Режимы в передающих линиях. Согласование линий передачи. Основные типы линий передачи и их особенности. Зависимость входного сопротивления короткозамкнутой линии от её длины

системах АФТ посредством фидера осуществляется связь выходного каскада радиопередатчика с антенной и антенны с входом радиоприемника.

Задача анализа сводится к определению электромагнитного поля во всех точках пространства, окружающего антенну, что позволяет в конечном счёте получать такие основные характеристики, как диаграмма направленности, входное сопротивление и др. Задачей проектирования является нахождение геометрических размеров конструкции, обеспечивающей требуемые электрические характеристики.

1. Режимы в передающих линиях. Согласование линий передачи

1.1. Основные типы линий передачи и их особенности

Комплексы радиоаппаратуры, выполняющие полный цикл задач соответствующего применения, называются радиосистемами.Аппаратуру, образующую радиосистему, можно разделить на четыре части: устройства преобразования и отображения информации, приемник, передатчик и антенно-фидерное устройство.

Антенной называется радиотехническое устройство для излучения или приёма электромагнитных волн.

Рисунок 1.1.1 Общая схема радиокомплекса

Самая общая схема радиокомплекса показана на рис. 1.1.1. На входные устройства передатчика 1 попадает управляющий, т.е. содержащий некоторые сведения (информацию) низкочастотный сигнал s(t). В передатчике сигнал s (t) частотой Ω накладывается на высокочастотный несущий сигнал частотой ω, в результате чего образуется радиосигнал a(t). Обычно ω >> Ω.

Пройдя линию связи (фидер) 2 между передатчиком 1 и передающей антенной 3, радиосигнал a(t) попадает в передающую антенну 3 и излучается в пространство между передающей 3 и приемной 4 антеннами, т. е. в канал связи. Таким каналом могут служить свободное пространство у поверхности Земли, космическое пространство, волоконно-оптическая линия, волновод и т. п. По мере прохождения радиосигнала a(f) по каналу связи на этот сигнал накладываются помехи (естественные или искусственные), поэтому к приемной антенне 4 приходит несколько измененный радиосигнал a(t). Пройдя линию связи 5, этот радиосигнал попадает на входные устройства приемника 6. После преобразований в приемнике на его выходе получается некоторый сигнал s^'(t)измененный по отношению к исходному управляющему сигналу s (t). Общей задачей радиотехники как науки о передачи сообщений с помощью высокочастотных колебаний на большие расстояния является обеспечение минимальной разности между исходным и полученным сигналами. Различают антенны двух типов: передающие и приемные. Передающая антенна преобразует энергию электромагнитных колебаний высокой частоты, сосредоточенную в выходных колебательных цепях радиопередатчика в энергию излучаемых радиоволн — радиосигнал a(f). Приемная антенна выполняет обратную функцию — преобразует энергию приходящих к ней радиоволн в энергию, сосредоточенную во входных колебательных (резонансных) цепях приемника.

Формы, размеры и конструкции антенн весьма разнообразны и зависят от длины излучаемых или принимаемых волн, назначения антенн и типа канала связи. Применяются антенны в виде отрезка провода, комбинаций из таких отрезков, отражающих металлических зеркал различной конфигурации, полостей с металлическими стенками, в которых вырезаны щели, спиралей из металлических проводов и др.

Одной из важнейших составляющих антенно-фидерной техники (АФТ) является фидер (от англ, feeder, feed — питать). Под этим термином принято понимать линию передачи (ЛП), по которой осуществляется направленное распространение (канализация) ЭМВ от источника (генератора или антенны) к потребителю. В системах АФТ посредством фидера осуществляется связь выходного каскада передатчика с антенной и антенны с входом приемника. В каждом из диапазонов используемых в радиотехнике волн следует применять наиболее выгодные для него ЛП.

Основная задача фидера состоит в передаче радиосигнала a(t) от передатчика к антенне и от антенны к приемнику. Передача должна происходить без искажений радиосигнала, с малыми потерями его энергии в ЛП, изоляторах, магнитодиэлектрическом заполнении волноводов и иных элементов тракта, окружающих предметах, земле, обеспечивать минимальные паразитные излучения и прием. Для этого необходимо использовать проводники линий (поверхности волноводов) с высокой проводимостью σ, a также магнитодиэлектрическое заполнение ЛП, обеспечивающее минимальные потери.

Другим безусловным и достаточно жестким требованием к фидерам является его хорошее согласование с антенной и входом приемника. Соблюдение этого требования должно обеспечить в фидере режим бегущей волны, который характеризуется коэффициентом бегущей волны (КБВ)

, для волноводов , где U_mim, E_mim, U_max, E_max — соответственно наименьшее и наибольшее значения напряжения и напряжённости поля в фидере.

В случае рассогласования в фидере может установиться смешанный режим бегущих и стоячих волн. При этом вдоль фидера образуются пучности и узлы напряжения и тока