Файл: Теория линейных электрических цепей учеб. пособие.pdf

ствительном отрезке, остается неизменным для эквивалентного отрезка (рис. 14.19, г). Поэтому можно использовать формулу (14.56), согласно которой модуль коэффициента отражения линии,

замкнутой на активное сопротивление, равен ! Т ^ б ' ° • Таким образом, по измеренным г/ р е з 1 и /Сб в определяется р 2 :

В дециметровом диапазоне волн ИЛ состоит из отрезка коак­ сиального кабеля или двухпроводной линии с известным волновым сопротивлением р и индикаторного устройства, смонтированных в виде отдельного прибора. Прибор имеет клеммы входа и выхода. В комплект прибора входит диапазонный генератор.

Широкое применение имеет коаксиальная ИЛ, двухпроводная применяется редко. Однако пояснить работу ИЛ значительно проще на примере отрезка двухпроводной линии с индикатором в виде ЛВ .

Перемещение ЛВ вдоль прибора осуществляется вращением ру­ коятки, связанной с механическим приводом. Расстояние, на кото­ ром находятся точки подключения ЛВ от клемм выхода, отсчитывается по масштабной линейке прибора. Длина ИЛ должна быть больше половины самой длинной волны рабочего диапазона устрой­ ства. ИЛ является универсальным прибором в технике децимет­ ровых волн, позволяющим выполнять разнообразные измерения. Остановимся на некоторых из них.

Пусть требуется измерить некоторое комплексное сопротивле­ ние Z2 . Подключаем его к выходу ИЛ, а ко входу ИЛ подключаем генератор (см. рис. 14.19, а). Измерение основано на том, что рас­

430

При измерении может оказаться урез1 = 0. Это значит, что изме­ ряемое сопротивление активно.

С помощью ИЛ можно определить длину волны (частоту) коле­ баний, вырабатываемых некоторым генератором, а также отградуи­ ровать генератор по частоте. Для этого на вход ИЛ подключают исследуемый генератор, а ее выход замыкают накоротко либо остав­ ляют разомкнутым. Затем в любое сечение ИЛ, например в точки ab (рис. 14.19, д), включают ЛВ, длину которого можно регулиро­ вать передвижением перемычки с индикатором. Подбирают положе­ ние перемычки, соответствующее первому от сечения ab максималь­ ному отклонению стрелки индикатора. В этом случае длина ЛВ равна четверти измеряемой длины волны. Заметим, что ЛВ не сле­

1. Принцип согласования. На практике нагрузочным сопротив­ лением может оказаться любое комплексное или активное сопротив­

падающая волна (стрелка / ) ; сопротивление Z2 является неодно­ родностью и вызывает появление отраженной волны (стрелка 2); трансформатор сопротивления представляет, собой вторую неодно­ родность, вызывающую появление новой отраженной волны (стрел­ ка 3). Обе отраженные волны должны компенсировать друг друга во всех точках от сечения аа' до генератора. Для этого расстояние у0 и параметры трансформатора подбираются таким образом, чтобы обе отраженные волны имели одинаковые амплитуды и противо­ положные фазы. Тогда на протяжении I — у0 останется только пада­ ющая волна (рис. 14.20, б), небольшой участок от сечения аа' до нагрузки будет работать в смешанном режиме.

431

В качестве трансформатора сопротивления на практике применя­

предназначенных для работы на фиксированной длине волны, а имен­

тивление в сечении аа' рассчитывается по формуле (14.73) и явля­ ется нагрузкой трансформатора Ra (рис. 14.21, б). Входное сопро­ тивление трансформатора в сечении bb', как следует из второй фор-

X я

мулы (14.49) п р и / = -|-, ß/ = y , р = Рт, определяется выражением

ZTBX — ~ . Если подобрать рт при данном RH так, чтобы Z T B X = р,

то будет достигнуто согласование линии на протяжении от сечения bb' до генератора (рис. 14.21, б). Необходимая величина р т опре-

Р?

делится равенством -^- = р , из которого следует

(14.78)

Оставшийся, обычно небольшой, участок линии длиной у0 + -^,

примыкающий к нагрузке Z2 , не согласован и работает в смешанном режиме.

Таким образом, для согласования линии требуется сконструи­ ровать трансформатор с волновым сопротивлением рг , удовлетворя­ ющим равенству (14.78). Поскольку согласно (14.16) р т = 276 l g — , где dT — расстояние между проводами трансформатора, гт — радиус

432

провода трансформатора, то задача дальнейшего расчета сводится к определению одного из этих размеров при заданном другом.

На рис. 14.22, а и б приведены возможные варианты включения трансформатора; для рис. 14.22, а расстояние dT = d, радиус гт > г;

и трансформатор подключается непосредственно к нагрузке. На рис. 14.22, в и г приведены возможные варианты включения при Я 2 < Р *•

Согласование коаксиального кабеля производится аналогично согласованию двухпроводной линии. Необходимое р т , найденное по (14.78), может быть обеспечено, как следует из (14.17), подбором отношения радиусов внутренней жилы и оболочки кабельной чет­ вертьволновой вставки.

3. Реактивный шунт. Пусть требуется согласовать линию дли­

должно быть по возможности минимальным, практически у0 < А./4. Величины у0 и Х ш рассчитываются таким образом, чтобы в основной

становятся механически непрочными. Тогда вместо трансформатора с гт < г можно включить трансформатор с лт > г в сечение у0 = уре32 > XIÀ, в котором

RH < Р-

433