САПР РЭС и ИМС.

Преподаватель: Владимир Евгеньевич Драч.

Линии передач.

Введение. Типы линий.

Линия передачи(л.п.) – устройство, передающее СВЧ-энергию от одного участка цепи к другому.

Рис.1.

где ПРД – передатчик, С – смеситель, ПРМ – приемник.

Длинная линия– эта такая линия передачи, для которой выполняется критерий длинной линии. Ее длинна сравнима с длинной волны, передающей СВЧ энергию.

Критерий длинной линии:, где- длинна волны,l– длинна линии. Если критерий выполняется, значит линия длинная.

Виды линий передач.

№ п\п	Рис	Название	Диапазон
1		Открытая двухпроводная	Длинноволновая часть метрового диапазона (~ 30 МГц)
2		Открытая четырехпроводная
3		Закрытая двухпроводная	Метровый диапазон
4		Коаксиальная (Co-axial)	Метровый, дециметровый, сантиметровый диапазоны
5		Прямоугольный волновод	Метровый и дециметровый диапазоны
6		Круглый волновод
7		Полосковая линия	От метров до субмиллиметров

Все типы линий по конструкции можно поделить на симметричные (1, 2, 3, 5, 6) и не симметричные (4, 7).

Вне зависимости от конструкции любую л.п. можно представить в виде двухпроводной линии с распределеннымипараметрами.

Эквивалентная схема л.п.

Эквивалентная схема позволяет изобразить любую линию передачи.

Рис.2.

Для сравнения л.п. между собой вводятся погонные параметры.

;;;

- последовательно включенное погонное сопротивление

- параллельно включенная погонная проводимость.

В реальных линиях происходят потери энергии. Это обусловлено наличием RиG. Если потерь в линии нет, она называется идеальной.

Критерий идеальной линии:,

Телеграфное уравнение в дифференциальной форме.

Телеграфное уравнение (ТУ) – это характеристика распределения напряжения, тока и сопротивления вдоль л.п.

Для вывода телеграфных уравнений рассмотрим дифференциально малый участок л.п. и воспользуемся законом Ома.

Рис.3.

Первое телеграфное уравнение:

Физический смысл: падение напряжение на участке dxпроисходит за счет протеканию тока по последовательно включенному погонному сопротивленияZ₁.

Второе телеграфное уравнение:

Физический смысл: уменьшение тока на участке dxпроисходит ха счет его ответвления в параллельно включенную … проводимостьY₁.

Телеграфное уравнение обладает преимуществом перестановочной двойственности, которая заключается в том, что для перехода от первого уравнения ко второму достаточно выполнить замену: .

Решение телеграфных уравнений.

Для решения ТУ объединим оба уравнения в систему:

Решить ТУ, значит отыскать .

Cточки зрения физического анализа удобно рассматривать только положительные значения.

содержит действительную и мнимую часть для отыскания которой последнее равенство следует возвести в квадрат, затем разделить действительную и мнимую части.

Для идеальной л.п. выполняется критерий идеальной линии, следовательно, выражения для значительно упрощаются:- волновое число.

С учетом данных величин можно выразить: .

Рис.4.

Полученное выражение можно изобразить графически. Оно будет являться комбинацией гармонического колебания и законом изменения его амплитуды. Амплитуда колебаний уменьшается, что свидетельствует о затухании.

В технике СВЧ приняты следующие наименования переменных: - коэффициент затухания;- фазовый коэффициент (закон изменения фазы);- постоянная распространения.