Согласование линии передачи с нагрузкой.

 

Задача согласования нагрузки с линией передачи заключается в компенсации отраженной от нагрузки (антенны) волны путем включения в определенном сечении линии дополнительной неоднородности, компенсирующей эти отражения. Если вещественная часть согласуемого сопротивления нагрузки равна нулю R_H = 0, т.е. нагрузка реактивная, то процедура согласования невозможна.

Согласованный режим линии характеризуется значением K_CT = 1 и является оптимальным для передачи сигнала. В этом режиме работы КПД линии максимален, нагрузка на генератор чисто активная и слабо зависит от частоты. На расчетной частоте f₀ согласованному режиму линии с волновым сопротивлением Z_в соответствует . Значение сопротивления соответствует входному сопротивлению в точке подключения согласующего устройства. Поэтому режим бегущей волны обеспечивается вдоль линии до согласующего устройства (рис.32).

Рис. 32

При отстройке от частоты f_0, К_CT возрастает и на границе рабочей полосы его величина должна удовлетворять условию . Значение максимального допустимого значения оговаривается для каждого класса устройства

в зависимости от предъявляемых требований. Так, для линий передач передающих трактов (например, тракт от генератора до излучателя) мощных ЛБВ, магнетронов, особенно полупроводниковых генераторов, обычно имеют . В то же время для приемных трактов это требование значительно ниже .

Для целей согласования используются различные типы согласующих устройств, которые по соображениям обеспечения максимального КПД тракта выполняются чаще всего из реактивных элементов. На практике используют методы узкополосного и широкополосного согласования.

В случае узкополосного согласования режим бегущей волны обеспечивается только на одной фиксированной частоте, а величина полосы частот, где К_CT остается достаточно малым зависит от частотных свойств нагрузки и согласующих элементов. В качестве согласующих элементов при узкополосном согласовании чаще всего используют трансформаторы сопротивлений в виде отрезков линий передач и параллельные реактивные шлейфы, а также на достаточно низких частотах могут использоваться сосредоточенные реактивные элементы.

Рис. 33

Для обеспечения максимальной полосы согласования необходимо иметь минимальную длину согласующего устройства и располагать его на минимальном расстоянии от нагрузки. В этом случае обеспечивается минимальная частотная зависимость сопротивлений в точке подключения согласующего элемента, и, рассогласование, вызванное изменением сопротивления, будет нарастать медленно. В экспериментальной установке реализуется метод узкополосного согласования с помощью короткозамкнутого параллельного реактивного шлейфа на двухпроводной линии.