Длинные линии в военной технике связи

1.

Длинные линии в военной технике связи.
Конструкции длинной линии
Расчетные формулы для погонных параметров
Воздушная линия
8,36 f
R
10 5 (Oм/м)
r
a
d
L ln
( Гн/м)
r
a
C
10 5 (Ф/м)
ln d
r
r
d>>r
G 0
f [Гц] - частота
C = 3 10
8
м /сек - Скорость света
r в мм
a = 0
a = 0
,
относительные магнитная
и диэлектрическая
проницаемости среды
для воздушной среды
= 1, = 1
0 = 4 10 7 Гн/м
1
12
0 =
=
8
,
85
10
Ф/м
2
0C

2. Конструкции длинной линии Расчетные формулы для погонных параметров

Кабельная линия
1 k
R = 4,18 f ( ) 10 5
r1 r2
а
r1
r2
a
r2
L=
ln
2
r1
( Гн/м)
2 a
C=
(Ф/м)
ln r2
r1
2
G=
(1/Ом м)
r2
ln
r1
(Oм/м)
(медные жила и
оболочка)
k=1 – для сплошной оболочки;
k 1,8 – для медной оплетки кабеля;
r1, r2 – в мм;
a = 0 , = 1 для
диэлектрическойсреды
кабеля;
a = 0 ;
- относительная
диэлектрическая
проницаемость диэлектрика
=(от 2 до 10).
- удельная проводимость изоляции между жилами (1/Ом м)

3. Экспериментальное определение первичных(погонных) параметров длинных линий

Из опытов холостого хода (Zн= ) и короткого
замыкания (Zн=0).
волновое сопротивление линии
Z в = Z хх Z кз
характеристическая постоянная передачи линии
1 Z кз / Z хх
1
l = ln
2
1 Z кз / Z хх
R j L = Z в ,
G j C =
,
Zв
R = Re( Z в )
L = Im( Z в )
1
G = Re
Zв
1
C = Im
Zв

4. Волновые параметры линии

волновое сопротивление линии
R j L
ZB =
= Z e j
G j C
коэффициент распространения линии
= ( R j L)(G j С) = j

5. Использование отрезков длинных линий в ВТС

Типовые частотные режимы ДЛ в ВТС
2 0 ,
Металлический изолятор
Re{ Z в х } l = / 4
.
/ 4
режим к.з.
1
2
1'
2'
/4
Zвх=
/4

6. Металлический изолятор

Принцип использования металлического изолятора
для создания волноводов прямоугольного
сечения
/4
/4

7. Отрезки линий без потерь как реактивное сопротивление

входное сопротивление линии без потерь в
режмие короткого замыкания
Z вх = j tg( l )
входное сопротивление линии без потерь в
режиме холостого хода
Zвх = j ctg( l )

8. Колебательный контур

Отрезок длинной линии без потерь длиной
= / 4 в режиме К.З. как параллельный
колебательный контур
0 =
2 LC
резонансная частота =
полоса пропускания
2
2
.
LC
резонансное сопротивление
Zрез / ℓ
1 2
=
=
.
4 4 2 0 LC
Добротность контура
0
2 =
равна Q
Q
4
4 10 3

9. Трансформатор сопротивлений

при длине l = /4 входное сопротивление длинной линии
Zвх
Zн
1
Zн
=
Z
1 н
Zн
2
=
Zн
линейный вольтметр
RА = 1 Ом
при =150 Ом
Rвх= 2/RA=225 кОм!

10. Трансформатор сопротивлений

согласование высокочастотных кабелей с различными
волновыми сопротивлениями
ЛЗ
Л1
Л2
2
1
/4
Zвх1
Zвх2
3
3
=
= 1 и Z вх 2 =
= 2
2
1
2
3 = 1 2
Z вх 1
2

11. Отрезок длинной линии как элемент временной задержки сигнала

решение уравнений передачи при согласованной нагрузке
Zн=
U1 = U 2 e
j
I1 = I 2 e
j
для мгновенных значений
u2 (t ) = U 2 sin( t l )
u1 (t ) = U1 sin( t )
i2 (t ) = I 2 sin( t l )
i1 (t ) = I1 sin( t )

12.

Длинные линии без искажений
Если:
тогда:
L0 C0
=
R0 G0
Z н = Zв
= j = R0G0 j L0C0
Затухание не зависит от частоты
Коэффициент фазы пропорционален частоте
Такие линии не искажают форму сигнала при передаче его
от входа в нагрузку