1.

№ диапазона	Частота	Название радиочастот	Длина волны, м	Название радиоволн	Применение
6	300-3000 кГц	Средние	1000-100	Гектометровые	Организация ПРС (2,13 и 2,15 МГц), ПРС Метро (2,44 и 2,464 МГц)
8	30-300 МГц	Очень высокие	10-1	Метровые	Организация СРС и РОРС (151,725-156 МГц)
9	300-3000 МГц	Ультравысокие	1-0,1	Дециметровые	Организация ПРС-Д (аналоговая 330МГц, TETRA – 450МГц, GSM-R – 900МГц, LTE- 1790-1800 МГц)
10	3-30 ГГц	Сверхвысокие	0,1-0,01	Сантиметровые	Организация спутниковой

Сопротивление излучения антенны RΣв большей степени характеризует качество антенны, чем излучаемая ею мощность, т.к. последняя зависит не только от свойств антенны, но и от тока, создаваемого ей.

2.

Закрытый колебательный контур не будет излучать энергию электромагнитных волн, т.к. электрическое и магнитное поля пространственно разнесены (электрическое сосредоточено между обкладками конденсатора, а магнитное близко от катушки индуктивности). Условия возникновения электромагнитной волны – совмещение электрического и магнитного полей.

3.

Линия называется длинной поскольку ее размеры соизмеримы с длиной волны.

Линии передачи или фидерные линии – это устройства, предназначенные для передачи высокочастотной энергии от одного участка к другому, например, от передатчика к антенне или от антенны к приемнику. Линии передачи, как и антенны имеют геометрическую длину, соизмеримую с длиной волны, возбуждаемых в ней колебаний, поэтому линии передачи называют длинными линиями.

В антенной технике используют в основном 3 типа конструктивного исполнения длинных линий:

1) двухпроводная линия;

2) коаксиальная линия;

3) волноводная линия.

Волновое сопротивление линии определяется выражением:

Волновое сопротивление коаксиальной и двухпроводной линий полностью определяется их погонными индуктивностями и емкостями.

Погонные значения – приходящиеся на единицу длины.

Обычно двухпроводная линия используется при а>5r1 и в этом случае ρ2 = (200-300) Ом.

Для коаксиальной линии характерно соотношение D/d≈3,6 и в этом случае ρк = (50-75) Ом. Волновое сопротивление свободного пространства:

Требования, предъявляемые к линиям передачи любой конструкции:

1) минимальные потери энергии в линии, они складываются из потерь на нагрев проводов и на излучение во внешнюю среду;

2) возможнобольшая предельная мощность высокочастотных колебаний, допустимая для передачи по линии;

3) отсутствие антенного эффекта, то есть линия не должна излучать и принимать электромагнитные волны, в противном случае, искажается диаграмма направленности антенны и усиливается прием помех;

4) достаточная широкополосность, то есть затухание, вносимое всеми звеньями линии передачи, не должно превышать допустимую величину во всем спектре частот передаваемых колебаний;

5) Стабильность параметров в такой степени, чтобы изменение температуры, влажности, и других параметров среды не сказывалось на работе линии;

6) Допустимые габариты и вес;

7) Механическая прочность, удобство монтажа, простота изготовления;

5

- фазовая постоянная, показывающая отставание фазы колебаний за время их распространения на единицу длины линии.

В зависимости от соотношения между волновым сопротивлением линии и сопротивлением нагрузки линии могут работать в режиме бегущих волн, стоячих волн или в режиме смешанных волн.

Бегущими волнами называются волны, фаза которых удаляется от источника возбуждения с постоянной скоростью, зависящей от свойств среды.

Стоячими волнами называют колебания, полученные в результате сложения двух бегущих волн, направленных навстречу друг к другу. Например, падающие и отраженные волны.

Бегущие волны в линии получаются в случае, если сопротивление нагрузки чисто активное и равно волновому сопротивлению линии.

Выводы:

1) вкаждом сечении линии напряжение и ток меняются синусоидально во времени;

2) амплитуды напряжения и тока не зависят от выбранной координаты х (линия без потерь), то есть постоянны по всей длине линии;

3) фазы напряжения и токане изменяются;

4) сопротивление линии активно в любом сечении, т.к. в различных сечениях.

6.

Стоячими волнами называют колебания, полученные в результате сложения 2 бегущих волн, направленных навстречу друг другу, например, падающей и отраженной.

Стоячие волны в линии могут возникать в одном из трех случаев:

1) Линия разомкнута на конце;

2) Линия замкнута накоротко;

3) Линия замкнута на чисто реактивное сопротивление.

В этом случае энергия полностью отражается обратно, возникают чисто стоячие волны.

Выводы:

1) в каждом сечении напряжение и ток меняются по гармоническому закону;

2) амплитуда напряжения и тока изменяется вдоль линии и зависит от координаты х. Точки, где Uи Iпринимают максимальные значения называют пучностями, а минимальное — узлами

3) фаза напряжения и тока сдвинута друг от друга на π/2, а значит, имеет реактивный характер;

4) фаза напряжения во всех сечениях линии одинакова, то есть во всей линии напряжение равно нулю или достигает максимума в один и тот же момент времени, но эти максимумы для разных сечений различны, поскольку амплитуда колебаний вдоль линии изменяется. То же самое можно сказать и о токе;

5) так как линия имеет реактивный характер, кроме точек резонанса, то мощность в нагрузке не выделяется:

6) Если длина линии равна , то линия имеет чисто активный характер.При некотором изменении ее длины, она становится либо индуктивной, либо емкостной

Коэффициент стоячих волн — это отношение наибольшего значения амплитуды напряжённости электрического или магнитного поля стоячей волны в линии передачи к наименьшему. Он характеризует качество согласованности линиис нагрузкой и в идеале должен быть равен 1.

7.

Смешанные волны – совокупность бегущих и стоячих волн.Уравнение смешанных волн имеет 2 слагаемых для тока и напряжения.

Коэффициент стоячих волн – это отношение максимального действующего значения (напряжения или тока) к минимальному, то есть отношение максимального напряжения к напряжению бегущей волны. Он характеризует качество согласования линии с нагрузкой и в идеале должен быть равен единице.

Минимальное значение амплитуды тока и напряжения соответствует бегущим, а максимальное – бегущая + стоячая.

Общие выводы по работе длинных линий:

1) для бегущей волны тока линия представляет чисто активное сопротивление, равное волновому, поэтому, если R2=ρ, то энергия падающей волны полностью поглощается в нагрузке и в линии существуют только бегущие волны. Если линия работает в режиме стоячих волн, то ее входное сопротивление имеет реактивный характер. При наличии в линии и бегущих и стоячих волн ее входное сопротивление имеет активные и реактивные составляющие;

2) если линия замкнута накоротко или разомкнута на конце, то условия распространения в конце линии резко нарушаются, вследствие чего происходит полное отражение падающей волны, в результате возникают чисто стоячие волны и генератор никакой энергии не затрачивает;

3) если в линии имеются потери, то они компенсируются за счет бегущей волны, независимо от вида нагрузки;

4) если линия замкнута на комплексную нагрузку или на активное сопротивление, не равное волновому, то в линии существуют и бегущие и стоячие волны; в этом случае часть энергии падающей волны поглощается нагрузкой, а часть отражается стоячей волной;

5) Падающая и отраженная волна дают стоячие волны.

8.

Суть согласования заключается в том, чтобы обеспечить в линии режим бегущих волн (сопротивление нагрузки равно волновому и реактивная составляющая компенсируется).

Согласование необходимо производить в трех точках: