11. Линии передачи с волной "Т"

11.1. Коаксиальная линии передачи Нz = 0 Ez = 0

В коаксиальной линии могут наряду с волной типа “Т” распространяется волны типа “E” и “H”, но здесь они являются высшими волнами и не рассматриваются .

Продольные составляющие полей в волноводе возникают за счет явления многократного отражения от стенок волновода.

Введем в волновод плоскую электромагнитную волну (рис. 2). Неизбежно в этом случае появляется продольная составляющая поля за счет того, что поле Н замыкается само на себя (div H = 0).

При отсутствии продольных составляющих как электрические, так и магнитные поля расположены в плоскости поперечного сечения. Это можно сделать, если в линию передачи ввести еще один дополнительный проводник.

В волноводе волна типа “Т” не может распространяется.

Для расчета полей такой линии передачи воспользуемся законом полного тока. С этой целью выберем контур, охватывающий ток с радиусом r (см. рис. 1)

Все как в плоской электромагнитной волне.

Поле волны Т в коаксиальной линии.

11.2. Оптимизация размеров в коаксиальной линии передачи

Целью оптимизации является создание кабеля, который имеет максимальную передаваемую мощность (например: кабель с минимальным затуханием, самый дешевый кабель и т.д.)

Ограничением уровня передаваемой мощности служит:

  1. Разогрев линии за счет того, что токи будут расти.
  2. Предельно-допустимое значение напряженности электрического поля.

Напряженность электрического поля больше всего вблизи центрального проводника:

Ermax = () I = () (11.2.2.)

Рассчитаем максимальную среднюю мощность:

Рсрmax = () () ln () = () Ermax R12 ln ()

(11.2.3.)

Для повышения передаваемой мощности, прежде всего, следует подумать как выбрать размеры.

Выделим функциональную зависимость от геометрических размеров:

По такому же принципу можно решить и другие задачи оптимизации. Если надо передать сигнал с минимальными потерями, то () 3,6

11.3. Другие типы линий передачи с волной Т

Двухпроводная линия

Несимметричные микрополосковые линии передачи широко используются для реализации печатных схем в диапазоне сверхвысоких частот.

Электромагнитные поля и волны


*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.