Линия короткозамкнута на конце

Другим условием существования режима стоячих волн в идеальной двухпроводной линии является условие (4.32) равенства нулю нагрузочного сопротивления Z_н = 0 [8]. Данное условие при решении выражений (4.26) предполагает, что для короткого замыкания на конце напряжение равно нулю (U₂ = 0), поэтому распределение напряжения и тока вдоль линии будет описываться выражениями          

                                 (4.50)

Из выражений видно, что напряжение отстает по фазе от тока на угол 90⁰. При этом распределение сопротивления вдоль линии на основании выражений (4.50) определится

                   (4.51)

На основании выражения (4.51) распределение сопротивления вдоль линии подчиняется закону тангенса. Для наглядности распределение напряжения, тока и сопротивления вдоль линии приведено на рисунке 4.17. Сравнивая рисунки 4.15 и 4.17 нетрудно заметить, что линия, разомкнутая на конце и линия, короткозамкнутая на конце имеют один и тот же физический процесс распространения электромагнитных волн в виде стоячих волн тока и напряжения. Отличие состоит в сдвиге волн на π/2 (или λ/4) у физического процесса распределения относительно сечения для нагрузки.

Рис. 4.17

 

Режим смешанных волн

Режим смешанных (комбинированных, гибридных) волн получается для напряжения и тока в линии, замкнутой на произвольную нагрузку

.                     (4.52)

Пусть существует идеальная линия, тогда режим смешанных волн в ней может быть получен при замыкании линии на чисто активную нагрузку, не равную волновому сопротивлению, то есть

.                           (4.53)

В целях понимания физического процесса распространения волн в линиях А.А. Пистолькорс ввел, так называемый, коэффициент бегущей волны , а В.В. Татаринов - коэффициент стоячей волны . Коэффициент бегущей волны  есть отношение  к (или к ), которое должно быть меньше или равно единице

.                (4.54)

Коэффициент стоячей волны  есть отношение к  (или  к ), которое больше или равно единице

 =  (или ) /  (или ).                  (4.55)

Из выражений (4.54) и (4.55) следует, что коэффициенты взаимосвязаны отношением

 = 1 / _.                                      (4.56)

Например, если:

- > , то  =  / , а  = / ;

- > , то  = / , а  = / .

Коэффициентом отражения р называется отношение напряжения (тока) отраженной волны к напряжению (току) падающей волны

.                      (4.57)

Коэффициент отражения может быть комплексной величиной, причем φ есть угол сдвига фаз между напряжениями (токами) отраженной и падающей волн, а |р| есть модуль коэффициента отражения.  и  могут быть выражены через коэффициент отражения в следующем виде:

; .       (4.58)

Вводя в уравнения (4.26) распределения и  для идеальной линии  можно получить  

;

           (4.59)

Первые слагаемые представляют собой уравнение бегущих волн, а вторые - стоячих. Следовательно, в режиме смешанных волн одновременно существуют бегущие и стоячие волны. Причем, стоячие волны будут выражены тем больше, чем больше отличается сопротивление нагрузки от волнового сопротивления линии.

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Поделиться: