Назначение цепей распределённого типа.

На частоте выше 300 МГц невозможно использовать элементы сосредоточенного типа, т.к. f<<λ. f=300 МГц, λ=100 см. Отрезки линий, соединяющих элементы, могут сами выполнять функции элементов (конденсатора и катушки индуктивности), в зависимости от их взаимоположения. На этих частотах используют длинные (фидерные) линии, коаксиальные кабели. На частотах 6-10 ГГц используют волноводы и объёмные резонаторы.

Основной характеристикой линий является волновое сопротивление ⍴=√L_n/c_n.

Распределение волн в длинной линии (режим согласования).

R=p, амплитуда=const

Распределение волн в длинной линии (режим короткого замыкания).

U(l) 0…2 U пад. При коротком замыкании на конце линии (рис. 3) ее входное сопротивление в зависимости от длины меняется по закону тангенса и соответствует одному из четырех состояний согласно рис. 7. Эквивалентные индуктивность и емкос

29. Распределение волн в длинной линии (режим холостого хода).

U(l) 0…2 U пад 4. При разомкнутом конце линии (рис. 2) ее входное сопротивление в зависимости от длины меняется по закону котангенса и соответствует одному из четырех состояний согласно рис. 8. Эквивалентные индуктивность и емкость:

Индуктивность, ёмкость, последовательный и параллельный контуры в цепях распределённого типа.

Смысл данного названия заключается в том, что у цепей данного класса каждый элемент их длины характеризуется сопротивлением, индуктивностью, а между проводами – соответственно емкостью и проводимостью.

Основные типы фидерных линий и их параметры.

Параметры: 1)волновое сопротивление ⍴, Ом, зависит от формы, геометрических размеров и поперечного сечения, а также герметика, заполняющего линию.

2) эффективное значение диэлектрической проницаемости ε_эфф

3) граничная частота, ниже которой первые 2 параметра не зависят от частоты

4) Коэффициент укорочения длины волны к_λ=√ε_эфф

5) потери на единицу длины линии B=αL, где α-затухание на ед. длины (Дб/м)

6) максимальная мощность, которую можно передать по линии

 

Волноводы.

Волновод — искусственный или естественный канал, способный поддерживать распространяющиеся вдоль него волны, поля которых сосредоточены внутри канала или в примыкающей к нему области.

Основное свойство волновода — существование в нём дискретного (при не очень сильном поглощении) набора нормальных волн (мод), распространяющихся со своими фазовыми и групповыми скоростями. Почти все моды обладают дисперсией, то есть их фазовые скорости зависят от частоты и отличаются от групповых скоростей.

Объёмные резонаторы.

Объёмный резона́тор — устройство, основанное на явлении резонанса, в котором вследствие граничных условий возможно существование на определенных длинах волн добротных колебаний в виде бегущей или стоячей волны. В соответствии с уравнениями Максвелла переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле, и наоборот. Между электрическим и магнитным полями происходит непрерывный обмен энергией. Если каким-либо образом ограничить некоторый объём пространства отражающими стенками, препятствующими потере энергии из этого объёма за счет излучения, то в этом объёме на некоторых длинах волн, определяемых размерами устройства можно возбудить электромагнитные колебания. Если полый резонатор образован металлическими стенками, то он также часто называется закрытым резонатором. Объёмные СВЧ резонаторы могут быть также заполнены диэлектриком. Существуют также открытые диэлектрические резонаторы, без металлических стенок, в которых волна отражается от границ диэлектрика за счет эффекта полного внутреннего отражения — резонаторы с модами «шепчущей галереи». В связи с тем, что электрические и магнитные поля почти не выходят за пределы границ объёмного резонатора, их добротность чрезвычайно высока (10000 и более).