Согласование в коаксиальной линии. Согласующий шлейф. Согласование двумя шлейфами. Симметризация. Симметрирующая пр приставка

9. 76)Согласование в коаксиальной линии. Согласующий шлейф.

Если сопротивление нагрузки неравно волновому сопротивлению линии, то ее входная проводимость и сопротивление состоят из активной и реактивной составляющей, изменяющейся в больших приделах в зависимости от длинны  линии.

Допустим, что в точках a и b активная составляющая входной проводимости равна , а реактивная имеет емкостной характер. Общая проводимость равна сумме активной реактивной проводимости. Для согласования необходимо компенсировать реактивную составляющую (добавить L). Для этого подключают шлейф т.е. отрезок к.з. линии с длинной волны меньше , чтобы его входное сопротивление R было чисто индуктивным и равно емкостному сопротивлению нагрузки. Образуется параллельный резонансный контур, входное сопротивление R которого на резонансной частоте равно бесконечности. Rн= нагрузка согласована. Можно найти и точки где , а реактивная составляющая имеет индуктивный характер. Тогда в качестве шлейфа нужно включать отрезок разомкнутой линии с длинной волны меньше  и имеющей емкостной характер. В шлейфе существуют стоячие волны, а  на участке между шлейфом и нагрузкой образуются смешанные волны. Этот участок линии и шлейф выполняют роль  трансформатора сопротивления. Сущность согласования в том, что волна отраженная от Rн и от к.з. конца шлейфа в точках a и b  компенсируется. Для согласования выбираются точки лежащие около ближайшего к нагрузке max.

Индуктивный шлейф подключают на расстоянии x₀ к генератору, а емкостной в сторону нагрузки. Индуктивный характер,                  емкостной характер.

Согласование двумя шлейфами.

Одиночный шлейф неудобен для согласования коаксиальной линии. В этом случае применяют два неподвижных короткозамкнутых шлейфа с регулируемой длиной, укреплённых на расстоянии  друг от друга.

При изменении длины первого шлейфа изменяется его эквивалентная ёмкость или индуктивность, т.к. перемещаются максимумы или минимумы. Можно подобрать такую длину первого шлейфа, при которой второй шлейф окажется подключённым в точках линии, где активная составляющая параллельного входного сопротивления окажется равной волновому сопротивлению линии. Вторым шлейфом компенсируется реактивная составляющая. Длина линии изменяется с помощью плунжера.

10 10.77)Симметризация. Симметрирующая пр приставка.

При использовании в качестве передающей линии 2-х проводной линии ее внешний проводник (экран) приходиться заземлять, чтобы исключить потери на излучение при передаче сигнала. Однако несимметричное  питание излучающей системы приводит к снижению излучающей мощности и КПД излучающей антенны, поэтому для питания симметричной антенны  от несимметрично нагруженной линии применяют операцию симметризации.

Для питания симметричной нагрузки от несимметричного генератора и наоборот применяют симметрирующие устройства.

Для согласования обеих линий нужно выполнить следующее условие:

, где  - волновое сопротивление 2-х проводной линии,  - коаксиальной линии.

Токи в точках a и b равны и в противофазе.

Они трансформируются четвертьволновым трансформатором в соответственно равные и противофазные токи и потенциалы на входе двухпроводной линии. Поэтому линия симметрична. Входное сопротивление трансформатора в точках a и b определяется как: , , ; Входное сопротивление трансформируется полуволновым трансформатором в сопротивление нагрузки в точках a и a’.

Коаксиальная линия будет согласованная, если сопротивление нагрузки двухпроводной линии будет чисто активным .

В общем случае двухпроводной линии может не быть, тогда нагрузка либо симметричный генератор подключаются к точкам a и b.

Симметрирующая приставка

Симметрирующая приставка – это симметрирующий трансформатор, который задерживает волну на λ/2. Приставка с задержкой на λ/4 образует «колено».

11. 78)Особенности трактов миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов.

В крайневысоком (КВЧ) диапазоне основным затруднением создания линии передач сигнала явл. большое затухание металлических волноводов. А так же сложность создания генераторов излучения на традиционных принципах модуляции электронного потока. Поэтому осн. источниками явл. мазеры, что не исключает также применения ламп обратной волны. Принцип работы мазера аналогичен принципу работы лазера. Для создания систем передачи сигнала применяют металлодиэлектр-е волноводы, диэлектрические волноводы и квазиоптические лучеводы.

В металлодиэлек-х волноводах отражающие поверхности покрывают слоем диэлектрика, обладающего высоким коэффициентом отражения для избежания скин-эффекта и связанного с ним поглощения на границе металла.

Диэлектрические волноводы построены на принципе полного внутреннего отражения и представляет из себя двухслойную систему с различной диэлектрической проницаемостью слоёв.

Если , то при  больших углах падения из более плотного внутреннего слоя на менее плотный внешний, наблюдается явление полного отражения волны.

Диэлектрический волновод служит направляющей системой, в то время как мощность волны распространяющейся в пространстве, опр-м волновод в виде  неоднородных волн. Это обстоятельство даёт возможность легко производить ответвление части мощности, создания аттенюаторов и др. устройств. Для ответвления мощности достаточно расположить второй волновод вблизи основного.

Квазиоптические лучеводы представ. собой систему фазовых корректоров аналогичных линзам. В качестве корректора могут быть применены зонные пластинки Френеля либо др. устройства.