Согласование с помощью последовательного шлейфа. Выбор марки радиочастотного кабеля. Характеристики и параметры кабеля

НГТУ.РКС10-21.07

Исходные данные:

1.  Мощность генератора Р_Г = 10 Вт.

2.  Частота генератора f₀ = 133,33 МГц.

3.  Внутреннее сопротивление генератора R_Г=50 Ом.

4.  Сопротивления нагрузки (пассивного двухполюсника) Z₂ = 60 – j30, Ом.

5.  1/λ = 0,71 отн. ед.

6.  Согласующее устройство:

Рис.1. Согласование с помощью последовательного шлейфа.

НГТУ.РКС10-21.07

Лист

2

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

НГТУ.РКС10-21.07

1.  Выбор марки радиочастотного кабеля:

Волновое сопротивление кабеля R_Cдолжно быть согласовано с внутренним сопротивлением генератора:

R_C = R_Г =50  Ом                                      (1.1)

Выбранный кабель на частоте f_Г должен пропускать заданное значение мощности генератора.

На основании методического указания (1) и в соответствии с Приложением 1 ГОСТ 11326.0-78, можно рассчитать величину предельно допустимой мощности в согласованном режиме.

Найдем коэффициент отражения по напряжению:

(1.2)

Найдем коэффициент стоячей волны напряжения (КСВн)

(1.3)

Найдем предельно допустимую мощность в согласованном режиме, учитывая, что Р_k = Р_Г:

Вт                     (1.4)

где P_k0 – предельно допустимая мощность в согласованном режиме.

На основании максимально допустимой мощности генератора в согласованном режиме и значения коэффициента затухания  a (не должно превышать 0,045 Нп и из условия е^±al = 1) в согласованном режиме выбирается кабель ГОСТ 11326.73-79 марки РК50 –1,5 – 21.

НГТУ.РКС10-21.07

Лист

3

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

НГТУ.РКС10-21.07

Данный кабель обладает следующими конструктивными данными:

Внутренний проводник: Проволока сталемедная посеребренная с номинальным диаметром 0,51 мм.

Изоляция: Сплошная, обмотка из пленки фторопласта-4, диаметр по изоляции (1,5 + 0.04 –0,13)мм

Внешний проводник: Оплетка из медных посеребренных проволок номинальным диаметром 0,08 мм; плотность оплетки 85 – 92 %; угол оплетки 50 – 60°

Оболочка: Обмотка из пленки фторопласта –4; наружний диаметр кабеля (2,4±0,2)мм

Характеристики и параметры кабеля:

Электрическая емкость, пФ/м 96

Коэффициент укорочения длины волны 1,44

Электрическое сопротивление изоляции,  5 ТОм×м, не менее.

Номинальная масса кабеля, кг/км 14,4

Частотные зависимости:

Рис. 2. Зависимости коэффиц. затухания и мощности от частоты.

1 – допустимая мощность Р на входе при температуре 40°С и коэффициенте стоячей волны напряжения, равном 1; 

2 – коэффициент затухания a при температуре 20°С

НГТУ.РКС10-21.07

Лист

4

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

НГТУ.РКС10-21.07

2.  Моделирование генератора, нагрузки и отрезка радиочастотного кабеля.

Рис. 3.

Генератор моделируется ветвью с источником напряжения (см. рис.3) когда мощность генератора равна:

,                                   (2.1)

отсюда

(2.2)

Сосредоточенная нагрузка отрезка кабеля в установившемся гармоническом процессе  моделируется пассивной ветвью сопротивлением Z₂или проводимостью Y₂, причем Y₂=1/Z₂. Отрезок радиочастотного кабеля моделируется отрезком регулярной линии, определяемой двумя характеристическими параметрами: волновым сопротивлением R_C=R_Г и коэффициентом распространения g=a+jb. Значение коэффициента затухания a находится из графика частотной зависимости (см. рис.2), a= 0,29. Коэффициент фазы b (волновое число) определяется длиной электромагнитной волны в кабеле l: