Четырехпроводные линии передачи

Четырехпроводные линии передачи по своим параметрам несколько отличаются от двухпроводных. Однако создание четырехпроводных линий в основном направлено на улучшение их качественных параметров. Оценивая двухпроводные и четырехпроводные линии передачи, необходимо сравнить их работу и структуру поля. В начале необходимо рассмотреть двухпроводную линию, которая должна обеспечить выполнение следующих требований:

1. Минимальные по возможности потери энергии в линии. Эти потери складываются из потерь на нагревание проводов, потерь в диэлектрике и на излучение во внешнюю среду. Одним из путей решения задачи по снижению потерь является увеличение сечения проводников или создание четырехпроводных и многопроводных линий. Для устранения излучения линии должно выполняться условие, при котором расстояние между проводниками должно быть меньше длины волны, передаваемой по линии, то есть d < λ.

2. Возможно большая предельная мощность высокочастотных колебаний, допустимая для передачи по линии. Когда не удаются передать заданную мощность по двухпроводной линии, используют четырехпроводные и многопроводные.

Как видно, некоторые требования указывают на необходимость применения четырехпроводных и многопроводных линий для передачи повышенной мощности. В настоящее время стандартом двухпроводной линии на объектах связи является Ф2-600-1. Этот стандарт расшифровывается следующим образом: двойка указывает, что фидер двухпроводный; следующее значение 600 указывает, что волновое сопротивление линии 600 Ом; единица есть уровень мощности, передаваемый значением до 1 КВт.

Далее целесообразно выполнить сравнение структуры поля двухпроводной линии, представленной на рисунке 4.9, со структурой поля четырехпроводной линии и показать ее конструктивные особенности, а также привести примеры стандартных фидерных линий, применяемых на передающих и приемных центрах радиосвязи.

 

Рис.4.9

 

Параметры идеальной двухпроводной линии:

-  – волновое сопротивление, выраженное по значениям погонных параметров линии;

-  – волновое сопротивление, выраженное через геометрические размеры линии;

- и  – погонные индуктивность и емкость, выраженные через параметры среды и геометрические размеры линии.

Воздушные четырехпроводные линии также нашли широкое применение на объектах связи. Стандартными линиями при этом являются Ф4-300-2(3) и Ф4-200-1. По сравнению с Ф2-600-1 четырехпроводные линии, как видно, имеют более низкое волновое сопротивление, что позволяет снизить напряжение на антенне и использовать конструкции антенн с пониженным сопротивлением, что также обеспечивает низкую стоимость при строительстве линий передачи и антенн. Каковы пути снижения волнового сопротивления линии? На рисунке 4.10 приведены конструктивные особенности двух четырехпроводных линий: синфазной и антифазной.

 

Рис. 4.10

Синфазная линия представляет собой четыре изолированных друг от друга параллельных проводника. Причем проводники с помощью перемычек включены попарно. Перемычки включаются в линию через расстояние на много меньшее длины волны. Такое включение перемычек увеличивает эквивалентный радиус каждого проводника, при этом в два раза увеличивается емкость. Но емкость С_п размещается в знаменателе формулы волнового сопротивления. Следовательно, уменьшилось волновое сопротивление линии W_л, на что указывает паспорт фидера Ф4-300-1.

Структура поля синфазной четырехпроводной линии приведена на рисунке 4.11. Как видно, структура поля синфазной четырехпроводной линии повторяет структуру поля двухпроводной линии, представленной на рисунке 4.9. Используются синфазные воздушные четырехпроводные линии в качестве фидеров для питания передающих антенн. При этом существующие разрывы силовых линий, показанные на рисунке, приводят к частичной потере энергии электромагнитной волны на излучение при распространении по синфазной линии передачи.

 

Рис. 4.11

 

Антифазная четырехпроводная линия передачи в соответствии с представленным на рисунке 4.10 конструктивным изображением отличается от синфазной схемой подключения перемычек между проводниками. В антифазной линии перемычки перекрещены. Такое включение позволяет дополнительно, по сравнению со синфазной линией, увеличить погонную емкость и уменьшить волновое сопротивление. Обозначение такой линии – Ф4-200-1, что наглядно показывает снижение волнового сопротивления. Структура поля, представленная на рисунке 4.12, отличается от рассматриваемой ранее обособленностью поля для каждого из проводников. В результате устанавливается наилучшая схема взаимоувязки силовых линий, позволяющая практически исключить разрывы силовых линий. Поэтому антифазные четырехпроводные линии передачи широко используются в качестве фидерных линий для приемных антенн. Такие линии передачи обладают наилучшими качествами – отсутствия антенного эффекта, то есть линия не ведет себя как антенна и не принимает помех.

 

Рис. 4.12

 

Структура поля антифазной линии на рисунке 4.12 отображает электрические силовые линии пунктирной линией, а магнитные силовые линии – сплошной линией.

Волновое сопротивление синфазной четырехпроводной линии передачи

,            (4.28)

а волновое сопротивление антифазной четырехпроводной линии передачи

.              (4.29)

Таким образом, четырехпроводные линии передачи так же, как двухпроводные, используются в качестве фидерных линий приемных и передающих антенн, причем широко распространены два типа: синфазные и антифазные.

⇐ Предыдущая13141516171819202122Следующая ⇒

Поделиться: