amat urz kr093

Ze względu na te zmiany oporności w określonych punktach, można linię traktować jako bezstratny obwód drgań z rezonansem szeregowym w odległości każdej -j- od końca i rezonansem równoległym w odległości

Rys. 11-2. Rozkład amplitud prądu i napięcia wzdłuż linii otwartej na końcu

każdej ₂ od rozwartego końca linii. W pozostałych punktach, w których oporność wejściowa zmienia się w granicach

— oc «-0-> + oo

linia ma charakter bądź indukcyjny, bądź pojemnościowy. Zmieniając zatem długość linii, można zmieniać jej częstotliwość rezonansową; linię określa się wtedy mianem linii strojonej. Rezonans powstaje przy wszystkich częstotliwościach, które wytworzą na jej długości całkowitą liczbę ćwiartek fal. Oczywiście, linia taka jako obwód drgań w rezonansie wykazuje, wtedy nie oporność bierną, lecz jedynie oporność czynną strat w linii.

Linia zwarta na końcu

Na końcu linii zwartej tworzy się również fala odbita, a w rezultacie fala stojąca. Różnica polega na tym, że w poprzednio opisanym przypad-

Rys. 11-3. Rozkład amplitudy prądu i napięcia wzdłuż linii zwartej na końcu

ku występowało na końcu linii maksimum napięcia, tu natomiast występuje maksimum prądu. Rozkład prądu i napięcia wzdłuż linii będzie więc zgodny z wykresem na rys. 11-3.

Oporność wejściowa linii jest bierna i zmienna w granicach 4- oo — oo

zależnie od odległości od zwartego końca linii. Linia przedstawia zatem dowolną pojemność lub indukcyjność, a w’ odległościach równych ćwiartkom fal — równoległy obwód rezonansowy. W odległościach równych połówkom fal linia ma oczywiście charakter szeregowego obwodu rezonansowego.

Jak z tego wynika, linia zwarta na końcu może być zastąpiona linią rozwartą, jeśli jedna z nich zostanie przedłużona lub skrócona o ćwiartkę falL

Linia obciążona opornością zespoloną

W przypadku obciążenia linii opornością zawierającą składową czynną i składową bierną powstaje w niej częściowe odbicie energii elektromagnetycznej i prócz fali bieżącej — także fala stojąca. Oporność wejściowa linii ma wtedy charakter także zespolony. Stosunek amplitudy fali odbitej do amplitudy fali bieżącej określa się wtedy wzorem

Ib

^P=T

w którym:

I_b — amplituda fali bieżącej,

I_s — amplituda fali stojącej.

Stosunek ten nazywa się współczynnikiem odbicia. Inaczej można go określić wzorem

_ Zf 2q

^p z, + z„

w którym:

Zf — oporność falowa linii,

Z₀ — oporność włączona na końcu linii.

Wprowadzono poza tym tzw. współczynnik fali bieżącej, określający rozkład prądu lub napięcia w linii z falą bieżącą i stojącą. Określa on stopień niedopasowania linii do obciążenia

UmiM

umu:

Imłn

Imax

Oczywiście dla układu wyłącznie z falą bieżącą k 1, dla układu wyłącznie z falą stojącą k = 0. Ostatecznie więc można przyjąć, że

^Fn

czyli żc kfB wyraża po prostu stosunek oporności obciążenia do oporności falowej linii.

Spotyka się także określenie tzw. współczynnika fali stojącej (SWR — standing wave ratio), będącego po prostu odwrotnością k

SWR =

Straty w linii

Straty w linii zależą od jej długości, średnicy przewodów i rodzaju izolacji między przewodami. W przypadku układu z falą bieżącą straty są nieznaczne i taki system przesyłania energii należy uznać za godny polecenia. Wzrastają natomiast straty — i to znacznie — w układzie z falą stojącą. Wynika to w głównej mierze ze strat cieplnych w miej-

185