Задание
Необходимо обеспечить подключение линии передачи к нагрузке сопротивлением так, чтобы на частоте f0
линия передачи была согласована с нагрузкой. Выбрать метод согласования, рассчитать согласующее устройство и место его включения в ЛП. Определить частотный диапазон согласованного режима работы, в котором коэффициент бегущей волны не менее 0,8 (КБВ
>0,8). Определить максимальную допустимую мощность, передаваемую в нагрузку и КПД линии на частоте f0
и границах диапазона.
Построить:
1) Графики зависимостей амплитуды напряжения (напряженности эл. поля) от координаты (в ЛП и согласующем устройстве) для частоты f0
и частот границ диапазона.
2) Частотные зависимости коэффициентов бегущей и стоячей волн: KБВ
(f), KСВ
(f).
Таблица 1
№ варианта |
1–15 |
16–30 |
Тип линии передачи |
Коаксиальная
РК 75–2.5–31
|
Двухпроводная
РД 50–0.87–21
|
Длина, м |
10 |
25 |
Таблица 2
№ варианта |
1–3 |
4–6 |
7–9 |
10–12 |
13–15 |
16–18 |
19–21 |
22–24 |
25–27 |
28–30 |
Сопротивление нагрузки , Ом |
40+4i |
42–10i |
60+30i |
75+50i |
50+20i |
10 |
40 |
10+5i |
75–50i |
40–4i |
Таблица 3
№ варианта |
1,4,7,10,13,16,19,22,25,28 |
2,5,8,11,14,17,20,23,
26,29
|
3,6,9,12,15,18,21,24,
27,30
|
Рабочая частота f0
, МГц |
200 |
400 |
800 |
Введение
Линией передачи (ЛП) называют устройство, ограничивающее область распространения электромагнитных колебаний и направляющее поток электромагнитной энергии к нагрузке. ЛП используют для передачи мощности от генераторов к потребителям, для образования резонансных систем – объемных резонаторов и колебательных контуров с распределенными параметрами, для трансформации полных сопротивлений нагрузок.
В радиосистемах используются различные линии передачи. Выбор конкретного типа ЛП определяется назначением и параметрами радиосистемы, условиями ее работы и решающим образом зависит от используемого диапазона длин волн и передаваемой мощности. Наиболее распространенные типы линий передачи для различных диапазонов волн представлены в таблице 1.
Таблица 1
Линии передачи СВЧ |
Проволочные |
Радиочастотные |
Волноводы |
Открытого типа |
Двухпроводные |
многопроводные |
коаксиальные |
симметричные |
коаксиальные |
прямоугольные |
круглые |
со спец. сечением |
полосковые и микрополосковые |
поверхностных волн |
диэлектрические |
лучевые волноводы |
волоконно-оптические |
Гектометровые, метровые и дециметровые волны |
Дециметровые, сантиметровые и миллиметровые волны |
Метровые, дециметровые и сантиметровые волны |
Миллиметровые волны и волны оптического диапазона |
Расчет
Вначале вычислим коэффициент отражения от нагрузки
Далее вычислим коэффициент стоячей волны в ЛП между нагрузкой и трансформатором
Максимальная мощность в двухпроводной ЛП
Максимальная мощность в нагрузке
Максимально действующее напряжение стоячей или бегущей волны
Зависимость коэффициента отражения от расстояния l
до нагрузки имеет вид
где – коэффициент отражения нагрузки в сечении
Требуется определить такое значение электрической длины линии , при которой сопротивление будет действовать, в этом случае возможно согласование при помощи – трансформатора.
