Режимы работы линии

В зависимости от условий на конце линии в ней могут существовать режимы бегущих или стоячих волн напряжения и тока, а также смешанный режим. Стоячая волна в линии образуется из-за интерференции падающей и отраженной волн. При наличии отражения от некоторого сечения линии распределение напряжения вдоль линии в любой момент времени можно рассматривать как результат наложения напряжений двух волн – падающей и отраженной, перемещающихся вдоль линии в противоположных направлениях с одинаковой фазовой скоростью:

. (9.26)

В данном выражении отсчитывается в направлении распространения падающей волны. Если начало координат поместить в плоскость и отсчитывать текущую координату в направлении, противоположном направлению распространения падающей волны, то есть от нагрузки, то (9.26) можно представить следующим образом:

, (9.27)

где l – расстояние от нагрузки до сечения, в котором определяется напряжение; – коэффициент отражения от нагрузки (при ).

Чисто стоячие волны возникают при условии , то есть потоки мощности падающей и отраженной волны равны и противоположно направлены. В случае когда (режим согласования), отраженные волны отсутствуют и в линии распространяется чисто бегущая волна. В режиме смешанных волн . Для количественного описания степени выраженности стоячей волны вводят коэффициент стоячей волны (КСВ), равный отношению максимального значения амплитуды напряжения (или тока) волны к минимальному:

. (9.28)

Иногда для характеристики эффекта отражения от нагрузки вводят коэффициент бегущей волны (КБВ) как величину, обратную КСВ:

КБВ=1/КСВ. (9.29)

В линии без потерь постоянная распространения и модуль комплексной амплитуды напряжения в каждом сечении линии можно определить по формуле

. (9.30)

В режиме согласования чисто бегущая волна в линии имеет амплитуду .

Если на конце линии имеет место короткое замыкание (сопротивление нагрузки равно нулю), то и в линии устанавливается стоячая волна:

. (9.31)

Распределение амплитуд напряжения и тока вдоль линии в такой волне показано на рис. 9.3, б.

В случае разомкнутого конца линии (режим холостого хода) сопротивление нагрузки равно бесконечности и . В линии также имеет место стоячая волна:

. (9.32)

Распределение амплитуд напряжения и тока вдоль линии в такой волне показано на рис. 9.3, а. В случае когда сопротивление нагрузки не равно волновому сопротивлению, нулю или бесконечности, в линии имеет место смешанный режим работы, характеризующийся конечным КСВ, не равным единице.

Величина , где P_пад – мощность, переносимая падающей волной.

Дата добавления: 2014-12-26