Выбор марки радиочастотного кабеля. Моделирование генератора, нагрузки и отрезка радиочастотного кабеля. Расчет значений активных мощностей

получаем ряд значений ℓ₁, удовлетворяющих первому условию согласования:

при k=0       ℓ₁= -0.318 м

ℓ₁= 0.137 м при k=1       ℓ₁= 0.397 м

ℓ₁= 0.85 м

Чтобы получить более широкую полосу частот согласования (для негармонического режима передачи), ℓ₁ должно быть наименьшим, следовательно, ℓ₁= 0.137 м.

          Из второго условия согласования и формул

 

для разомкнутого на конце шлейфа получаем его длину:

С учетом согласованности знаков для определения длин ℓ₁ и ℓ₂.

При n=0 и верхнем знаке получаем: ℓ₂= - 0.189 м при нижнем знаке ℓ₂= 0.189 м

Аналогично при n=1:     ℓ₂= 0.525 м

ℓ₂= 0.904 м

Выбираем длину шлейфа ℓ₂= 0.189 м

7.  Нахождение параметров элементов согласующего устройства по диаграмме Вольперта (диаграмме сопротивлений)

Определение длины шлейфа:

Y(0) = ∞.

Нормированное Y(0) = Y(0)R_c

Нормированная проводимость нагрузки Y_H=0,473+j0.338

λ = 1.429 м - длина волны в кабеле.

Алгоритм определения ℓ₂:

1)  Откладываем нормированную проводимость нагрузки шлейфа Y(0)

2)  Делаем отсчет по шкале : 0.5=0.066, ℓ₂= 0.066*1.429*2=0.189 м,

3)  Перемещаем найденную точку по дуге, соответствующей значению реактивной составляющей проводимости нагрузки Y(ℓ₂) до пересечения с окружностью, соответствующей 1.

4)  Делаем отсчет =0.445 - 0,35=0,095, ℓ₁= 0.095*1.429=0.136 м

Диаграмма полных сопротивлений представлена в Приложении 5.

8.  Расчет распределения действующих значений напряжения и тока вдоль отрезка линии и согласующего устройства.

Для рассматриваемого согласующего устройства имеем следующие условия сопряжения:

Расчет распределений производится по формулам, аналогичным формулам для распределения модулей напряжения  и тока в несогласованном режиме:

, где

а модули U(ℓ) и I(ℓ) находятся из формул:

  и   

и из условий сопряжения.

Распределение U(y), I(y) на участке III:

В согласованном режиме Z(0)=R_c , отсюда ρ_u= 0

Из условия сопряжения, и с учетом ρ_u= 0 получаем:

 (B)

  (A)

Распределение U(y), I(y) на участке I:

Из условий сопряжения: ,

,

U_2n=45,962 (В), I_2n=0.919 (А), следовательно

, B

, A

Распределение U(y), I(y) на участке II (в шлейфе):

Z(0) = 0, следовательно ρ_u= 1

Из условия сопряжения: U^II(ℓ₂) = U^I(ℓ₁) == 41.83 B

Находим U_2n=56.569 (В), I_2n=1.131 (А)

Распределения U(y) и I(y) представлены в Приложении 6. 

9.  Распределения вещественной и мнимой составляющих проводимости вдоль согласованного участка отрезка линии и элементов согласующего устройства.

Вдоль несогласованного участка

          Вдоль замкнутого шлейфа

Вдоль согласованного участка линии

Распределения Re[Z(y)] и Im[Z(y)], и Re[Y(y)] и Im[Y(y)]  представлены в Приложении 7.

10.  Определить распределения активной и реактивной мощностей вдоль согласованного участка отрезка кабеля и элементов согласующего устройства

Расчет ведем по формулам:

В шлейфе активная мощность не присутствует, так как отсутствует активная составляющая проводимости.

 - активная мощность на нагрузке в конце линии

P(0) = 35 Вт

 - активная мощность в начале линии

P(ℓ) = 35 Вт

Значение активной мощности в начале P(ℓ) и в конце P(0) линии без потерь совпадают.

P_согл = P_г = 35 Вт

P_несогл = 28.99 Вт

Из сопоставления активной мощности в согласованном режиме и в несогласованном очевидно, что активная мощность нагрузки после согласования будет максимальной и равной мощности генератора.

Распределения представлены в Приложении 8.

Список литературы:

1.  Анализ гармонического процесса в отрезке радиотехнического кабеля (задания и методические указания к курсовой работе по ОТЦ.)

2.  Круговая диаграмма для линий без потерь (методические указания к курсовой работе по ОТЦ.)   

3.  Лосев. А. К. Линейные радиотехнические цепи.

4.  Попов. В. П. Основы теории цепей.

5.  Конспект лекций. 

Приложение 1

Характеристики и параметры кабеля.           Частотные характеристики.

	Частота, ГГц

1111111уаыаы

На графике изображены частотные зависимости:

1.  Допустимая мощность Р на выходе при температуре 40^оС и коэффициенте стоячей волны, равном 1;

2.  Коэффициент затухания a при температуре 20^оС.

3

4

2

1

Электрическая ёмкость кабеля, пФ/м                                                                  95

Коэффициент укорочения длины волны                                                              1,4

Электрическое сопротивление изоляции, ТОм м, не менее                              5

Расчётная масса 1 км кабеля, кг                                                                              8,7

Приложение 2

Распределение огибающих тока и напряжения в несогласованном режиме