ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN SÓNG1.1 Khái niệm - Môn học chuyên môn siêu cao tần liên quan cho các mạch điện hoặc những phần tử năng lượng điện chuyển động cùng với những biểu hiện điện từ bỏ sống vùng tần số rất cao (thường phía bên trong phạm vi 1 Ghz mang đến 300 Ghz, tương ứng với bước sóng trường đoản cú 30 cm đến 1 mm) - Tổ chức IEEE (Institute of Electrical và Electronic Engineers) đang định nghĩa các dãi băng tần trong vùng tần số cực kỳ cao như vào bảng 1.1: Bảng 1.1 ...
Chương thơm 1: Đường dây truyền sóng Chương thơm 1 ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN SÓNG1.1 Khái niệm - Môn học kỹ thuật khôn cùng cao tần liên quan cho những mạch năng lượng điện hoặc những thành phần điện chuyển động cùng với những dấu hiệu điện từ sống vùng tần số khôn xiết cao (hay phía bên trong phạm vi 1 Ghz mang lại 300 Ghz, tương xứng với bước sóng từ bỏ 30 cm mang lại 1 mm) - Tổ chức IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) đã tư tưởng những dãi băng tần trong vùng tần số hết sức cao nlỗi vào bảng 1.1: Bảng 1.1 Dãy băng tần Phạm vi tần số Bước sóng (Ghz) (mm) 0,0030,03 100.00010.000 HF 0,030,3 10.0001000 VHF 0,31 1000300 UHF 12 300150 Băng L 24 15075 Băng S 48 7537.5 Băng C 812 37.525 Băng X 1218 2516,66 Băng Ku 1827 16,6610,55 Băng K 2740 10,557,5 Băng Ka 40300 7,51 Sóng milimet Sóng Submm >300 Chương thơm 1: Đường dây truyền sóng Khái niệm thông số kỹ thuật triệu tập và thông số phân bố: - o Thông số triệu tập của mạch điện: là các đại lượng đặc tính điện mở ra hoặc sống thọ tại 1 địa chỉ như thế nào này được khẳng định của mạch năng lượng điện. Thông số tập trung được biểu diễn vì chưng một phần tử điện tương ứng, ví như các bộ phận năng lượng điện trsinh sống, năng lượng điện cảm, năng lượng điện dung, nguồn áp, transistor…. o Thông số phân bố (thông số rải) của mạch điện: cũng là những đại lượng công dụng điện , nhưng mà chúng ko mãi sau ở trên duy nhất một địa điểm thắt chặt và cố định trong mạch điện, nhưng mà chúng được phân bổ rãi phần nhiều bên trên chiều nhiều năm của mạch năng lượng điện kia. Thông số phân bố hay được dùng trong số hệ thống truyền sóng (mặt đường dây truyền sóng, ống dẫn sóng, trong không gian tự do,…) biểu lộ các đặc tính tương tự về điện của khối hệ thống. Thông số phân bổ hay là các thông số kỹ thuật tuyến đường tính, được khẳng định trên một đơn vị chức năng chiều dài của pmùi hương truyền sóng. Chúng ta bắt buộc đo lường trực tiếp giá trị của các thông số kỹ thuật phân bổ , mà chỉ có thể suy ra chúng bằng những phnghiền đo tương tự trên các thông số khác. Ranh giới thân thông số triệu tập với thông số phân bổ vào nghành nghề khôn cùng - cao tần: Ở tần số khôn cùng cao, Lúc độ lớn bước sóng đối chiếu được với size mạch năng lượng điện thì ta bắt buộc xét cấu tạo mạch năng lượng điện nlỗi một khối hệ thống phân bổ. Ngược lại, bên trên một khối hệ thống phân bố, nếu như ta chỉ xét 1 phần mạch điện có form size cực kỳ nhỏ dại rộng những lần đối với bước sóng thì rất có thể thay tương đương phần mạch đó bằng một mạch năng lượng điện thông số tập trung .1.2 Phương trình truyền sóng trên tuyến đường dây - Một bí quyết tổng thể, để khảo sát điều tra một hệ truyền sóng , chúng ta phải khởi nguồn từ hệ pmùi hương trình Maxwell vào không gian, trong những số ấy các đại lượng vật lý căn phiên bản là độ mạnh điện trường E cùng độ mạnh từ trường H . - Để đơn giản dễ dàng hóa Việc khảo sát, những đại lượng thiết bị lý sóng điện áp cùng sóng dòng điện được sử dụng thay thế cho năng lượng điện trường E và sóng ngắn từ trường H với việc truyền sóng rất có thể được mô hình hóa bởi một mạch năng lượng điện rõ ràng.1.2.1 Mô hình đồ gia dụng lý- Các thông số kỹ thuật sơ cấp - Xét 1 đường truyền sóng chiều dài l , đặt khớp ứng với trục tọa độ x từ bỏ tọa độ x = 0 cho tọa độ x= l. Đầu vào đường truyền bao gồm nguồn biểu hiện E s, nội trlàm việc Zs, đầu cuối con đường truyền đuợc xong vày cài ZL. Sóng biểu đạt từ bỏ mối cung cấp ES Viral theo hướng Ox đến cài đặt ZL (Hình 1.1) - Ta mang sử chiều dài l lớn hơn các lần so với bước sóng nên hệ thống tất cả thông số phân bổ . Trang 2 Cmùi hương 1: Đường dây truyền sóng Xét tại một điểm trên tuyến đường truyền tất cả tọa độ x ngẫu nhiên.Trên đoạn vi phân - chiều lâu năm < x ; x+ x> cũng đều có hiện tượng lạ Viral sóng; mặc dù vì chưng x Cmùi hương 1: Đường dây truyền sóng lý tưởng), thường được đánh giá dựa vào góc mất vật liệu điện môi cách điện.Trong sơ đồ dùng mạch điện tương tự trên, một biện pháp tổng thể, đều sở hữu sự hiện diệncủa cả hai nhiều loại tổn định hao: R mắc tiếp liền L sinh sản thành trnghỉ ngơi kháng tiếp nối Z = R + jL Và G mắc song tuy nhiên cùng với C sản xuất thành dẫn hấp thụ song tuy nhiên Y = G + jCTa hotline L, C, R, G là những thông số kỹ thuật sơ cung cấp của con đường truyền sóngVì những thông số sơ cấp bên trên là tuyến đường tính với chiều lâu năm, với bởi vì ta đã xét mạchtương đương cho 1 vi phân chiều dài x của con đường truyền sóng nên những trị sốthành phần trong mạch tương đương nghỉ ngơi hình 1.gấp đôi lượt là L. x, C. x, R. x, G. x1.2.2 Phương thơm trình truyền sóng Ta phân tích mô hình mạch năng lượng điện tương tự với từ kia viết phương thơm trình - truyền sóng bao quát trên tuyến đường dây. - Hệ số truyền sóng: () ( R jL)(G jC ) (1.11) Nếu con đường truyền không tổn định hao: R = 0 ( Không có tổn hao klặng loại) G = 0 (Không gồm tổn định hao năng lượng điện môi) Hệ số truyền sóng trở thành: ( ) j LC1.2.3 Nghiệm của phương trình truyền sóng. Sóng cho tới cùng sóng bức xạ. - Ta đặt V(x, ) cùng I(x, ) là điện áp với dòng điện tại tọa độ bất kỳ x trên đường truyền sóng và trên tần số ngẫu nhiên cuả biểu lộ. - V(x, ) sẽ có dạng : V(x, ) = V+e - ( ) x + V-e ( ) x (1.15) Trong số đó V+ cùng V- là hai hằng số phức tùy định , được xác minh bởi vì ĐK về năng lượng điện áp tại điểm nguồn (x = 0) cùng trên điểm mua (x = l) của con đường truyền sóng, có nghĩa là những điều kiện bờ của bài tân oán. Để đơn giản dễ dàng hóa phương pháp màn biểu diễn, ta hiểu ngầm biến hóa số ở vào biểu thức bên trên. V(x) = V+e - x + V-e x (1.16) Trang 4 Chương 1: Đường dây truyền sóng Biến số x thông tư tọa độ của điểm đang khảo sát điều tra với năng lượng điện chũm V(x) được đo thẳng trên phố truyền sóng trên tọa độ kia. Vì hệ số truyền sóng là một trong những phức (vì (1.11)), to rất có thể viết: j (1.17) Trong số đó phần thực là thông số suy hao, đơn vị chức năng hoặc Phần ảo là hệ số pha, đơn vị chức năng hoặc Ttốt (1.16) vào (1.17), ta có: V(x) = V+e x .e- jx + V-e x e jx (1.18) Số hạng V+e x .e- jx bao gồm module là |V+|.e x , argument là (- x ), số phức V+ là một trong hằng số. - Module |V+|.e x đang sút dần lúc x tăng (càng tiến dần dần mang lại tải), tốc độ suy bớt biến hóa thiên theo hàm nón âm của hệ số suy hao tính trên từng đơn vị chức năng chiều nhiều năm. - argument (- x ) bớt, âm dần khi x tăng (tiến dần về phía tải). Như vậy biểu hiện rằng lúc đi theo hướng từ mối cung cấp về cài trên đường truyền sóng, trộn sóng của bộc lộ bớt dần. Tức là trên các điểm trê tuyến phố truyền sóng, càng ngay gần phía thiết lập, thời gian cảm nhận sóng từ nguồn càng bị chậm lại. Tóm lại rằng: Một sóng Viral trê tuyến phố dây theo hướng tự mối cung cấp về đếndownload, biên độ sóng bớt dần dần do tất cả suy hao trên tuyến đường dây, pha của sóng trễ dần dần. Tahotline yếu tố này là sóng cho tới. Số hạng V-e x é jx có module |V-|e x , argument ( x ). Cũng tương tự như lúc trước, ta nhấn thấy: - module |V-|e x sẽ sút dần Khi x bớt (càng tiến dần về phía nguồn) cũng tương tự như thông số suy hao tính bên trên từng đơn vị chiều lâu năm. - Argument ( x ) cũng giảm dần lúc x giảm (từ bỏ sở hữu tiến dần về phía nguồn), vì chưng dó pha sóng cũng trễ dần Khi càng tiến dần dần đến nguồn.kết luận rằng: số hạng V-e x e jx biểu thị một sóng lan truyền trên tuyến đường dâytheo huớng trường đoản cú tải trsinh sống về mối cung cấp, biên độ sóng cũng sút dần vì chưng có suy hao trênmặt đường dây. Ta call nguyên tố này là sóng bức xạ. Trang 5 Cmùi hương 1: Đường dây truyền sóngdo đó, điện áp V(x) trên điểm bao gồm tọa độ bất kỳ x trê tuyến phố truyền sóng phần nhiều cóthể được xem là tổng của hai yếu tố sóng cho tới và sóng bức xạ cùng gặp nhautrên điểm x trên thời gian t sẽ điều tra khảo sát.Biên độ của sóng cho tới và sóng phản xạ dọc theo chiều dài của đường truyền gồm vàkhông tồn tại suy hao được minc họa trong hình 1.4Ở hình 1.4, biên độ của sóng cho tới đang suy bớt với thông số suy bớt e x ( bởi vì xtăng) Biên độ của sóng bội phản xa đang suy bớt với hệ số suy bớt e x (vì chưng xgiảm)Trường hòa hợp đặc biệt quan trọng, giả dụ con đường dây không tổn hao (R = 0, G = 0), trường đoản cú (1.11) và(1.17) ta suy ra =0Tương trường đoản cú như điện áp, loại năng lượng điện I(x, ) cũng rất được biểu diễn dưới dạng : I(x, ) = I+e - ( ) x + I-e ( ) x (1.19)Trong đó I+ và I- là nhị hằng số phức tùy định , được xác định do điều kiện vềloại điện trên điểm mối cung cấp (x = 0) với tại điểm mua (x = l) của con đường truyềnsóng(Tức là các ĐK bờ của bài xích toán), V V I và I (1.20) Z0 Z0Trong đó Z0 là 1 trong những hằng số phức , phụ thuộc vào cấu tạo thiết bị lý của con đường sóng,được hotline là trlàm việc phòng tính năng của đường truyền sóng, đơn vị chức năng < >.Ta chăm chú rằng chiều chiếc năng lượng điện sóng sự phản xạ là trái chiều mẫu điện sóng tới đề xuất Vtrong biểu thức (1.20) tất cả vết âm trước biểu thức . Do kia ta có thể viết: Z0 V - ( ) x V ( ) x I ( x, ) e - e (1.21) Z0 Z0 Trang 6 Cmùi hương 1: Đường dây truyền sóngdo đó, sóng chiếc năng lượng điện tại điểm bao gồm tọa độ ngẫu nhiên x trên tuyến đường truyền sóng đềuhoàn toàn có thể được xem là tổng của nhị yếu tố sóng mẫu năng lượng điện cho tới với sóng cái điệnsự phản xạ cùng gặp mặt nhau tại điểm x tại thời điểm t đã khảo sát điều tra (tương tự nhưsóng điện áp). Hệ số truyền sóng ( ) cũng là số phức, khẳng định độ suy hao biênđộ (hệ số ) cùng độ trễ pha ( ).Xét một mặt đường truyền sóng không tổn hao ( R = 0, G = 0), tín đồ ta tính ra vận tốclan truyền sóng: 1 V = (1.24) LC1.2.4 Các thông số vật dụng cấp cho a) Hệ số truyền sóng () ( R jL)(G jC ) (1.25) là một vài phức và vươn lên là thiên theo tần số biểu hiện.-Nếu ta phân tích nguyên tố thực cùng phần ảo : () () j () (1.26) Thì ( ) là thông số suy hao, đơn vị chức năng hoặc ( ) là thông số pha, đơn vị hoặc <0 /m>- Các thông số với những là thông số kỹ thuật đường tính (đo bên trên mỗi đơn vị chiều dài),vươn lên là thiên tỉ lệ cùng với chiều lâu năm của đường dây.- Quan hệ giữa = 8.68 - Thông số hoặc <0 /m> biể diễn độ đổi thay ưu tiền về góc pha của sóng khisóng Viral trên một đơn vị chiều lâu năm của con đường truyền.- Một giải pháp tổng quát: và phần nhiều đổi thay thiên theo tần số tín hiệu.Xét một số trường đúng theo quánh biệt:+ Đường truyền không tổn định hao (R = 0, G = 0) Từ (1.25), ta suy ra ( ) ( jL)( jC ) j LC (thuần ảo)(1.28) So sánh cùng với (1.26), ta suy ra 0 , ( ) LC(1.29) = 0 xác định không tồn tại sự suy hao biểu đạt trên tuyến đường truyền hệ số pha tỉ trọng với tần số biểu hiện . Lúc bấy giờ hệ số pha tương quan mang đến 2 360 0 ( tính bằng rad/m) hoặc bước sóng lan truyền bởi vì (tính bởi 0 /m) Trang 7 Chương thơm 1: Đường dây truyền sóng + Đường truyền bao gồm tổn hao phải chăng Định nghĩa về tổn hao thấp: - Tổn hao kim loại R Cmùi hương 1: Đường dây truyền sóngXét một vài ngôi trường đúng theo quánh biệt:+ Đường truyền ko tổn hao (R = 0, G = 0) Từ (1.38) ta suy ra: L Z0 R0 C(1.40) là 1 hằng số thực , được Gọi là năng lượng điện trlàm việc công dụng của đường dây.