11.1. Коаксиальная линия передачи
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:
- Разогрев линии за счет того, что токи будут расти.
- 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.