Техника и электроника СВЧ (Часть 2)

Лекція 20

Струми і напруги в техніці НВЧ.

[pic]тобто від полів неможливо однозначно перейти до струмів та напруг у техніці НВЧ – нестрога процедура. Існує декілька варіантів цього переходу.

[pic]

[pic]

[pic].

Це – незалежні визначення, які не дають [pic]. Опір хвильовода теж можна визначити по-різному: [pic], [pic], [pic]. Ми будемо користуватись:
[pic]. Бачимо, що додаються ще параметри хвильовода [pic].

Нормовані струми і напруги.

По аналогії з КМ [pic], можна ввести [pic]. Будемо вважати [pic] - напів-напруга, напів-струм.

Стоячі хвилі в лініях передачі.

Хвиля у прямому напрямку з напругою [pic]: [pic]. Струм [pic]. Відбита хвиля: [pic]; [pic], (мінус – бо струм у зворотному напрямку). Очевидно, загальні напруга і струм: [pic], [pic]. Повні напруга і струм складаються з парціальних напруг і струмів хвиль, які існують в хвильоводі. У кожній точці відношення [pic] називається повним імпедансом лінії передачі.

Підрахуємо повний імпеданс лінії передачі:

[pic] ; [pic].

Таким чином, повний опір залежить від координат. Опір в точці [pic] (в точці навантаження): [pic]. Тоді [pic] (**), де [pic] - коефіцієнт відбиття, [pic] при [pic]. Підставляючи (**) в (*), одержимо: [pic].

Отримали вираз для опору в будь-якій точці. Якщо [pic] , тобто ми розглянули точку знаходження навантаження, маємо опір [pic].

В залежності від відстані до опору змінюється опір лінії. Це суттєва відмінність НВЧ від звичайної електроніки.

Для того, щоб взнати опір в будь-якій точці, необхідно знати опір хоча б в одній точці лінії передачі. Якщо лінія закорочена в [pic], то [pic].

[pic] від точки КЗ буде на відстанях, кратних [pic].

Існує метод визначення опору без КЗ.

Введемо коефіцієнт стоячої хвилі. до хвилі, що біжить, відбита хвиля додається чи віднімається: [pic], [pic], [pic] - коефіцієнт стоячої хвилі.

Визначимо опір в точці [pic]: [pic], [pic]. Очевидно, [pic]: [pic],
[pic]: [pic].

Отже: [pic], [pic].

Нехай [pic] - відстань між [pic] та мінімумом, тоді буде [pic], звідки
[pic] (****).

Існує діаграма з розрахованими опорами (див. Мал.): по куту відкладається [pic], по радіусу - [pic]. [pic].

Однакові значення [pic] з’єднані лініями –

Однакові значення [pic] з’єднані лініями –

На цих лініях вказано значення активного та реактивного опорів. В центрі кола [pic].
-----------------------
[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]