+ Đường truyền vừa lòng ĐK Heaviside RG LC(1.41)Từ (1.41) với (1.38), ta có thể rút ít gọn: L Z0 R0 C(1.42)Đây là trường phù hợp mặt đường truyền bao gồm tổn định hao nhưng lại năng lượng điện trsống công năng vẫn luôn là mộthằng số thực.+ Đường truyền tất cả tổn định hao thấpĐiều khiếu nại về tổn hao phải chăng : Tổn hao kim loại R Chương thơm 1: Đường dây truyền sóng 1 LR G X0 Phần ảo 2 C L C (1.47)Trsống kháng công dụng Z0 là số phức bao gồm có phần thực là điện trsinh hoạt tính năng R0 là hằng số(tương đương trường hòa hợp mặt đường truyền không tổn hao) với bao gồm phần ảo X0 trở thành thiên tỉ lệnghịch với tần số . Tại tần số càng mập, quý giá của X0 hoàn toàn có thể được bỏ qua mất. GR0 L R vào công thức (1.36), ta tìm được hệ số tốn hao Ttốt R0 C 2 R0 2(1.48) c) gia tốc truyền sóng (tốc độ pha) Vận tốc truyền sóng , nói một cách khác là gia tốc pha của sóng , được có mang là quãng con đường sóng lan truyền được dọc theo mặt đường truyền sóng trong những đơn vị chức năng thời hạn. Ký hiệu của gia tốc truyền sóng là V , đơn vị chức năng . Quan hệ giữa vận tốc truyền sóng V với thông số V (1.49) Với là tần số góc của biểu thị lan truyền, đơn vị Vì đơn vị của là yêu cầu dơn vị của V là Từ (1.49) ta suy ra V Từ (1.26), ta nhận ra một biện pháp tổng quát, là 1 hàm số theo , cho nên theo (1.49), V cũng biến chuyển thiên theo . Điều này có nghĩa tốc độ truyền sóng trên một con đường dây rất có thể lớn hay nhỏ tuổi phụ thuộc vào tần số của biểu hiện được lan truyền. Nếu bộc lộ đặt vào đầu đường dây là một trong tổ hợp bao gồm nhiều yếu tố tần số không giống nhau (chẳng hạn biểu hiện xung, sóng pha trộn..) thì mỗi nguyên tố đã lan truyền nhanh hao xuất xắc chậm chạp tùy thuộc vào tần số của chính nó. do đó các yếu tố tần số sẽ đến đầu cuối của con đường dây ko trên thuộc 1 thời điểm. Kết trái là trên cuối đường dây (bên trên sở hữu tiêu thụ), tổng hợp lại những nhân tố này không tái tạo lại biểu hiện tương đồng biểu hiện ban sơ đã vạc ra sinh hoạt đầu con đường dây, ta tất cả sự méo dạng biểu đạt. Hiện tượng này điện thoại tư vấn là sự tán xạ tần số. Đôi khi , hiện tượng lạ tán xạ xẩy ra bên trên những đuờng truyền có tổn định hao, mặt đường truyền ghnghiền hoặc có sự bất đồng nhất vào cấu tạo, khiến méo dạng bự. Hệ số suy hao , trong trường thích hợp tổng quát, cũng là một trong hàm số theo tần số. Do đó, từng thành phần tần số của biểu lộ chịu đựng sự suy hao không giống nhau. Vấn đề này cũng tạo thêm sự méo dạng biểu đạt trên đầu cuối đường truyền, chỗ những yếu tắc tần số trên lại được tổ hợp lại nhằm tái sinh sản biểu lộ. Trang 10 Chương thơm 1: Đường dây truyền sóng Trong ngôi trường hợp quan trọng đặc biệt, Lúc đường truyền không tổn định hao ( = 0), thì hệ số LC (theo 1.29), đổi thay thiên tỉ lệ thành phần cùng với tần số(pha con đường tính). Do kia biểu thức (1.49) trở thành : 1 V LC (1.51) Hiện nay , vận tốc truyền sóng V là 1 hằng số ko dựa vào tần số nữa. Do kia, không tồn tại sự méo dạng vày hiện tượng lạ tán xạ tần số (mặt khác vị đường truyền ko tổn hao nên không tồn tại sự suy giảm biên độ biểu thị theo tần số). Một dấu hiệu gồm dạng sóng ngẫu nhiên đặt vào đầu mặt đường truyền đang ngulặng dạng sóng và biên độ trên đầu cuối đường truyền, chỉ khác là gồm sự trễ trộn bởi vì quy trình lan truyền sóng. Đây