Из последнего выражения получим
только в этом случае сопротивление будет действительным
Решением уравнения является корень
Тогда
Выбираем наименьшее значение и вычисляем расстояние, на котором должен быть включен трансформатор
Определим сопротивление нагрузки четвертьволнового трансформатора и проверим, действительно ли оно. Сопротивление найдем через коэффициент отражения
Также проверим по формуле
Вычислим волновое сопротивление ЛП четвертьволнового трансформатора для согласования генератора с внутренним активным сопротивлением с произвольной нагрузкой
Вычислим коэффициент отражения от трансформатора
Построение графика распределения амплитуды
В ЛП между трансформатором и нагрузкой напряжение определяется так
График строим для случая максимальной мощности
В трансформаторе напряжение определяется по формуле
Для случая максимальной мощности имеем
Тогда график будет иметь вид
Вычислим КПД линии на частоте , при которой коэффициент затухания
Pвх
– мощность выделенная в нагрузке, PГ
– мощность падающей волны, отдаваемой генератором в ЛП.
Вывод
В ходе данной работы мы обеспечивали согласованное подключение ЛП к нагрузке с заданным сопротивлением. В качестве согласующего устройства выбран четвертьволновый трансформатор, рассчитано сопротивление трансформатора и место включения его в линию передачи. Определена максимально допустимая мощность в нагрузке и КПД линии на заданной частоте. В ходе работы построены графики зависимостей амплитуды напряжения от координаты, коэффициента бегущей волны от длины волны KБВ
(λ).
Список литературы
1) В.В. Никольский, Т.И. Никольская, Электродинамика и распространение радиоволн: Учеб. пособие для вузов. – М.: Наука, 1989. – 544 с.
2) Д.М. Сазонов, Антенны и устройства СВЧ: Учеб. для радиотехнич. спец. вузов. – М.: Высшая школа, 1988. – 432 с.: ил.
Другие работы по теме:
Исследование трёхфазной цепи при соединении нагрузки звездой
Главные особенности трёхфазной системы при соединении фаз звездой. Соотношение между линейными и фазными токами при включенном и выключенном нулевом проводе. Активная мощность трёхфазного приёмника при симметричной нагрузке. Построение векторных диаграмм.
Переменный ток
Переменный ток Установившиеся вынужденные колебания можно рассматривать как протекание в цепи, обладающей емкостью С, индуктивностью L и активным сопротивлением R, переменного тока. Под действием внешнего напряжения
Основы электротехники
Расчет электрических параметров однополупериодного выпрямителя с активным сопротивлением нагрузки при питании от источника синусоидального напряжения. Изображение механической характеристики двигателя пускового, максимального и номинального моментов.
Расчет параметров трансформатора
Определение параметров Т-образной схемы замещения трансформатора. Составление полных векторных диаграмм преобразователя для активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузок. Расчет изменения вторичного напряжения аналитическим и графическим методами.
Трёхфазная цепь при соединении электроприемников треугольником
Общая характеристика трёхфазных систем при соединении фаз треугольником, их активная мощность. Особенности построения векторных диаграмма при симметричной и несимметричной нагрузке фаз. Проверка соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами.
Расчет трехфазных цепей
Схема замещения электрической цепи и положительные направления токов линий и фаз. Баланс мощностей для рассчитанной фазы. Активная, реактивная и полная мощность 3-х фазной цепи. Соотношения между линейными и фазными величинами в симметричной системе.
Построение зонной структуры по заданным направлениям в зоне Брюллюэна
Домашняя работа Построение зонной структуры по заданным направлениям в зоне Брюллюэна Выполнил: Гумбатов К.C. Москва 2008 . Содержание задания №1 Построить зонную структуру по заданным направлениям в зоне Брюллюэна E(k) вблизи энергий Ev max и Ec min. Указать на ней положение примесных акцепторных состояний EA и значения эффективных масс для основных носителей заряда mp*.
Построение зонной структуры по заданным направлениям в зоне Брюллюэ
Домашняя работа Построение зонной структуры по заданным направлениям в зоне Брюллюэна Выполнил: Гумбатов К.C. Москва 2008 I. Содержание задания №1 Построить зонную структуру по заданным направлениям в зоне Брюллюэна E(k) вблизи энергий Ev max и Ec min. Указать на ней положение примесных акцепторных состояний EA и значения эффективных масс для основных носителей заряда mp*.
