С учетом изложенных требований и в зависимости от используемого диапазона частот в фидерных трактах применяют коаксиальные линии, волноводы прямоугольного, квадратного. круглого, эллиптического поперечных сечений, симметричные и несимметричные полосковые линии.
Коаксиальные линии передачи используют на основном
типе колебания – волне класса Т, которая
не имеет критической частоты (fкр = 0, а λкр
= 
). Структура поля волны типа Т в поперечном
сечении приведена на рисунке 1.9, где сплошными линиями показаны силовые линии
электрического, а штриховыми - магнитного полей.
Коаксиальная линия передачи характеризуется четырьмя первичными параметрами: сопротивлением R, индуктивностью L, емкостью С и проводимостью изоляции G. Сопротивление R представляет собой сумму сопротивлений проводников: внутреннего и внешнего, Вторичными параметрами коаксиальной линии являются: коэффициент распространения γ, волновое сопротивление ZВ, коэффициент затухания а и коэффициент фазы β. Вторичные параметры коаксиальной линии определяются через первичные:
(1.3)
Коэффициент распространения γ – комплексная величина. Его вещественной частью является коэффициент затухания α, характеризующий рассеяние энергии при распространении электромагнитной волны, дБ/м:
, (1.4)
где εr – относительная диэлектрическая проницаемость материала изоляции;
f – частота электромагнитной волны, Гц;
μa, μb – относительные магнитные проницаемости материала внутреннего и
внешнего проводников линии (для меди μa = μb = 1);
ρa, ρb – удельные сопротивления материала проводников, Ом·мм2/м (для меди
ρa=ρb=0,0175 Ом·мм2/м);
δ – угол диэлектрических потерь;
d – диаметр внутреннего проводника;
D – диаметр экранирующего проводника.
Мнимой частью является коэффициент фазы β, характеризующий изменение фазы волны при ее распространении вдоль линии, рад/м:
(1.5)
Волновое сопротивление, выраженное в омах, имеет вид:
(1.6)
Анализ формулы (1.4) показывает, что при заданном значении внутреннего диаметра внешнего проводника D существует минимальное значение коэффициента затухания в зависимости от отношения D/d. Для коаксиальной линии, проводники которой выполнены из меди, минимальное затухание обеспечивается при соотношении D/d=3,6. Если получение малого затухания в линии является решающим фактором, то следует выбирать коаксиальную линию с воздушно-пластмассовой изоляцией (практически линию с шайбовой изоляцией). Ее волновое сопротивление в соответствие формулой (1.6) составит 75 Ом.
Высшими типами волн в коаксиальной линии являются электрические волны типа Е и магнитные типа Н. Они обладают критическими длинами волн, самая длинная из которых соответствует волне Н11 и определяется по формуле:
(1.7)
Следовательно, предельная частота использования коаксиальной линии без возникновения волн высших типов:
,
(1.8)
где с – скорость света.
Коаксиальные линии питания применяют в фидерных трактах на частотах до 2 ГГц, так как волноводные линии для этого диапазона частот имеют большие поперечные размеры, обладают большой массой и стоимостью.
Волноводы прямоугольного сечения. В них могут существовать бесчисленное дискретное множество видов волн типа Еmn и Нmn и невозможно существование волны типа Т. Числа m и n характеризуют полуволновые вариации поля вдоль широкой и узкой стенок волновода, обозначаемых соответственно а и b. Все типы волн в прямоугольном волноводе обладают критической длиной волны, определяемой выражением:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.