là trường hợp lý tưởng độc nhất vô nhị, bảo vệ tính chân thực của biểu đạt. Ngoài ra, ta cũng nhận biết rằng theo (1.51), vận tốc truyền sóng V vẫn sút Lúc các thông số kỹ thuật sơ cấp cho L với C của mặt đường dây được tăng thêm. Ý niệm này được áp dụng trong các dây trễ hoặc dây làm chậm rãi trong nghành năng lượng điện tử. Để tăng L, khoảng cách giữa hai dây dẫn yêu cầu được tăng lên. Để tăng C, hệ số năng lượng điện môi r , của chất năng lượng điện môi thân nhì dây dẫn đề xuất mập. d) hằng số thời hạn Hằng số thời gian của một con đường truyền sóng được khái niệm là khoảng thời gian cần thiết để sóng Viral được một dơn vị chiều lâu năm của mặt đường truyền, đơn vị chức năng của là . 1 Từ có mang ta suy ra V (1.52) Một giải pháp bao quát, cũng dựa vào vào tần số Trường vừa lòng con đường truyền sóng không tổn định hao, từ (1.51) ta có: 1 LC V (1.53) Trong đó: là 1 trong hằng số, ko nhờ vào vào 1.3 Các môi trường xung quanh truyền sóng thực tế Tổn định hao trê tuyến phố dây truyền sóng a) Tổn hao kim loại Trang 11 Chương 1: Đường dây truyền sóngTổn định hao sắt kẽm kim loại là tổn định hao hình thành do năng lượng điện trnghỉ ngơi của phần dẫn bằng kim loại trênmặt đường dây. Tổn hao này được reviews trải qua năng lượng điện trở tuyến tính R củacon đường dây, được nhìn nhận bao gồm nhị phần chính: năng lượng điện trsống tại tần số rẻ với năng lượng điện trlàm việc tạitần số cao.+ Tần số thấp: trên vùng tần số phải chăng (chiều nhiều năm của con đường truyền sóng là rấtbé dại đối với bước sóng), tổn hao sắt kẽm kim loại chủ yếu vì điện trsinh sống của dây dẫn. Nếudây dẫn gồm điện trsống suất (hoặc điện dẫn suất 1 / ), gồm ngày tiết diện đườngdây s thì điện trsinh sống của dây dẫn trên một đơn vị chức năng chiều dài là: 1 R < / m> s s(1.83)Điện trnghỉ ngơi R trong ngôi trường vừa lòng này là 1 trong hằng số, ko dựa vào tần số tínhiệu.+ tần số cao: Lúc tần số của biểu thị sống vùng tần số cao ( chiều nhiều năm mặt đường truyềnto hơn hoặc xê dịch bước sóng), bên cạnh tổn hao cố định như o tần số thấp,mặt đường truyền còn tồn tại thêm tổn hao vày cảm giác da của dây dẫn (skin effect) Hiệu ứng domain authority xảy ra Khi tín hiệu tăng lên vùng cao, cái điện biểu lộ chảy quangày tiết diện dây dẫn không thể phân bổ hầu như cùng bề mặt phẳng ngày tiết diện (tỷ lệ dòngnăng lượng điện không thể là hằng số cùng bề mặt máu diện) nhưng bao gồm xu hướng triệu tập tạivùng bề mặt chu vi của dây dẫn (tỷ lệ dòng điện không nhỏ ở vùng chu vi củahuyết diện dây dẫn và cực kỳ nhỏ nhắn ở vùng giữa). Lý ttiết đang chứng tỏ rằng sựphân bố mật độ chiếc điện giảm dần dần lúc đi tự mặt phẳng về phía vùng giữa củahuyết diện theo dạng hàm số mũ âm.Tần số càng tốt thì hiệu ứng da càng dạn dĩ, có nghĩa là phần mặt phẳng của dâydẫn bao gồm mật độ chiếc điện không hề nhỏ trong những lúc lớp giữa có tỷ lệ dòng điệnko đáng kể. Ta nói mẫu điện chỉ rã qua dây dẫn bên trên bề mặt mà lại thôi.Như vậy có tác dụng bớt tiết diện hiệu dụng của dây dẫn có công dụng tải điện, làmtăng điện trlàm việc mặt đường dây và tổn hao kim loại làm việc vùng tần số cao.Hình 1.18a với 1.18b màn trình diễn sự phân bổ mật độ mẫu năng lượng điện bên trên tiết diện củadây dẫn tròn hoặc dãi dẫn hình chữ nhật trong các con đường truyền vi mạch. Trang 12 Chương thơm 1: Đường dây truyền sóngBề dày da d được xem vì chưng công thức: 2 d (1.84)Trong đó: là hệ số tự thẩm tuyệt đối, thông thường 0 4 x 10 7 là điện dẫn xuất của dây dẫn, đơn vị là tần số góc của tín hiệuTa nhận thấy khi tần số càng phệ hoặc năng lượng điện dẫn xuất càng phệ thì bề dàyda d càng nhỏ dại ( chiếc năng lượng điện càng triệu tập trên mặt phẳng dây dẫn)Điện trsống tuyến đường tính R của con đường dây có mức giá trị tỉ lệ nghịch cùng với máu diện hiệudụng của phần dẫn năng lượng điện vị hiệu ứng da ngơi nghỉ tần số cao. Vì ngày tiết diện hiệu dụng nàytỉ trọng cùng với bề dày domain authority d với d lại tỉ lệ thành phần nghịch cùng với theo (1.84) buộc phải phần tăng củađiện trsống tuyến đường tính do cảm giác da vẫn tỉ lệ thuận cùng với . R AC ~ (1.85)do vậy sinh hoạt tần số cao, năng lượng điện trlàm việc đường tính R đã là tổng của năng lượng điện trngơi nghỉ ngơi nghỉ tần số thấpRDC được xem theo (1.83) với năng lượng điện trsống nghỉ ngơi tần số cao RAC R = RDC + RAC(1.86)Đồ thị trình diễn sự phát triển thành thiên của R theo tần số được vẽ ở hình 1.19a. Crúc ýrằng những trục ngang và trục dọc của trang bị thị được phân tách theo thang logarit, nênphần tăng của R theo sẽ sở hữu độ dốc ½. Trang 13 Chương thơm 1: Đường dây truyền sóng Sự vươn lên là thiên của hệ số sugiống ý theo tần số cũng rất được màn biểu diễn ở hình 1.19b. Ta nhận biết cũng tăng theo , tốt nhất là sống vùng tần số cao. Theo (1.48), bởi vì tỉ lệ cùng với R cần cũng tăng tỉ trọng với . Tổn hao năng lượng điện môib)Trong ĐK lý tưởng , lớp điện môi phân làn thân hai lớp dây dẫn của đườngtruyền sóng phải là biện pháp năng lượng điện hoàn toàn ( không có dòng năng lượng điện qua lớp năng lượng điện môi Điện dẫn con đường tính của lớp năng lượng điện môi G = 0).Tuy nhiên trong thực tế , ta vẫn bắt buộc xét mang đến điện trnghỉ ngơi hữu hạn ( điện dẫn kháckhông ) của lớp điện môi bên trên vào một trong những trường phù hợp . Vấn đề này khiến thêm mộtdạng tổn hao nữa trên đường dây. Tổn hao điện môi, được đánh giá thông qua điệndẫn tuyến tính G ở trong hình 1.2Góc mất của lớp năng lượng điện môi sinh sống tần số được tư tưởng bởi G arctg C(1.87) Với G với C lần lượt là điện dẫn tuyến tính với năng lượng điện dung tuyến đường tính của đường dây.Ta viết lại: G C. tg(1.88)Vậy , điện dẫn con đường tính đã tỉ trọng với dung kháng con đường tính của lớp năng lượng điện môi bởihệ số tg Ngoài những tổn định hao sắt kẽm kim loại và tổn hao năng lượng điện môi sẽ đề cập ngơi nghỉ trên, đường dây truyềnsóng còn Chịu đựng các dạng tổn định hao khác ví như tổn định hao vày phản xạ sóng ( nghỉ ngơi tần số rấtcao), tổn hao vì cấu tạo ko đồng nhất của đường dây (dây bị gấp khúc, chổliên kết những đường dây, các linh phụ kiện ghép thêm trên tuyến đường dây hoặc những tác dụngký sinh…..) Trang 14 Chương thơm 1: Đường dây truyền sóng1.4 Hiện tượng phản xạ sóng trên phố dây – thông số phản xạĐiện áp và cái năng lượng điện tại điểm ngẫu nhiên x trên đường dây luôn luôn luôn luôn rất có thể xem làtổng của một sóng cho tới và một sóng bức xạ.Sóng bức xạ Viral cùng với cùng vận tốc nlỗi sóng cho tới ( nhưng mà theo hướng ngượclại), gồm biên độ và pha nhờ vào không đông đảo vào biên độ với trộn của sóng tới màcòn vào mối tương quan của trsống chống sở hữu ZL sinh hoạt cuối mặt đường dây với trsinh hoạt chống đặctính Z0 của con đường dâyTheo (1.15), điện áp tại điểm tọa độ x ngẫu nhiên rất có thể được viết: V(x, ) = V+e - ( ) x + V-e ( ) x(1.92) Trong số đó V+e - ( ) x tượng trưng đến sóng tới tại x V-e ( ) x thay mặt mang đến sóng phản xạ trên xTa định nghĩa : hệ số sự phản xạ về năng lượng điện áp v ( x) tại điểm x là tỉ số giửa sóng năng lượng điện ápbức xạ và sóng năng lượng điện áp cho tới tại điểm x đó: V e ( ) x V 2 ( ) x v ( x) e V e ( ) x V(1.93)Trong biểu thức (1.93) , những trị số V+ ,V- là các hằng số dựa vào mối cung cấp cùng tảibắt buộc hệ số phản xạ v ( x) sẽ biến hóa thiên theo tọa độ x vì chưng thông số e 2 ( ) x .Tại cài ( x= l ), hệ số bức xạ điện áp là : V 2 ( ) l v ( x) e V(1.94)Tại điểm tọa độ x bất kỳ, nếu ta đặt d=l–x(1.95)là khoảng cách tự điểm x sẽ xét mang đến cài, ta hoàn toàn có thể viết hệ số sự phản xạ năng lượng điện áp V 2 ( ) x V 2 ( ).