Файл: Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие.pdf

Рис. 2. 3. Схема искусственной длинной линии.

Кроме первичных параметров, линия характеризуется вто­ ричными параметрами. К ним относятся: волновое сопротив­ ление р, скорость распространения волны ѵ, коэффициент за­ тухания ß.

Б. Типы линий

Фидерные линии по конструкции делятся на четыре типа:

— воздушные; ■— изолированные;

—экранированные;

—коаксиальные.

Воздушная (открытая) линия состоит из двух параллель­ ных прямолинейных проводов. Расстояние между ними берет­ ся меньше четверти длины волны (рис. 24 а).

Рис. 2.4. Типы линий: а — воздушная; б — изолированная.

58

Первичные параметры двухпроводной линии определяют по формулам:

влияние внешних электромагнитных полей, неудобство креп­ ления и прокладки.

Воздушная линия применяется на частотах до 200 Мгц. На более высоких частотах резко возрастают потери энергии и наблюдается значительный антенный эффект.

Антенный эффект — способность тех или иных проводни­ ков излучать и принимать электромагнитные волны. Обычно термин А . Э. применяется в случаях, когда этот эффект име­ ет параметр паразитного явления, го есть происходит излу­ чение или прием электромагнитных волн проводниками, не предназначенными для этих целей.

И з о л и р о в а н н а я линия отличается от воздушной тем, что ее провода окружены высокочастотным диэлектриком (рис. 2.4 б), защищенным от механических повреждений на­ ружной изоляцией. Изолированная линия более удобна при монтаже и позволяет передать большую мощность, чем воз­ душная при тех же размерах.

Э к р а н и р о в а н н а я линия отличается от изолированной линии наличием экрана медной гибкой оплетки или свинцо­ вой оболочки (рис. 2.5 а ) . В экранированной линии полностью устранены недостатки, присущие воздушной линии. Погонная емкость и индуктивность экранированной линии зависят от ра­ диуса экрана. С уменьшением радиуса экрана погонная ем-

59

Рис. 2.5. Типы линий: а — экранированная; б — коаксиаль­ ные.

кость увеличивается, а погонная индуктивность уменьшается. К о а к с и а л ь н а я линия состоит из внешнего и внутрен­ него проводов, расположенных коаксиально (рис. 2.5 6). Внешний провод представляет собой медную оплетку или мед­ ную трубку жесткой конструкции. Провода изолированы один от другого. В отличие от рассмотренных выше линий коакси­ альная линия несимметрична. Несимметрия состоит в том, что электромагнитное поле, заключенное между внутренним и внешним проводами, создается только токами и зарядами внутреннего провода. Внешний провод коаксиальной линии подключают к такому полюсу генератора, потенциал которо­ го равен нулю, то есть внешний провод заземляется. Электро­ магнитное поле коаксиальной линии экранировано внешним проводом, вследствие чего излучение и влияние внешних по­

лей отсутствуют.

Первичные параметры коаксиальной линии определяют по формулам:

f — частота, гц.

60

Коаксиальная линия применяется в широком диапазоне частот — от низких до тысяч мегагерц.

иг = U m • sin cot

в момент времени t = 0; до этого в линии никаких токов и на­ пряжений не было. От генератора к нагрузке распространяет­ ся энергия переменноготока со скоростью

проводов или расстояния между ними, индуктивность У всег­

ранения в любом случае равна:

С = 3 • ІО8 м/сек.

При наличии твердой изоляции между проводами скорость V уменьшается. Действительно, если между проводами име­ ется твердый диэлектрик, то погонная емкость Сі возрастает, а индуктивность не изменяется. Поэтому произведение У У увеличивается, а скорость распространения энергии уменьша­ ется.

Электромагнитная энергия распространяется вдоль линии

ния) вдоль линии. Распространение бегущей волны можно показать графически.

61

Примем провод за нулевую ось и в некотором масштабе отложим под прямым углом к проводу величину напряжения. Положительный потенциал точки провода откладываем вверх, а отрицательный — вниз. Через четверть периода напряжение на входе линии увеличится от нуля до амплитудного значе­ ния и распространится на расстояние

Та

ток, величина которого в каждой точке провода определяет­ ся потенциалом этой точки. Распределение тока в проводах показано тонкой линией.

В течение второй четверти периода от t2 = Т/4 до Із =Т/2 волна напряжения на входе линии уменьшится до нуля, а вдоль линии она распространится на четверть длины волны.

лы обоих проводов в любой момент времени равны по вели­ чине и противоположны по знаку, а токи равны по величине и противоположны по направлению.

При бегущей волне изменение тока и напряжения совпа­ дают по фазе. Если в какой-либо точке линии в данный мо­ мент напряжение наибольшее, то и ток здесь наибольший.

Распространение электрического и магнитного полей для поперечного разреза линии и распределение полей вдоль нее показано на рис. 2.7.

Отношение напряжения к току на входе линии называется в х о д н ы м сопротивлением линии:

Ri« =

Цщвк

Ітвх

Если в линии имеются только бегущие от генератора к на­ грузке волны, то такая линия называется с о г л а с о в а н н о й,

63