Кпд линии

КПД – отношение активной мощности Р_Н, выделяемой в нагрузке к активной мощности, подводимой ко входу: =Р_Н/Р.

Если в линии режим бегущей волны (R_Н=Z_В), то .

Е и Н связаны через сопротивление линии и =е^-2^LZ1-2LZ.

Если нагрузка не согласована, надо учитывать отражение: .

После подставки: =е^-2^LZ(1-R²).

Из графика, там, где потери малы,  для различных КБВ почти совпадают (LZ<0,1).

В диапазоне КВ особой степени согласования не надо и допустимы значения КБВ≥0,3 0,5.

В диапазоне СВЧ КБВ0,80,9.



Возбуждение эм колебаний

Для возбуждения ЭМК в линиях передачи необходимо вводить специальные устройства – носители сторонних источников (токов, зарядов и полей).

Эти устройства называют – возбуждающие устройства (ВУ).

В большинстве случаев, это различные модификации электрического и магнитного вибраторов.

Из теоремы единственности следует, что задав функцию распределения сторонних источников и граничные условия, можно однозначно определить структуру поля. Это накладывает ограничения на конструкцию возбуждающего устройства и его положение в линии передачи.

Точное распределение сторонних источников задать практически не возможно, единственный критерий правильности – совпадение расчетных и экспериментальных данных.

Основные требования к ВУ.

ВУ должно обеспечивать эффективное возбуждение желаемого типа волны и, по возможности, должно затруднять возбуждение всех других типов волн.
Коэффициент отражения от возбуждающего устройства должен быть минимальным в нужной полосе частот.
ВУ должно иметь электрическую прочность, достаточную для пропускания необходимой мощности.

Вибратор - это короткозамкнутый отрезок однопроводной линии с косинусоидальным распределением тока, которая теряет энергию на излучение.

В общем случае входное сопротивление вибратора комплексное.

Активная часть характеризует мощность, отдаваемую волне Н, реактивная часть – реактивная мощность полей в близи вибратора.

Желательно, чтобы мнимая часть была равна 0, а активная - равна волновому сопротивлению коаксиальной линии.

Полная мощность, отдаваемая штырю коаксиальной линией: .

Входное сопротивление:

r₀ - радиус вибратора.

По этой формуле, как показывают расчёты, сопротивления коаксиальной линии значительно больше. Снизить сопротивление можно, либо сместив штырь к боковой стенке, либо существенно увеличив его толщину, это, кроме того, позволяет уменьшить индуктивное по характеру реактивное сопротивление линии.

Часто в широкополосных устройствах используют ВУ пестиковой формы.

Т.к. вибратор по обе стороны от себя возбуждает синфазные электрические поля почти равной амплитуды, то пока он расположен по центру, он может возбуждать только колебания типа Н₁₀,Н₃₀,Н₅₀…., а чётные не возбуждает.

Общее для волноводов правило:

Для эффективного возбуждения в волноводе с любой формой поперечного сечения одного из типов волн электрический вибратор необходимо помещать: 1) параллельно силовым линиям электрического поля волны желаемого типа; 2) в сечениях близких к пучности электрического поля этой волны.