7. Погоджене навантаження лінії

Якщо в кінці лінії ввімкнений опір навантаження, рівний хвильовому Z_н=Z_в, то, коефіцієнт відбивання дорівнює нулю (n₂=0). При цьому в лінії існує тільки одна пряма хвиля; обернена (відбита) хвиля не виникає. Таке навантаження називають погодженим навантаженням або навантаженням без відбивання.

Ця важлива якість реалізується в лініях зв'язку, відбивання у яких небажані з ряду причин.

По-перше, якщо затухання в лінії невелике, то відбита хвиля створює ефект луни на початку лінії.

По-друге, відбивання пов'язані з втратою енергії. Частина енергії, досягнувши прийомного кінця, не надходить у приймач, а повертається по лінії обернено у вигляді енергії відбитої хвилі. При цьому виникають додаткові втрати енергії в опорі r₀ та провідності g₀ лінії. Якщо опір джерела, яке живить лінію, не рівний хвильовому опору лінії, то відбита хвиля, досягнувши початку лінії, зазнає повторного відбивання й т. д.

Те що внаслідок цього відбувається втрата енергії у лінії знижує загальний к.к.д. передачі.

По-третє, у випадку відбивання може мати місце небажане збільшення напруги або струму в лінії.

Внаслідок означених причин на практиці прагнуть узгодити опір приймача з хвильовим опором лінії. При погодженні навантаження з лінією виразу (1.13) спрощуються:: з врахуванням того, що знаходимо

(1.28)

Ці вирази показують, що при переміщенні точки спостереження вздовж лінії, навантаженої погоджено на кінці в напрямку від кінця до початку лінії, модуль напруги зростає у е^ раз, а фаза - на -х' рад.

Вирази (1.28) показують, що при погодженому навантаженні (Z₂=Z_в) геометричним місцем кінця вектору напруги є логарифмічна спіраль. На рис.9, що ілюструє сказане, прийняте (вектор направлений по дійсній осі).

Рис. 9. Геометричне місце кінця вектору напруги при погодженому навантаженні

Вважаючи початкову фазу напруги в кінці лінії рівній нулю, запишемо на підставі (1.28) миттєві значення напруги та струму у будь-якій точці лінії

Отримані співвідношення зображені на рис.10. Точки перетину осі абсцис з кривими напруги та струму зсунуті на відстань /, причому < 0.

Рис. 10

Тому, можна сказати, що струм випереджає по фазі напруга на кут | . Напруга та струм в різних точках лінії розрізняються не тільки по амплітуді, але й по фазі.

Потужність у будь-якому перетині лінії

Ця потужність зменшується по мірі відходу від початку, бо на кожному елементі довжини лінії потужність втрат дорівнює сумі втрат в опорі дротів та в провідності ізоляції на елементі довжини dx.

Потужність, що передається по погодженій лінії, називається природною або натуральною. Режим передачі природної потужності може мати місце в лініях, якщо опір навантаження дорівнює хвильовому опору.

Потужність, яка одержується лінією., потужність в кінці лінії.

На підставі (1.28)

і к.к.д. лінії

Все сказане про погоджену лінію є справедливим і для безкрайньої довгої лінії, бо в останній не може виникнути відбита вільна.