Цепи с распределенными параметрами

Основным типом колебания, которое изучается в радиотехнике, является гармоническое колебание, при котором напряжение (или ток) в цепи изменяется по закону

,

где U_m, f, φ – амплитуда, частота и начальная фаза колебания.

Частота гармонических колебаний является важнейшей характеристикой, определяющей их основные свойства и области применения. С частотой связаны параметры: период колебаний Т = 1 / f [c, мс, мкс]; круговая частота ω = 2 π f [рад/с]; длина волны λ = Т [м, см, мм], где – скорость электромагнитной волны (ЭМВ). Длина волны представляет собой расстояние, на которое распространяется ЭМВ за период своего колебания.

Ранее рассмотренные цепи являются цепями с сосредоточенными параметрами: индуктивность и емкость в них сосредоточена в конкретных элементах. Такие цепи имеют малые размеры по сравнению с длиной волны. Напряжение и ток в них распространяются по всей цепи за промежутки времени, во много раз меньшие, чем период колебаний. Процессы в таких цепях рассматриваются только во времени.

Применяемые в радиотехнике линии (например, от передатчика к антенне, от антенны к приемнику) имеют длину такого же порядка, что и длина волны (время распространения волны по линии соизмеримо с периодом колебания).

В таких линиях, называемых длинными, процессы рассматриваются как по времени, так и по пространству (по длине линии).

Таким образом, длинной линией называется линия передачи электромагнитных колебаний, длина которой имеет один или больший порядок с длиной волны колебания.

С этой точки зрения линия электропередачи длиной 100 км счи­тается короткой, так как при частоте 50 Гц длина волны состав­ляет 6000 км. Зато линия, имеющая длину 10 см, при частоте 1000 МГц считается длинной, потому что длина волны в этом случае равна 30 см.

Следует уточнить, что принято считать линией только такую систему из двух парал­лельных проводов, у которой поперечные размеры, т. е. расстоя­ние между проводами и толщина проводов, много меньше длины волны.

Дата добавления: 2014-01-07