Длинные линии. Двухпроводная линия. Коаксиальный фидер. Основные соотношения и структура поля

1. Лекция №5

• Длинные линии
• Двухпроводная
линия
• Коаксиальный
фидер
• Основные
соотношения и
структура поля

2. Длинные линии

• Фидером называют линию,
соединяющую антенну с приёмником
или передатчиком.
• В диапазоне длинных и средних волн
длины фидеров могут достигать 2000 м.
• Для антенн, работающих в КВ
диапазоне, длина фидера может быть
до 1000 м.

3. Требования к линиям передачи энергии

• потери энергии на нагрев и излучение
должны быть минимальными;
• согласованность с антенной (в линии
должна быть бегущая волна) сопротивление должно носить чисто
активный характер.

4. Основные соотношения

• Модуль коэффициента отражения |р|, волновое
сопротивление фидера Wф и сопротивление
нагрузки Zн = Rн + iXн связаны между собой
уравнением:
р
(R н Wф ) 2 X н2
(R н Wф ) 2 X н2
• Коэффициент бегущей волны в фидере:
КБВ
1 p
1 p

5.

• Максимальное эффективное значение тока в
фидере:
Im
p
Wф * КБВ
• Максимальное эффективное значение
напряжения на фидере:
Um
p Wф
КБВ
• Коэффициент затухания фидера:
α R1
2Wф
где R1 – сопротивление потерь на единицу
длины, Ом/м.

6. Двухпроводная линия

• Симметричные двухпроводные и
многопроводные фидеры выполняются из
медных или биметаллических проводов.
• Биметаллический провод выполняется из
двух слоёв разнородных металлов:
внутреннего - из стали и наружного – из меди.
• Биметаллический провод дешевле медного,
имеет большую механическую прочность и на
высоких частотах обладает электрическими
параметрами медного провода.

7. Структура поля двухпроводной линии

8. Основные соотношения

• Волновое сопротивление двухпроводного
фидера:
D1
Wф 276 lg
d
2
D1
1
2
d
где D1 – расстояние между центрами проводов,
d – диаметр провода.
• При D1/d ≥ 3 волновое сопротивление
двухпроводного фидера, Ом, определяют по
упрощённой формуле:
2D1
Wф 276 lg
d

9.

Двухпроводный фидер прост по конструкции
и имеет относительно большое волновое
сопротивление (300-700 ).
В зависимости от передаваемой мощности Р,
применяются стандартные двухпроводные
фидеры с волновым сопротивлением 600 Ом
со следующими размерами:
при Р до 5 кВт
d=3 мм;
D1=225 ± 5 мм;
при Р до 15 кВт
d=4 мм;
D1=300 ± 5 мм;
при Р до 25 кВт
d=6 мм;
D1=450 ± 5 мм.

10. Коаксиальная фидерная линия

• ЭМП коаксиального фидера сосредоточено внутри
пространства, образованного замкнутой металлической
поверхностью внешнего проводника. Коаксиальный
фидер позволяет осуществлять передачу широкого
диапазона частот от сверхдлинных волн до волн
сантиметрового диапазона при сравнительно малом
затухании.
• Гибкая коаксиальная линия называется кабелем.
Коаксиальные кабели на небольшую мощность
выполняют со сплошным заполнением. Волновое
сопротивление и длина волны в таком кабеле
соответственно:
Wф
138
D
lg
d
'

11.

• Активное сопротивление на единицу
длины, Ом/м, обусловленное потерями
в металле (меди):
1 1 1,48
R1
D d
• где D и d – выражены в миллиметрах;
- в метрах.
• Коаксиальные фидеры, применяемые в
телевидении, выполняются с волновым
сопротивлением 75 Ом. Фидер с
волновым сопротивлением 50 Ом имеет
больший диаметр внутреннего
проводника и большую стоимость.

12. Структура поля