И коэффициент трансформации, и положения сечений зависят от частоты, так что этот способ представления годен только для фиксированной длины волны. Если эквивалентная реактивность известна, то сечения (1) и (2) можно найти расчетным путем. Если нет – методом «смещения узла». Здесь наше изложение разветвляется. Рассмотрим сначала известную реактивность неоднородности, а потом вернемся к методу смещения узла.
Чтобы найти длину линии от известной неоднородности до трансформаторного сечения путем расчета, вычислим импеданс от последовательного или параллельного соединения неоднородности и согласованной нагрузки, и, воспользовавшись формулой трансформации импеданса линией без потерь , приравняем его мнимую часть нулю . Решениями этого уравнения окажутся две величины длины l, соответствующие и пучности, и узлу напряжения, так как в них импеданс является вещественной величиной.
Для параллельного включения неоднородности эти длины равны , где , , .
.
В частном случае равенства волнового сопротивления линии до и после неоднородности (неоднородность в однородной линии), , все выражения для длин весьма упрощаются
,
. При этом величины длин соответствуют расстояниям от неоднородности до трансформаторных сечений, и матрицы передачи для разных комбинаций этих длин выглядит вот так:
;; ; .
Разность между длинами составляет, очевидно, l/4. Задачу о нахождении трансформаторных сечений можно решить и с помощью круговой диаграммы. Из центра, соответствующего согласованной нагрузке, реактивная добавка переносит точку в черный кружок. Эта же реактивная добавка отображает одну прямую в другую прямую, как изображено пунктирными кривыми и стрелками. Отрезок линии l2 переводят прямую активных импедансов в одну наклонную прямую, а другую прямую отрезок линии l1 трансформирует на линию активных импедансов.
Что касается метода Вайсфлоха, продолжим наши опыты - получив отображение к.з. справа от неоднородности в к.з. на сечении (1) слева, начнем удалять короткозамыкающий поршень в выходной (правой) линии, и следить, как вслед за ним будет двигаться сечение к.з. в линии входной (левой). Для перемещения сечения в однородной линии передачи естественной мерой пути является фазовый угол q. Замечательный факт для нас состоит в том, что сечение к.з. слева движется вслед за к.з. справа неравномерно – то отстает, то догоняет.
Закон этого движения вполне предсказуем через трансформаторное сечение и преобразование импеданса в линии, поэтому им можно воспользоваться для установления параметров неизвестного четырехполюсника. Запишем преобразование между трансформаторными сечениями (1) и (2): . После сокращений Z и подстановки "q" это уравнение упрощается до равенства . Отсюда зависимость смещения узла "S" в левой (измерительной) линии от смещения короткозамыкающего поршня в правой имеет выражение . Вид графика этой функции зависит от коэффициента стоячей волны "r".
Точки максимумов и минимумов определяются дифференцированием кривой "S" по "q" (q2 у нас осталась одна, индекс можно опустить…). Уравнение для экстремумов имеет решения . Этим величинам "q" соответствует максимум и минимум функции смещения узла:
.
Диапазон отставания и опережения узла в левой линии обозначим . . ;.
Наблюдая за смещением узлов, мы с гораздо более высокой точностью можем определить положение трансформаторных сечений и коэффициент отражения (КСВН), чем при поиске пучности напряжения от согласованной нагрузки с неоднородностью. Сделать КЗ гораздо проще, чем удостовериться в согласованности нагрузки, и узел к.з. намного отчетливее плоской вершины пучности напряжения для измерения зондом с детектором и вольтметром.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.