбв и минимуму напряжения.
- •Определение сопротивления нагрузки по кбв и местоположению минимума напряжения
- •Включение в линию передачи трансформирующих отрезков с волновым сопротивлением, отличным от волнового сопротивления основного тракта
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Волны в коаксиальной линии при произвольной нагрузке
- •Поле т-волны в коаксиальной линии
- •Погонные параметры коаксиальной линии
- •Коэффициент отражения и импеданс
- •Суперпозиция падающей и отраженной волн
- •Круговая диаграмма
- •Порядок выполнения работы
- •Расчет параметров коаксиальной линии
- •Расчет входных характеристик отрезка коаксиальной линии
- •Варианты заданий к работе
- •Контрольные вопросы
- •Одношлейфное согласование волновода с нагрузкой
- •Входная проводимость линии
- •Расчет входных сопротивлений и проводимостей в линиях с последовательными или с параллельными неоднородностями
- •Нормированные сопротивления и проводимости
- •Индуктивные и емкостные диафрагмы в волноводах
- •Проблема согласования нагрузки с линией передачи
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование волноводных четырехполюсников с поперечными неоднородностями
- •Волноводные многополюсники и их матрицы рассеяния
- •Экспериментальное определение элементов s-матриц четырехполюсников с поперечной неоднородностью
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Согласование линии передачи с нагрузкой в пакете программmicrowaveoffice
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Содержание
Согласование линии передачи с нагрузкой в пакете программmicrowaveoffice
Цель работы:освоение методики одношлейфного согласования линии передачи с нагрузкой в пакете программMicrowaveOffice.
Теоретические сведения
В радиотехнических устройствах часто цепь, потребляющая высокочастотную (ВЧ) энергию (нагрузка) находится на удалении от источника этой энергии. В этом случае энергия передается с помощью линии передачи (ЛП). Выбор волновых сопротивлений ЛП ограничен несколькими стандартными номиналами (для коаксиального кабеля это 50, 75, 90, 150 Ом), в то время как сопротивление (проводимость) нагрузки может быть самым разным. Очевидно, что для обеспечения эффективной передачи энергии в нагрузку необходимо иметь в ЛП режим бегущей волны, а для этого она должна быть нагруженной на сопротивление (проводимость), равное волновому. Задача трансформации сопротивления (проводимости) нагрузки для удовлетворения этого условия реализуется с помощью согласующего устройства. Подобная же проблема должна решаться в случае, если выходное сопротивление (проводимость) цепи не равно входному сопротивлению следующей за ней цепи. Согласующие устройства могут выполняться в виде цепей из сосредоточенных реактивностей (обычно на не очень высоких частотах) или из отрезков ЛП. Последний вариант обычно реализуется на СВЧ.
В работе исследуется простейший способ согласования с помощью двух отрезков ЛП. Идея его чрезвычайно проста.
Известно, что проводимость на входе отрезка ЛП без потерь длиноюна частотенагруженной на нагрузку с проводимостью, может быть определена как:
,
где – волновая проводимость ЛП;. Так как функцияменяется отдо, то вещественная и мнимая части проводимостимогут принимать самые разные значения. Выберем такую длину отрезка ЛП, чтобы вещественная частьбыла бы равнапри заданном значении. Тогда получим следующие уравнения дляи:
.
Таким образом, на входе этого отрезка ЛП вещественная часть проводимости равна . Для того, чтобы обратить мнимую проводимостьв ноль, достаточно в этой точке присоединить параллельно проводимость равную. Следовательно, теперь в ЛП до согласующего устройства будет существовать бегущая волна. Обычно для нахождения длиныотрезка ЛП и входной реактивностипользуются не приведенными выше уравнениями, а диаграммой Вольперта–Смита (ДВС) (см. 5.5). На «бумажных» ДВС откладываются нормированныезначения сопротивлений (нормированныезначения проводимостей). На ДВС в компьютерных программах часто значения на кривых являются абсолютными. ДВС для сопротивлений и проводимостей практически полностью совпадают. Нужно только учитывать, что положительное реактивное сопротивление соответствует индуктивности, а положительная реактивная проводимость соответствует емкости и наоборот. Так как модуль коэффициента отражения от нагрузки не изменяется вдоль ЛП, перемещение вдоль нее происходит вдоль дуги с постоянным радиусом, равным расстоянию от центра диаграммы до точки определяемой сопротивлением (проводимостью) нагрузки. При перемещении от нагрузки к источнику падающей волны (генератору) поворот производится по часовой стрелке. Угол поворота радиуса равен. Здесь– длина перемещения вдоль ЛП,– длина волны в ЛП.