( l d ) V 2 ( ).l 2 ( ). d v ( x) e e e .e V V V (1.96) So sánh (1.94) với (1.96) , ta tất cả v ( x) v (l ).e 2 ( ) . d (1.97) Trang 15 Cmùi hương 1: Đường dây truyền sóngvậy thông số sự phản xạ năng lượng điện áp v ( x) trên điểm tọa độ x ngẫu nhiên vẫn dựa vào vào hệsố sự phản xạ năng lượng điện áp tại download v (l ) với khoảng cách d trường đoản cú điểm đã điều tra x đếnthiết lập . Dựa trên công dụng này, ta có thể suy ra v ( x) trên bất kỳ điểm làm sao trênđường dây trường hợp đã biết trước v (l ) tại thiết lập.Trong biểu thức (1.97), một bí quyết tổng thể v (l ) là một số trong những phức, hệ số truyềnsóng cũng là số phức ( j ), vì thế v ( x) cũng chính là số phức. Các hệ sốsự phản xạ năng lượng điện áp này cò thể được trình diễn trong mặt phẳng . Do (1.17): j(1.98)đề nghị (1.97) được viết lại: v ( x) v (l ).e 2d .e j 2 d(1.99)trong số đó : thông số e 2d là số thực phụ thuộc vào vào hệ số suy hao và càng giảmLúc d càng mập (càng ra đi khỏi download về phía nguồn). Hệ số e j 2 d là số phức bao gồm module luôn bằng đơn vị chức năng cùng góc trộn 2d tỉ lệ thành phần với thông số trộn cùng càng sút âm Lúc d càng bự (càng lùi xa tảivề phía nguồn).Từ những dìm xét trên về biểu thức (1.99), ta có thể đúc kết : Khi dịch rời trêncon đường truyền sóng trường đoản cú download về phía mối cung cấp một khoảng cách d, hệ số sự phản xạ điệnáp v vẫn dịch rời bên trên một quỹ tích hình xoáy trôn ốc vào khía cạnh phẳng phức (Hình 1.22). Quỹ tích bắt đầu từ điểm hệ số bức xạ năng lượng điện áp trên cài v (l )với luân chuyển theo chiều klặng đồng hồ (trở về phía nguồn) một góc 2d với suy giảmmodule của vector v do hệ số e 2d . Trang 16 Chương thơm 1: Đường dây truyền sóng điều đặc biệt trường hợp mặt đường truyền sóng ko tốn hao ( 0) thì từ (1.99), ta có : v ( x) v (l ) .e j 2 d(1.100) Quỹ tích của v từ bây giờ là 1 trong vòng tròn trung tâm gốc tọa độ và đi qua điểm v (l ) . Hệ số phản xạ điện áp v ( x) trên điểm x bất kỳ chỉ là việc luân chuyển pha của hệ số bức xạ điện áp tại cài v (l ) . Do đó: v ( x) v (l ) (1.101) Theo (1.99), góc luân chuyển trộn khi di chuyển khoảng cách d là 2d . 2 Theo (1.30), , ta hoàn toàn có thể màn trình diễn góc luân phiên trộn nlỗi sau: 2 d 2d 2 d 2 /2 (1.102) Từ (1.102) ta thấy, góc pha của hệ số sự phản xạ năng lượng điện áp v vẫn luân phiên một lượng 2 (chuyển phiên một vòng tròn xung quanh cội tọa độ vào mặt phẳng phức v ) lúc dịch rời khoảng cách d bởi một phần lần bước sóng của biểu hiện. Với khoảng cách d bất kỳ, góc pha đã chuyển phiên xung quanh gốc tọa độ một lượng tỉ lệ thành phần với d theo (1.102). Ta còn nhận thấy, chiều xoay của góc pha là cùng chiều klặng đồng hồ lúc ta dịch rời về phía mối cung cấp, hoặc chiều luân phiên là ngược chiều kyên đồng hồ lúc di chuyển về phía download trên đường truyền sóng ( xem hình H 1.22) Tương trường đoản cú, ta rất có thể định nghĩa thông số bức xạ cái điện i trên phố truyền sóng. Theo (1.19), chiếc điện tại điểm x ngẫu nhiên được xem là tổng của sóng chiếc điện cho tới với sóng dòng năng lượng điện sự phản xạ. I(x, ) = I+e - ( ) x + I-e ( ) x (1.103) Hệ số sự phản xạ cái năng lượng điện tại điểm x được định nghĩa: I e ( ) x I e 2 ( ) x i ( x) ( ) x I I e (1.104) là tỉ số giữa sóng dòng năng lượng điện bức xạ với sóng chiếc năng lượng điện tới tại điểm x đó. Trang 17 Chương 1: Đường dây truyền sóngMặt không giống, do (1.20) thể hiện quan hệ nam nữ thân sóng năng lượng điện áp với sóng loại năng lượng điện, tađúc rút V Z V i ( x) 0 e 2 ( ) x e 2 ( ) x V V Z0(1.105)đối chiếu (1.105) và (1.93), ta rút ra: i ( x) v ( x)(1.106)Vậy, thông số phản xạ về loại điện là đối của hệ số bức xạ về năng lượng