Только в переносных малогабаритных
радиостанциях возможно непосредственное подключение антенны к приемо-передатчику,
во всех остальных случаях между антенной и приемо-передатчиком необходимо включить
фидерную линию, которая должна служить для передачи высокочастотной энергии
с минимальными потерями и без паразитного излучения.
Применяемые в радиотехнике
фидеры с электрической точки зрения являются длинными линиями.
Длинными линиями принято
называть электрические линии, длина которых соизмерима с длиной распространяющихся
вдоль них волн.Они могут быть длиной в несколько десятков сантиметров, а в некоторых
случаях их длина может измеряться десятками метров.
Важнейшим электрическим
параметром линии является ее комплексное сопротивление Z. Волновое сопротивление
линии в режиме бегущей волны имеет чисто активный характер и обозначается р
(ро). Линию можно представить в виде соединения индуктивностей и емкостей, распределенных
по ее длине (рис. 11.4).
.
Индуктивность L и емкость
С, приходящиеся на единицу длины линии, называются погонными индуктивностями
и емкостями. Разбив условно всю линию на элементарные единичные участки, можно
изобразить эквивалентную электрическую схему длинной линии в виде представленном
на рис. 11.4.
Волновое сопротивление
в основном зависит от поперечных размеров линии и вида применяемого диэлектрика
между проводниками линии. Обычно встречаются волновые сопротивления от 30 до
600 Ом.
Высокочастотные линии,
имеющие волновое сопротивление от 30 до 300 Ом, изготовляются промышленностью
в виде ленточных и коаксиальных кабелей (рис. 11.5 и рис. 11.6). Волновое сопротивление
коаксиального кабеля можно определить по формуле:
Линия, нагруженная на
активное сопротивление. Если линия нагружена на активное сопротивление,
то известная доля энергии всегда поглощается в нем, и вдоль линии происходит
перенос энергии. Если сопротивление нагрузки
отличается от волнового сопротивления линии, то часть энергии падающей волны
отражается обратно к источнику.
При этом в линии возникают стоячие волны которые характеризуют потери в линии,
и только часть энергии источника, выделяемая в сопротивлении нагрузки, является
полезной. Конечная цель согласованной нагрузки - создать в линии бегущую волну,
т.е. передать всю энергию источника в нагрузку, которой является антенна. Входное
сопротивление линии может иметь активную и реактивную составляющие. Придавая
различное значение величине Rн, можно легко построить картину распределения
напряжения и тока в линии (рис. 11.8). При замыкании линии накоротко (рис. 11.8,
а), где Rн = 0, коэффициент отражения равен максимуму и в линии образуются только
стоячие волны. С увеличением сопротивления нагрузки до Rн = р, где р
- волновое сопротивление линии, коэффициент отражения будет равен нулю,
в линии установится только бегущая волна и вся энергия источника передается
в нагрузку (антенну) рис. 11.8,6. Таким образом, условие согласования линии
с нагрузкой состоит в том, что последняя должна иметь чисто активный характер
и быть равной волновому сопротивлению линии. На рис. 11.8,в. рассмотрен вариант,
когда нагрузка Rн=оо, т.е. отключена, и в линии образуются стоячие волны, как
и в случае рис. 11.8,а., только фаза отраженной волны изменилась на 180°
В результате максимумы и минимумы стоячих волн поменяются местами. На практике
степень согласования фидерной линии с нагрузкой определяется с помощью измерительных
приборов, которые будут рассмотрены в отдельной главе. Существуют два варианта
измерений. В промышленности принято измерять коэффициент бегущей волны (КБВ
), а в любительской практике измеряют коэффициент стоячей волны (КСВ). В первом
случае градация прибора от 0 до 1, где единице соответствует наилучшее согласование
линии с нагрузкой, т.е. в линии образуется бегущая волна, а нулевое значение
указывает максимальное значение стоячей волны. При пользовании любительским
методом измерения КСВ прибор градуируется от 0 до 10 и после вычисления, о котором
будет рассказано в описании КСВ-метра, показание, равное нулевому значению отраженной
волны, соответствует наилучшему согласованию линии с нагрузкой.
