которых являются волновое сопротивление и погонное затухан-ие. Волновое или, как еще иногда говорят, характеристичеокое сопротивление является величиной расчетной и зависит от конструкции фидера. Оно равно корню квадратному из отнощения погонной индуктивности фидера к его погонной емкости.

Если линию передачи нагрузить на активное (чисто омическое) или комплексное (омическое + индуктивное или емкостное) сопротивление, то волна, бегущая от генератора к нагрузке, потеряет некоторую долю своей энергии в активном сопротивлении и отразится лишь частично. Напряжения отраженной Uo и падающей волн связаны так называемым коэффициентом отражения, являющимся величиной комплексной:

р= 0 н-о

е = Ге (1.1)

где Zh - сопротивление нагрузки; Zq - волновое сопротивление линии; Г-модуль, а г{) -фаза коэффициента отражения.

Так как за счет активной составляющей нагрузочного сопротивления падающая волна теряет часть своей энергии, то Uo<Uji и напряжение (ток) вдоль проводов уже нигде в нуль не обратится, ио положение минимума напряжения по-прежнему будет совпадать с положением максимума тока и наоборот.

Коэффициент отражения р обладает тем свойством, что его абсолютная величина Г в линии без потерь остается неизменной, а фаза ф меняется по длине линии, поэтому р всегда связывают с вполне определенным сечением линии, например, с входными зажимами антенн, аппаратуры и т. д.

Возьмем в качестве налрузки чисто активное сопротивление и будем менять его величину, наблюдая за распределением тока и напряжения вдоль линии. При этом окажется, что при определенных значениях сопротивления энергия волны, бегущей от генератора, полностью затратится в нагрузке и отраженной волны не будет, встедствие чего и ток, и напряжение вдоль лииии получат неизменную амплитуду. Такой случай работы называется режимом бегущей волны, и для его получения сопротивление напрузки должно равняться волново-

му сопротивлению линии или, как его называют, характеристическому сопротивлению Zq. Оно на радиочастотах является величиной чисто активной и зависит лишь от геометрии образующих линию проводников. При нагрузке фидера на реактивное сопротивление в нем усганав-

0,2-

ливается режим чисто стоячих волн; при нагрузке фидера на комплексное сопротивление, в фидере будут существовать кш бегущие, так и стоячие волны, и в результате их совокупного действия напряжение (ток) вдоль фидера будет проходить через ряд минимальных и максимальных значений.

В качестве меры согласования фидерных линий с нагрузкой чаще всего используется так называемый коэффициент бегущей волны окбв), впервые введенный в практику советским ученым А. А. Пистоль-корсом, или обратная ему величина - коэффициент стоячей волны (ксв).

1Коэффициент бегущей волны численно равен отношению напряжения (тока) в .минимуме (/мии= п-fo) к напряжению (току) в макси.му.ме (<макс = п-1-и), а именно:

SI, неп Рис. 1.1

К = Vy jU, (ксв = УмакЛнн).

(1.2)

Выражая бмнн и бмакс через амплитуды падающей и отраженной волн, на основе (1.1) и (1.2) получаем

мин Uu-Uo 1 -UpiUn LzL

(1.3)

(1.3) следует, что кбв действительно характеризует степень наличия беглщих волн: при полном согласовании Г=0 и /с=1, а при чисто стоячей волне Г=\, а К=0.

Решая (1.3) относительно иолулт коэффтгиента отражения Г, имеем

На риС. 1.1 для различных кбв показаны зависимости коэффициента полезного действия фидерных линий Г] от величины их затухания 3/. (Значения р/ определяются в режиме бегущей волны). Из рисунка видно, что общие лотери энергии становятся существенными, если не выполняются условия, при которых обеспечиваются значения кбв выше 0,4-0,5.

§ 1.4. Графический способ оценки согласования нагрузок с волновым сопротивлением длинных линий

Рассмотрим поведение идеальной линии с волновым сопротивлениСМ Zo, нагруженной на некоторое комплексное сопротивление Zh, которое характеризуется коэффициентом бегущей волны К.

Если начать изменять электрическую длину такой линии, то кбв в ней будет оста-ваться неизменным, так как он характеризует только взаимосвязь между Zh и Zq. Входное же сопротивление линии будет меняться, причем таким образом, что на комплексной плоскости iXR конец вектора Zex будет описывать окружность:

- 4f)+-(-oiif) (..5)

Центр этой окружности отстоит от начала координат (см. рис. 1.2) на расстояние

1 -U /(2

l=Z,-, (1.6)

а ее радиус

=2о- (1-7)

Точка 3, отображающая входное сопротивление, при >Ьеличении электрической длины линии (с ростом частоты при фиксированной геометрической длине линии или с увеличением геометрической длины на фиксированной частоте) перемещается по окружности фиксированного кбв в направлении часовой стрелки. Окружность (1.5)