điện áp, vì chưng chiềumẫu năng lượng điện sóng tới và sóng phản xạ là trái chiều nhau theo quy ước. Trong thực tiễn, thông số phản xạ điện áp v thường xuyên được sử dụng nhỏng thông số phảnxạ của mặt đường dây. Do đó lúc nói đến thông số sự phản xạ là ngầm hiểu đúng bản chất kia làthông số bức xạ theo năng lượng điện áp. ( x) v ( x)(1.107)Xét một con đường dây truyền sóng có trsống chống công dụng Z0 , hệ số truyền sóng ,chiều nhiều năm l, đầu cuối được chấm dứt bởi tải ZL ( Hình 1.24). Điện áp V(x) vàchiếc năng lượng điện I(x) tại điểm x ngẫu nhiên trên tuyến đường dây được xem vị cách làm (1.16)cùng (1.21).Đặc biệt trên cài đặt ZL ( x = l), ta có : V (l ) V e l V et(1.108a) V l V l I (l ) e e Z0 Z0(1.108b) Trang 18 Chương thơm 1: Đường dây truyền sóng Mặt không giống, từ hình 1.24, ta thấy điện áp trên sở hữu V(l) cùng chiếc năng lượng điện qua download I(l) quan hệ với nhau theo định phương pháp Ohm: V (l ) ZL I (l )(1.109)từ bỏ (1.108) cùng (1.109), ta rất có thể viết: V e l V e l Z L Z0 V e l V e l(1.110)Theo định nghĩa của thông số phản xạ điện áp ngơi nghỉ (1.93), ta suy ra: 1 (l ) Z L Z0 1 (l )(1.111) Z L Z0 (l ) Hoặc Z L Z0(1.112)Một phương pháp bao quát, ZL cùng Z0 gần như là quý giá phức cần (l ) cũng chính là cực hiếm phức: (l ) (l ) arg (l )(1.113)trong số ấy (l ) thay mặt tỉ số thân biên độ sóng điện áp sự phản xạ và biên độsóng điện áp tới arg (l ) thay thế mang lại góc lệch pha giữa sóng bức xạ cùng sóng tới Trang 19 Cmùi hương 1: Đường dây truyền sóngChúng ta xét một vài ngôi trường hòa hợp quan trọng của cài đặt ZL cùng hệ số bức xạ (l ) từcách làm (1.112)+ lúc ZL = Z0 (l ) = 0 Theo (1.112), ta có(1.114) Hệ số sự phản xạ bên trên download bởi 0. Như vậy cho biết rằng, Lúc trsống kháng tảibởi trsống phòng đặc tính của con đường dây, không có sóng bức xạ trên cài đặt. Do đótoàn cục hiệu suất của sóng cho tới được tải tiêu thụ hoàn toàn mà không có phầncông suất nào bị sự phản xạ ngược về nguồn.
Ta bảo rằng có sự phối hợp giữamặt đường dây truyền sóng với cài.Trong thực tiễn, để đảm bảo an toàn sự phối hợp giữa con đường dây với download, trong nghành tầnsố cao, các quý giá của trsống kháng tính năng đường dây cùng quý giá trnghỉ ngơi chống hầu như phảituân theo các chuẩn chỉnh nhất định : 50 , 75 , 300 , hoặc 600 + lúc ZL = 0 ( Tải nối tắt)Theo (1.112) , ta gồm (l ) = -1Hệ số bức xạ = -1 Tức là toàn cục năng suất của sóng cài cho download nối tắt đềubị phản xạ ngược về mối cung cấp ( bởi vì mua nối tắt, V(l) = 0, đề xuất sở hữu không tiêu trúc côngsuất).Chú ý: Khi (l ) = -1, sóng điện áp tới với sóng điện áp bức xạ có biên độ bằngnhau tuy vậy ngược trộn cùng nhau, vì thế sóng tổng năng lượng điện áp bằng không : V(l) = 0. Ngược lại, hệ số bức xạ cái năng lượng điện tại mua là i (l ) v (l ) 1 , sóng chiếc điệncho tới với sóng loại năng lượng điện sự phản xạ gồm biên độ đều bằng nhau cùng cùng pha với nhau tạiđiểm tải; vấn đề đó làm cho loại điện I(l) tan qua sở hữu nối tắt tăng gấp rất nhiều lần so vớisóng cái điện tới.+ Lúc ZL (Tải hnghỉ ngơi mạch)Theo (1.112), ta gồm : (l ) = +1Hệ số bức xạ trên cài đặt bằng +1, toàn thể năng suất sóng cho tới đến cài đặt hnghỉ ngơi mạchcũng hồ hết bị bức xạ ngược về mối cung cấp (bởi sở hữu hsinh hoạt mạch, I(l) = 0, đề xuất sở hữu cũngkhông tiêu thụ công suất).Tương trường đoản cú nhỏng ngôi trường hòa hợp trước, thông số phản xạ (l ) = +1 vẫn tạo cho năng lượng điện ápbên trên cài V(l) tăng gấp đôi với cái điện trên download I(l) = 0 bởi vì sóng cái điện cho tới vàsóng loại năng lượng điện phản xạ triệt tiêu nhau.+khi ZL = jXL (download thuần kháng)Khi cài thuần phòng ( cài là tụ CL, hoặc cảm LL, hoặc một tổ hợp giữa chúng), hệsố phản xạ năng lượng điện áp tại tải: Trang 20
