Главная -> Согласующие цепи 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [ 25 ] 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 5.03. Основные свойства коаксиальных линий Волновое сопротивленпе коаксиальной линии Zo вычисляется ло формуле ( (5.03.1) V 60 , ь Zo=-=ln- . ом, Уе, d где г - относительная диэлектрическая проницаемость материала, заполнягошего линию; b - внешний диаметр линии; d-внутренний диаметр линии. Соответствующий график представлен на рис. 5.03.1. Составляющая коэффициента затухания Ос для коаксиальной линии с медными проводниками определяется нз выражения ае = 1,898 10 Г£, г ПЦ-).е0.е.ш., (5.03.2) где ffreiti -частота, Ггц (предполагается, что поверхность проводника очень гладкая и без следов окисления). Затухание^удет минимальным при b/d = 3,6, что соответствует условию ] е,2о = = 77 ож). Составляющая коэффициента затухания ал для коаксиа1ьной линии (или любой другой линии с волной ТЕМ) равна .= --гЫ . дб/ед.длины. (5.03.3)
5 а где tgS - тангенс угла потерь в диэлектрике; 1-длина волны в ово'бодном пространстве. Полный коэффициент затухания at равен сумме составляющи.ч oct и Od. На рис. 5.03.2 показан график составляющей а,-, обусловленной потерями в медных проводниках Ливии. Добротность Q коаксиальной линии, заполненной диэлектриком, может быть выражена следующим образом: (5.03.4) где величина Qc=ml Ег/>Лс зависит только от потерь в проводниках, а Qd - только от потерь в диэлектрике. Величина Qc для коаксиальной линии, заполненной диэлектриком, не зависит от Вг и определяется выражением Q.= 0.4783.10Vi, (5.03.5). где 6 и d - в сантиметрах, а частота /(ггч)- гигагерцах. Вели- *) Это условие слряведливо при заданном внешнем диаметре -тпнии Ъ (прим. ред.). чина Qd для коаксиальной линии или любой другой линии с волной ТЕМ равна Q. = -j . (5.03.6) На рис. 5.03.2 показан график величины Qc для коаксиальной линии с медными проводниками. Пробой в коаксиальной линии с воздушным заполнением при атмосферном давлении наступит тогда, когда максимальная величина напряженности электрического поля £тау достигнет значения, приблизительно равного 2,9-10 в/см. При этих условиях средняя мощность Р, которая может быть передана по согласованной коаксиа.льяой лин1И1, равняется , In b/d Wd) (5.03.7) Если диаметр b линии задан, то максимальная мощность может быть передана при b/d=l,6S, что соответствует Zo=30 ом. Первое колебание высшего порядка типа ТЕ будет распространяться в коаксиальной линии в том случае, когда средняя длина ее окружности равна длине волны (плоской) в среде, заполняющей линию. Приближенное значение критической частоты /с (в Ггц) этого колебания равно Ve, (t-fd) где размеры bud - в сантиметрах. 5.04. Основные свойства полосковых линий Волновое сопротивление полосковой линии может быть опреде-теио с помощью метода конформных отображений, однако получаемые при этом формулы оказываются довольно сложными. На рис. 5.04.1а приведен график волнового сопротивления полосковой линии обычного типа с прямоугольным внутренним проводником [1. 2]. Ои построен для относительных .размеров проводников линии в пределах </Ь^0,25 и 0,lm/b4,0. Значения Zo для кривой Ь=0 были вычислены по точной формуле, а для других кривых- по приближенным формулам, причем погрешность вьгчис-ленпй составляла около 1%. Кривые на рис. 5.04.16 построены по результатам точных вычислений Zo для всех значений t/b при ш/Ь^\.В [3], На рис, 5.04.2 изображен график (теоретический) составляющей затухания с^, обусловленный потерями в проводниках медной полосковой линии, заполненной диэлектриком с отнооительной диэлектрической проницаемостью е,. Составляющая коэффициента затухания щ, обусловленная диэлектрическими потерями, опреде-- 152 - Рис. 5.04.1. iBaiHOBoe сопротивление полосковой линии ляется ур-нием (5.03.3). Как и для коаксиальной линии, полные коэффициент затухания at равен сумме Ос и аа. Добротность Q полосковой линии, заполненной диэлектриком вычисляется из ур-ния (5.03.4). График величины Qc показан на рис. 5.04.3 [Г, 2]. Как и для коаксиальной линии, велич-ина Qd обратно пропорциоиальна tg&. ТАБЛИЦА 5.04.1 ЗАВИСИМОСТЬ ВЕЛИЧИНЫ 4 d/b ОТ ЬП АЛЯ шуЬз-0.35 И ЦЬ-й О 20 40 SO 80 т по т \Zy.lfm Рис. 5.04.2. Затухание полосковой линии с медньшн проводниками, заполненной диэлектриком с относительной диэлектрической пронкцавмость ег- 27.Э лГ~ъ, te 6 а - +--. дв,гд,дл Рнс. 5.04.3. Добротность полосковой линии с медными проводниками, заполненной диэлектрнкол! с относительной диэлектрической проницаемостью Ет-
6,452 Рь На .рис. 5.04.4 изображен График средней мош-иости. которая может быть передана .по сотла-совашшой полосковой линии с закругленными краями внутреннего про- , , . ... водника. Здесь расстоя- мощность пробоя полосковой лн- ние между наружными н^н с закругленными краями .проводников при проводниками линии в всчдушном заполнении, измеряется в сантимет- о оси ординат отложена веяичииа pax, а пробивная напряженность электрического поля для воздуха взята равной2,9-10 вкм. Приближенные значениями можно определить из графиков на рис. 5.04.1 и 5.04.2. Первое колебание высшего порядка, которое может существовать в полосковой линии с наружными проводниками, находящимися под одинаковым потенциалом'), имеет нулевую величину напряженности электрического поля в плоскости, проходящей через ось симметрии линии и перпендикулярной ее проводникам. Вне этой плоскости электрическое поле ориентировано периенди-кулярно к полосковому внутреннему проводнику и наружным пластинам. Критическая длина волны Кс для такого типа колебания равняется *) Понятие потенциалов, вообще говоря, не применимо к высшим типам колебаний в линии В рассматриваемом случае речь идет о первом типе колебаний, именадем симметртн1ую относительно горизонтальной плоскости симмет Рии структуру поля (прим, ред,). |
© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95 |