Тяговый расчёт автомобиля
Определение полной массы автомобиля. Выбор шин и определение радиуса ведущего колеса. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Определение передаточного числа главной передачи, удельной силы тяги, построение тяговой характеристики.
Исследование винтового механизма (передачи винт-гайка)
Знакомство с винтовыми механизмами. Зависимость коэффициента полезного действия винтовой пары от величины осевой и эксцентричной нагрузки на гайку. Кинематическая схема установки. Достоинства винтовых передач: простота конструкции, компактность.
Внутреннее сопротивление
Двухполюсник и его эквивалентная схема. Сопротивление и внутреннее сопротивление. Физические принципы. Влияние внутреннего сопротивления на свойства двухполюсника.
Схема напряжения на диодах
Определение среднего значения выпрямленного напряжения на нагрузке и амплитудного значения тока через диод. Схема тока заряда и разряда конденсаторов и двухкаскадного усилителя. Параметрический стабилизатор постоянного напряжения на стабилитроне.
Пульт дистанционного управления
Миллионы телезрителей, не покидающих удобного дивана при просмотре любимых передач, во многом обязаны своим комфортом одному человеку — американскому изобретателю Роберту Адлеру, создателю пульта дистанционного управления.
Buick
Семейство Skylark с кузовами седан и купе открывает модельный ряд Buick. В стандартном исполнении автомобиль комплектуется 4-цилиндровым двигателем рабочим объемом 2,3 л.
Ferrari
Гоночное 2-дверное купе с числом мест 2+2 имеет алюминиевый кузов на стальной раме, выполненный кузовным ателье "Pininfarina".
Амбиорикс
(Ambiorix) — соправитель племени эбуронов, прославившийся своим сопротивлением римскому императору Юлию Цезарю, император сам увековечил имя варвара в своих «Записках о Галльской войне». В XIX веке Амбиорикс стал национальным героем Бельгии.
Дорога жизни
До войны в город по множеству железнодорожных линий и веток каждый день прибывала не одна тысяча вагонов со всякими грузами. По рекам и каналам шли в Ленинград пароходы и баржи – с дровами, углем, нефтью, мукой, крупой и многим другим. Линии передач несли электрическую энергию со станций, расположенных на Волхове, Свири, в верховьях Невы.
Подготовка и решение на ПК задач с разветвлением
Рациональные корни полинома n-й степени с целыми коэффициентами. Значение функции Y(x) при различных значениях исходных данных. Алгоритм: по номеру года вывести его название с использованием оператора switch/case. Исходные коды программ, тестирование.
Способы подключения интернета
Выбор способа подключения к Internet зависит не только от Ваших технических возможностей, но и от технических возможностей провайдера. Здесь можно говорить о том, что речь идет не о подключении к Internet как к чему-то виртуальному, а конкретно о подключении к провайдеру, к оборудованию провайдера.
Телевидение межсетевого протокола
(Интернет-телевидение или online-TV) - система, использующая двухсторонний цифровой сигнал радиопередачи, который посылается через переключенную телефонную или кабельную сеть посредством широкополосного подключения. Оно базируется на декодировании видео IP и преобразовании его в стандартные телевизионные сигналы.
Дополнительная коробка МАЗ-64227
1.1. Назначение коробки. Назначение коробки передач - изменять силу тяги, скорость и направление движения автомобиля. У автомобильных двигателей с уменьшением частоты вращения коленчатого вала крутящий момент незначительно возрастает, достигает максимального значения и при дальнейшем снижении частоты вращения также уменьшается.
Волейбол легка атлетика
Декілька вправ для вивчення верхньої передачі м’яча у волейболі. Види змагань з легкої атлетики. І. Передача м’яча. Це важливий технічний прийом, з допомогою якого здійснюють захисні і нападаючі дії. В грі застосовують різноманітні передачі, які за технікою виконання класифікують на верхні і нижні.